用户在使用 APP/游戏体验的过程中，常常会产生新画面刷新不稳定、视觉感官画面不连贯、游戏画面缓冲耗时、帧数低操作延迟等明显的卡顿问题，那么具体的影响因素是什么呢？我们从 FrameTime、FPS、流畅度、Jank 这几个常见参数的角度，来深层次分析其中的性能问题，便于大家后期提升 APP 应用及游戏性能和品质。

一、FrameTime

FrameTime 的定义：两帧画面间隔耗时 (也可简单认为单帧渲染耗时)。

对于 FrameTime 和卡顿是否有关联？请看下图的案例图示：

从图中可看出画面中 B 帧在 GPU 渲染耗时 (帧生成时间) 大于显示器刷新间隔,占用两次显示器刷新耗时。也就是说有一次画面没刷新。当出现多次没有画面刷新 (也就是说画面没变化)，则可能是一次卡顿。

从这里就得出结论：玩家用户真正看到的是屏幕新画面刷新间隔时间，而不 eglSwapbuffers-GPU 渲染完成 (并未有提交屏幕显示) 间隔时间。所以后面所提到 Frametime 统统指的是屏幕 Display-Frametime。

PerfDog 工具优点：PerfDog 统计的 FPS 和 Frametime 都是用户看到的屏幕 Display 新画面真实刷新 FPS 和帧耗时。所以大家可以直接通过 Frametime 来判断测试过程中是否出现卡顿。

二、FPS

FPS 的定义：帧率（1 秒内平均画面刷新次数）。

平均帧率:传统常说的 FPS，1 秒内平均画面刷新次数。

瞬时帧率:单帧耗时 FrameTime 算出来实时 FPS，每一帧画面刷新耗时换算出的实时帧率。

画面渲染流程图如下，每一帧 FrameTime。

PerfDog 统计帧率及 FrameTime 如下图：

FPS 帧率与卡顿是否有关系？我们分为 Andriod 和 ios 两个场景去进一步了解：

1、iOS 端

苹果 WDDC18 年开发者大会 FramePacing

比如下面两个游戏画面,左边的试图以 60 帧运行,但实际只能达到 40 帧;右边的则持续稳定在 30 帧运行:

上图左边帧率高,反而看起来有一卡一顿的现象,这就是 Micro Stuttering(微型口吃) 导致的,左边 FrameTime 如下图：

通过 FrameTime 可以看出，左边高帧率 FPS=40 帧率中出现一次 FrameTim>=180ms，理论平均 FrameTime=25ms。所以非均匀渲染，虽然帧率高达 40，但依然觉得非常卡。

右边低帧率 30 帧运行 FrameTime 如下图：

从上面 FrameTime 可以看出，帧率 FPS=30，FrameTime 均匀为 33ms，画面会非常平滑。

总结：帧率高，未必流畅。

2、Android 端

测试系统版本：Android4.4 流畅度机制 - 黄油计划 (Jank)

Google Jank 计算思路：考虑视觉惯性，以硬件 vsync 时间间隔，连续 1 次 vsync 没有新画面刷新，则认为是一次卡顿，也就是说下一次 vsync 时间点没有新画面刷新，则认为是一次 Jank。

三、流畅度

流畅度与卡顿的关联可以用以下的流程图来大致展示：

流畅度影响卡顿。这个可以简单的理解为视觉惯性和电影帧这两个方面：

1、视觉惯性

视觉预期帧率，用户潜意识里认为下帧也应该是当前帧率刷新比如一直 60 帧，用户潜意识里认为下帧也应该是 60 帧率。刷新一直是 25 帧，用户潜意识里认为下帧也应该是 25 帧率。但是刷新如果是 60 帧一下跳变为 25 帧，扰乱用户视觉惯性。这个时候就会出现用户体验的卡顿感。

2、电影帧

电影帧率 (18-24)，一般是 24 帧。电影帧单帧耗时：1000ms/24=40ms。电影帧率是一个临界点。低于这个帧率，人眼基本能感觉画面不连续性，也就是感觉到了卡顿。

四、PerfDog-Jank

PerfDog Jank 计算思路：考虑视觉惯性，假设以前三帧的平均帧耗时为参考，作为 vsync 时间间隔，连续两次 vsync 没有新渲染画面刷新，则认为是一次潜在卡顿，也就是说下一帧耗时大于前三帧平均帧耗时 2 倍，则认为一次潜在卡顿。同时单帧耗时满足大于两倍电影帧耗时 1000ms/24*2 (由于人眼低于 24 帧才能辨别画面不连续性)，则认为是一次真正卡顿。同时若单帧耗时大于 3 倍电影帧耗时，则认为是一次严重卡顿。

注解：为什么是两次 vsync？GPU 一般是 3 重缓冲 buffer，当前帧已占用一个 buffer，即剩余 2 缓冲 buffer，人眼一般可容忍 2 帧延迟。

为什么是两帧电影帧耗时？低于 24 帧画面，人眼就能感知到画面不连续性，电影一般都是 24 帧。即电影帧耗时 1000ms/24=41.67ms，两帧电影帧耗时也就是 41.67ms*2，三帧电影帧耗时是 41.67ms*3。

PerfDog Jank 计算方法：

同时满足两条件，则认为是一次卡顿 Jank.

①Display FrameTime>前三帧平均耗时 2 倍。

②Display FrameTime>两帧电影帧耗时 (1000ms/24*2=84ms)。

同时满足两条件，则认为是一次严重卡顿 BigJank.

①Display FrameTime >前三帧平均耗时 2 倍。

②Display FrameTime >三帧电影帧耗时 (1000ms/24*3=125ms)。

Google-Jank 如图：

PerfDog-Jank 如图：

真实测试 FrameTime 计算 Jank，如下图：

PerfDog-Jank 如图：

备注：帧率低，并不是顿卡，如帧率都是只有几帧了，还有什么顿卡而言？

目前主流游戏对比 Jank 如下：

PerfDog-web 平台

从前面的内容，我们了解到 FrameTime、FPS、流畅度和 Jank 之间的紧密联系后，就可以顺其自然得出我们的结论：

1、游戏方面

游戏流畅度是最影响用户体验的，所以需要重点关注 FPS 和 Jank。

备注：比如游戏中已预知的卡顿，如新 UI 弹出等造成卡顿，可认为是干扰，需要剔除，不应算在 Jank，可通过 web 云上，框选右键删除干扰数据。

2、APP 方面

APP 也需要关注 FPS 及 Jank。只是需要区分使用场景，如：

1) 静态页面窗口

只需关注 FPS，理论 FPS 应该为 0，否则，说明有冗余刷新，容易引起手机发热及耗电。

2) 有滚动动画页面窗口

只需关注 FPS，FPS 处于合适值即可，无需高频刷新。

3) 快速滑动页面窗口。

需要关注 FPS 和 Jank。手机交互灵敏度就是来源于此，Android 系统才出黄油计划 Jank。一般滑动状态下，帧率越高越好，Jank 越小越好。

4) 播放视频页面窗口。

需要关注 FPS 和 Jank，视频卡顿直接影响用户。视频一般帧率 18-24 帧，Jank=0。比如微信播放视频、视频播放器等。

通过上面的内容分析，相信大家可以很清楚的了解到影响 APP 应用&游戏体验的性能参数，以及在上线前后的测试工作中需要关注的侧重点。PerfDog 是腾讯 WeTest 客户端性能测试工具，能快速定位分析性能问题，致力于为 APP 应用及游戏性能提升品质。