如何计算Web动画帧率FPS(2)

通过这张图以及上面的window.performance.timing,我们就可以轻松的统计出页面每个重要节点的耗时,这就是Web Performance Timing API的强大之处,感兴趣的可以详细去研究研究,使用在页面统计上。

Frame Timing API 示意

好的,终于可以回归正题,借助Web Performance Timing API中的Frame Timing API,可以轻松的拿到每一帧中,主线程以及合成线程的时间。或者更加容易,直接拿到每一帧的耗时。

获取 Render 主线程和合成线程的记录,每条记录包含的信息基本如下,代码示意,(参考至Developer feedback needed: Frame Timing API):

var rendererEvents = window.performance.getEntriesByType("renderer"); var compositeThreadEvents = window.performance.getEntriesByType("composite");

或者是:

var observer = new PerformanceObserver(function(list) { var perfEntries = list.getEntries(); for (var i = 0; i < perfEntries.length; i++) { console.log("frame: ", perfEntries[i]); } }); // subscribe to Frame Timing observer.observe({entryTypes: ['frame']});

每条记录包含的信息基本如下:

{ sourceFrameNumber: 120, startTime: 1342.549374253 cpuTime: 6.454313323 }

每个记录都包括唯一的 Frame Number、Frame 开始时间以及 cpuTime 时间。通过计算每一条记录的 startTime ,我们就可以算出每两帧间的间隔,从而得到动画的帧率是否能够达到 60 FPS。

不过!看看Web Performance Timing API整体的兼容性:

如何计算Web动画帧率FPS

Frame Timing API 虽好,但是,现在Frame Timing API的兼容性不算很友好,额,不友好到什么程度呢。还没有任何浏览器支持,处于实验性阶段,属于面向未来编程。这你 TM 逗我呢?说了这么久完全不能用.....

法三:借助 requestAnimationFrame API

费了这么多笔墨描述 Frame Timing API 但最后因为兼容性问题完全没办法使用。不过不代表这么长篇幅的描述没有用,从上面的介绍,我们得知,如果我们可以到得到每一帧中的固定一个时间点,那么两者相减,也能够近似得到一帧所消耗的时间。

那么,我们再另辟蹊径。这次,我们借助兼容性不错的 requestAnimationFrame API。

// 语法 window.requestAnimationFrame(callback);

requestAnimationFrame大家应该都不陌生,方法告诉浏览器您希望执行动画并请求浏览器调用指定的函数在下一次重绘之前更新动画。

当你准备好更新屏幕画面时你就应用此方法。这会要求你的动画函数在浏览器下次重绘前执行。回调的次数常是每秒 60 次,大多数浏览器通常匹配 W3C 所建议的刷新率。

使用 requestAnimationFrame 计算 FPS 原理

原理是,正常而言 requestAnimationFrame 这个方法在一秒内会执行 60 次,也就是不掉帧的情况下。假设动画在时间 A 开始执行,在时间 B 结束,耗时 x ms。而中间 requestAnimationFrame 一共执行了 n 次,则此段动画的帧率大致为:n / (B - A)。

核心代码如下,能近似计算每秒页面帧率,以及我们额外记录一个 allFrameCount,用于记录 rAF 的执行次数,用于计算每次动画的帧率 :

var rAF = function () { return ( window.requestAnimationFrame || window.webkitRequestAnimationFrame || function (callback) { window.setTimeout(callback, 1000 / 60); } ); }(); var frame = 0; var allFrameCount = 0; var lastTime = Date.now(); var lastFameTime = Date.now(); var loop = function () { var now = Date.now(); var fs = (now - lastFameTime); var fps = Math.round(1000 / fs); lastFameTime = now; // 不置 0,在动画的开头及结尾记录此值的差值算出 FPS allFrameCount++; frame++; if (now > 1000 + lastTime) { var fps = Math.round((frame * 1000) / (now - lastTime)); console.log(`${new Date()} 1S内 FPS:`, fps); frame = 0; lastTime = now; }; rAF(loop); } loop();

OK,寻找一个有动画不断运行的页面进行测试,可以看到代码运行如下:

如何计算Web动画帧率FPS

这里,我使用了我之前制作的一个页面进行了测试,使用 Chrome 同时调出页面的 FPS meter,对比两边的实时 FPS 值,基本吻合。

测试页面,Solar System。你可以将上面的代码贴到这个页面的 console 中,测试一下数据:

如何计算Web动画帧率FPS

对比右上角的 Frame Rate,帧率基本一致。在大部分情况下,这种方法可以很好的得出 Web 动画的帧率。

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