帧率

帧率 API 允许应用告知 Android 平台其预期的帧率，并且适用于面向 Android 11（API 级别 30）或更高版本的应用。传统上，大多数设备仅支持单个显示刷新率，通常为 60Hz，但这种情况一直在发生变化。许多设备现在支持其他刷新率，例如 90Hz 或 120Hz。一些设备支持无缝刷新率切换，而其他设备则会短暂显示黑屏，通常持续一秒。

该 API 的主要目的是使应用能够更好地利用所有支持的显示刷新率。例如，播放 24Hz 视频并调用 setFrameRate() 的应用可能会导致设备将显示刷新率从 60Hz 更改为 120Hz。这种新的刷新率可以实现 24Hz 视频的流畅、无抖动播放，无需像在 60Hz 显示屏上播放相同视频那样需要 3:2 逐行扫描。这带来了更好的用户体验。

基本用法

Android 公开了多种访问和控制表面的方法，因此 setFrameRate() API 有多个版本。每个版本的 API 都采用相同的参数，并且工作方式与其他版本相同。

应用无需考虑实际支持的显示刷新率（可以通过调用 Display.getSupportedModes() 获取），即可安全地调用 setFrameRate()。例如，即使设备仅支持 60Hz，也可以使用应用首选的帧率调用 setFrameRate()。对于与应用帧率不完全匹配的设备，将保持当前显示刷新率。

要查看调用 setFrameRate() 是否会导致显示刷新率发生变化，请通过调用 DisplayManager.registerDisplayListener() 或 AChoreographer_registerRefreshRateCallback() 注册显示更改通知。

调用 setFrameRate() 时，最好传入精确的帧率，而不是四舍五入为整数。例如，当渲染以 29.97Hz 录制视频时，请传入 29.97，而不是四舍五入为 30。

对于视频应用，传递给 setFrameRate() 的兼容性参数应设置为 Surface.FRAME_RATE_COMPATIBILITY_FIXED_SOURCE，以便向 Android 平台提供额外的提示，表明应用将使用逐行扫描以适应不匹配的显示刷新率（这会导致抖动）。

在某些情况下，视频表面将停止提交帧，但会在屏幕上可见一段时间。常见的情况包括播放到达视频末尾或用户暂停播放时。在这些情况下，请使用帧率参数设置为 0 调用 setFrameRate()，以将表面的帧率设置清除回默认值。当销毁表面或表面隐藏（因为用户切换到其他应用）时，无需执行此类帧率设置清除。仅当表面可见但未使用时，才清除帧率设置。

非无缝帧率切换

在某些设备上，刷新率切换可能会出现视觉中断，例如黑屏一两秒。这通常发生在机顶盒、电视面板和类似设备上。默认情况下，Android 框架在调用 Surface.setFrameRate() API 时不会切换模式，以避免此类视觉中断。

某些用户更喜欢在较长视频的开头和结尾处出现视觉中断。这允许显示器的刷新率与视频帧率匹配，并避免帧率转换伪像（例如电影播放的 3:2 逐行扫描抖动）。

因此，如果用户和应用都选择加入，则可以启用非无缝刷新率切换。

用户： 要选择加入，用户可以启用匹配内容帧率用户设置。
应用： 要选择加入，应用可以将 CHANGE_FRAME_RATE_ALWAYS 传递到 setFrameRate()。

我们建议您始终对长时间运行的视频（如电影）使用 CHANGE_FRAME_RATE_ALWAYS。这是因为匹配视频帧率的好处大于更改刷新率时发生的中断。

其他建议

请遵循以下常见场景建议。

多个表面

Android 平台旨在正确处理存在具有不同帧率设置的多个表面的场景。当您的应用具有多个具有不同帧率的表面时，请使用每个表面的正确帧率调用 setFrameRate()。即使设备同时运行多个应用，使用分屏或画中画模式，每个应用也可以安全地为其自己的表面调用 setFrameRate()。

平台未更改为应用的帧率

即使设备支持应用在调用 setFrameRate() 时指定的帧率，在某些情况下，设备也不会将显示切换到该刷新率。例如，优先级更高的表面可能具有不同的帧率设置，或者设备可能处于省电模式（限制显示刷新率以节省电量）。即使设备在正常情况下会切换，应用也必须在设备未将显示刷新率切换到应用的帧率设置时仍然能够正常工作。

应用需要决定在显示刷新率与应用帧率不匹配时如何响应。对于视频，帧率固定为源视频的帧率，并且需要逐行扫描才能显示视频内容。游戏可能会选择尝试以显示刷新率运行，而不是保持其首选帧率。应用不应根据平台的操作更改传递给 setFrameRate() 的值。它应保持设置为应用的首选帧率，而不管应用如何处理平台未调整以匹配应用请求的情况。这样，如果设备条件发生变化以允许使用其他显示刷新率，则平台将拥有正确的信息来切换到应用的首选帧率。

在应用无法或不能以显示刷新率运行的情况下，应用应为每一帧指定呈现时间戳，使用平台的机制之一设置呈现时间戳。

使用这些时间戳可以阻止平台过早呈现应用帧，从而避免不必要的抖动。正确使用帧呈现时间戳有点棘手。对于游戏，请参阅我们的帧速率控制指南，了解有关避免抖动的更多信息，并考虑使用 Android 帧速率控制库。

在某些情况下，平台可能会切换到应用在 setFrameRate() 中指定的帧率的倍数。例如，应用可能会使用 60Hz 调用 setFrameRate()，而设备可能会将显示切换到 120Hz。发生这种情况的一个原因可能是另一个应用的表面具有 24Hz 的帧率设置。在这种情况下，以 120Hz 运行显示屏将允许 60Hz 表面和 24Hz 表面都无需逐行扫描即可运行。

当显示屏以应用帧率的倍数运行时，应用应为每一帧指定呈现时间戳，以避免不必要的抖动。对于游戏，Android 帧速率控制库有助于正确设置帧呈现时间戳。

setFrameRate() 与 preferredDisplayModeId

WindowManager.LayoutParams.preferredDisplayModeId 是应用可以用来向平台指示其帧率的另一种方法。某些应用只想更改显示刷新率，而不是更改其他显示模式设置（例如显示分辨率）。一般来说，使用 setFrameRate() 而不是 preferredDisplayModeId。 setFrameRate() 函数更易于使用，因为应用无需搜索显示模式列表以查找具有特定帧率的模式。

setFrameRate() 为平台提供了更多机会在存在多个以不同帧率运行的表面的场景中选择兼容的帧率。例如，考虑一下在 Pixel 4 上以分屏模式运行两个应用的场景，其中一个应用正在播放 24Hz 视频，另一个应用向用户显示一个可滚动的列表。Pixel 4 支持两种显示刷新率：60Hz 和 90Hz。使用 preferredDisplayModeId API，视频表面被迫选择 60Hz 或 90Hz。通过使用 24Hz 调用 setFrameRate()，视频表面向平台提供了有关源视频帧率的更多信息，使平台能够选择 90Hz 作为显示刷新率，在这种情况下，这比 60Hz 更好。

但是，在某些情况下，应该使用preferredDisplayModeId而不是setFrameRate()，例如以下情况

如果应用想要更改分辨率或其他显示模式设置，请使用preferredDisplayModeId。
平台仅在响应对setFrameRate()的调用时才会切换显示模式，前提是模式切换很轻量级并且用户不太可能注意到。如果应用希望切换显示刷新率，即使它需要进行繁重的模式切换（例如，在 Android TV 设备上），请使用preferredDisplayModeId。
无法处理显示以应用帧率的倍数运行的应用（这需要在每一帧上设置呈现时间戳）应该使用preferredDisplayModeId。

setFrameRate() 与 preferredRefreshRate

WindowManager.LayoutParams#preferredRefreshRate 在应用窗口上设置首选帧率，并且该速率适用于窗口内的所有表面。应用应指定其首选帧率，而不管设备支持的刷新率如何，类似于setFrameRate()，以便为调度程序提供应用预期帧率的更好提示。

使用setFrameRate()的表面将忽略preferredRefreshRate。一般情况下，如果可能，请使用setFrameRate()。

preferredRefreshRate 与 preferredDisplayModeId

如果应用只想更改首选刷新率，建议使用preferredRefreshRate，而不是preferredDisplayModeId。

避免过于频繁地调用 setFrameRate()

虽然setFrameRate()调用的性能成本不高，但应用应避免在每一帧或每秒多次调用setFrameRate()。调用setFrameRate()可能会导致显示刷新率发生变化，这可能会导致在转换期间出现帧丢失。您应该提前确定正确的帧率，并只调用一次setFrameRate()。

游戏或其他非视频应用的用法

虽然视频是setFrameRate() API 的主要用例，但它可以用于其他应用。例如，一个旨在不以高于 60Hz 的速度运行的游戏（以降低功耗并实现更长的游戏时间）可以调用Surface.setFrameRate(60, Surface.FRAME_RATE_COMPATIBILITY_DEFAULT)。这样，默认情况下以 90Hz 运行的设备将在游戏激活时改为以 60Hz 运行，这将避免在游戏以 60Hz 运行而显示屏以 90Hz 运行时可能出现的抖动。

FRAME_RATE_COMPATIBILITY_FIXED_SOURCE 的用法

FRAME_RATE_COMPATIBILITY_FIXED_SOURCE 仅适用于视频应用。对于非视频用途，请使用FRAME_RATE_COMPATIBILITY_DEFAULT。

选择更改帧率的策略

我们强烈建议应用在显示长时间运行的视频（如电影）时，调用setFrameRate(fps, FRAME_RATE_COMPATIBILITY_FIXED_SOURCE, CHANGE_FRAME_RATE_ALWAYS)，其中 fps 是视频的帧率。
我们强烈建议应用不要在预期视频播放持续几分钟或更短时间内，使用CHANGE_FRAME_RATE_ALWAYS调用setFrameRate()。

视频播放应用的集成示例

我们建议在视频播放应用中集成刷新率切换时执行以下步骤

确定changeFrameRateStrategy
1. 如果播放长时间运行的视频（如电影），请使用MATCH_CONTENT_FRAMERATE_ALWAYS
2. 如果播放短视频（如电影预告片），请使用CHANGE_FRAME_RATE_ONLY_IF_SEAMLESS
如果changeFrameRateStrategy为CHANGE_FRAME_RATE_ONLY_IF_SEAMLESS，请转到步骤 4。
通过检查以下两个事实是否都为真来检测是否即将发生非无缝刷新率切换
1. 从当前刷新率（我们称之为 C）到视频的帧率（我们称之为 V）无法进行无缝模式切换。如果 C 和 V 不同，并且Display.getMode().getAlternativeRefreshRates不包含 V 的倍数，则会出现这种情况。
2. 用户已选择加入非无缝刷新率更改。您可以通过检查DisplayManager.getMatchContentFrameRateUserPreference是否返回MATCH_CONTENT_FRAMERATE_ALWAYS来检测这一点。
如果切换将是无缝的，请执行以下操作
1. 调用setFrameRate 并传入fps、FRAME_RATE_COMPATIBILITY_FIXED_SOURCE和changeFrameRateStrategy，其中fps是视频的帧率。
2. 开始视频播放
如果即将发生非无缝模式更改，请执行以下操作
1. 显示 UX 以通知用户。请注意，我们建议您实现一种方法让用户关闭此 UX 并跳过步骤 5.d 中的额外延迟。这是因为我们建议的延迟大于在显示屏切换时间更快的显示屏上所需的延迟。
2. 调用setFrameRate 并传入fps、FRAME_RATE_COMPATIBILITY_FIXED_SOURCE和CHANGE_FRAME_RATE_ALWAYS，其中fps是视频的帧率。
3. 等待onDisplayChanged 回调。
4. 等待 2 秒钟以完成模式切换。
5. 开始视频播放

仅支持无缝切换的伪代码如下所示

SurfaceControl.Transaction transaction = new SurfaceControl.Transaction();
transaction.setFrameRate(surfaceControl,
    contentFrameRate,
    FRAME_RATE_COMPATIBILITY_FIXED_SOURCE,
    CHANGE_FRAME_RATE_ONLY_IF_SEAMLESS);
transaction.apply();
beginPlayback();

如上所述，支持无缝和非无缝切换的伪代码如下所示

SurfaceControl.Transaction transaction = new SurfaceControl.Transaction();
if (isSeamlessSwitch(contentFrameRate)) {
  transaction.setFrameRate(surfaceControl,
      contentFrameRate,
      FRAME_RATE_COMPATIBILITY_FIXED_SOURCE,
      CHANGE_FRAME_RATE_ONLY_IF_SEAMLESS);
  transaction.apply();
  beginPlayback();
} else if (displayManager.getMatchContentFrameRateUserPreference()
      == MATCH_CONTENT_FRAMERATE_ALWAYS) {
  showRefreshRateSwitchUI();
  sleep(shortDelaySoUserSeesUi);
  displayManager.registerDisplayListener(…);
  transaction.setFrameRate(surfaceControl,
      contentFrameRate,
      FRAME_RATE_COMPATIBILITY_FIXED_SOURCE,
      CHANGE_FRAME_RATE_ALWAYS);
  transaction.apply();
  waitForOnDisplayChanged();
  sleep(twoSeconds);
  hideRefreshRateSwitchUI();
  beginPlayback();
}