MTK Camera 冷啟動(dòng)、前后攝切換性能優(yōu)化分析

和你一起終身學(xué)習(xí)，這里是程序員Android

經(jīng)典好文推薦，通過閱讀本文，您將收獲以下知識(shí)點(diǎn):

一、背景
二、問題分解
三、工具分析
四、 traceView教程
五、surface create優(yōu)化
六、systrace的教程
七、優(yōu)化方案
八、前后切換速度優(yōu)化
九、優(yōu)化方案
十、熱啟動(dòng)優(yōu)化
十一、解決方案：
十二、驅(qū)動(dòng)優(yōu)化

一、背景

id5a、id6平臺(tái)我們的相機(jī)，對(duì)比相同平臺(tái)紅米6a和6的相機(jī)，冷熱啟動(dòng)，前后攝切換性能要差，對(duì)比競品，我們期望優(yōu)化的比紅米6a和6的相機(jī)快10%.

二、問題分解

性能優(yōu)化的核心就是找到影響性能的hotspot,查找hotspot也是有套路的，首先要把相機(jī)啟動(dòng)流程分解出來，一個(gè)階段一個(gè)階段分析。

相機(jī)的冷啟動(dòng)，可以分解如下幾步：

1.AMS啟動(dòng)相機(jī)的Activity -> 相機(jī)的Activity收到onCreated消息 (可體現(xiàn)系統(tǒng)的性能)。
2.onCreate begin -> onCreate end(主要是ui的加載)
3.openCamera -> CameraOpened
4.TextureView add -> SurfaceTexture created (Surface的創(chuàng)建時(shí)間)
5.startPreview -> PreviewStarted
6.setWindow -> PreviewCallback

Log如下：

01-01 12:01:57.099   794  3012 I ActivityManager: START u0 {act=android.intent.action.MAIN cat=[android.intent.category.LAUNCHER] flg=0x10200000 cmp=com.mediatek.camera/.CameraLauncher bnds=[150,976][290,1202] (has extras)} from uid 10064
01-01 12:01:57.169  8261  8261 D CamAp_QuickActivity: [  0.000ms][BEGIN] onCreate
01-01 12:01:57.196  8261  8295 I CamAp_API1-Handler-0: [openCamera]+
01-01 12:01:57.217   532  2586 I mtkcam-dev1: [createSpecificCameraDevice1] dlopen libmtkcam_device1.so +
01-01 12:01:57.224   532  2586 I mtkcam-dev1: [createSpecificCameraDevice1] dlopen libmtkcam_device1.so -
01-01 12:01:57.259   532  2586 I mtkcam-dev1: [createSpecificCameraDevice1] - 0xe6a0ec00
01-01 12:01:57.260   532  2586 I mtkcam-dev1: 0[CameraDevice1Base::open] +
01-01 12:01:57.419   532  2586 I mtkcam-dev1: 0[CameraDevice1Base::open] Add new cameraId 0 - 0xe6a0ec00
01-01 12:01:57.419   532  2586 I mtkcam-dev1: 0[CameraDevice1Base::open] -

01-01 12:01:57.424  8261  8295 I CamAp_API1-Handler-0: [openCamera]-, executing time = 228ms.
01-01 12:01:57.537  8261  8261 D CamAp_QuickActivity: [367.294ms]  [END] onCreate
01-01 12:01:57.542  8261  8261 D CamAp_QuickActivity: [  0.000ms][BEGIN] onStart
01-01 12:01:57.546  8261  8261 D CamAp_QuickActivity: [  3.762ms]  [END] onStart
01-01 12:01:57.549  8261  8261 D CamAp_QuickActivity: [  0.000ms][BEGIN] onResume
01-01 12:01:57.552  8261  8261 D CamAp_QuickActivity: isKeyguardLocked = false
01-01 12:01:57.552  8261  8261 D CamAp_QuickActivity: onResume --> onPermissionResumeTasks()
01-01 12:01:57.600  8261  8261 D CamAp_QuickActivity: [ 50.774ms]  [END] onResume

01-01 12:01:57.685  8261  8294 I CamAp_API1-Handler-0: [setPreviewDisplay]+, pending time = 0ms.
01-01 12:01:57.686  8261  8294 I CamAp_API1-Handler-0: [setPreviewDisplay]-, executing time = 1ms.

01-01 12:01:57.700  8261  8294 I CamAp_API1-Handler-0: [startPreview]+, pending time = 0ms.
01-01 12:01:57.701   532  2586 W mtkcam-dev1: 0[CameraDevice1Base::initDisplayClient] NULL window is passed into...
01-01 12:01:57.701   532  2586 I mtkcam-dev1: 0[CameraDevice1Base::startPreview] +

01-01 12:01:57.720  8261  8261 I CamAp_TextureViewController: updatePreviewSize: new size (960 , 720 ) current size (0 , 0 ),mIsSurfaceCreated = false listener = com.mediatek.camera.common.mode.photo.PhotoMode$SurfaceChangeListener@a79ec89

01-01 12:01:57.735   532  2586 I mtkcam-dev1: 0[CameraDevice1Base::startPreview] - status(0)

01-01 12:01:57.736  8261  8294 I CamAp_API1-Handler-0: [startPreview]-, executing time = 36ms.
01-01 12:01:57.948   532  8363 I MtkCam/DCNode: [0::waitPreviewReady]wait for start preview done +
01-01 12:01:58.087   532  8363 I MtkCam/DCNode: [0::waitPreviewReady]wait for start preview done - , use 130 ms

01-01 12:01:58.053  8261  8261 D CamAp_TextureViewController: onSurfaceTextureAvailable surface  = android.graphics.SurfaceTexture@2d48d1c width 720 height 960

01-01 12:01:58.056  8261  8294 I CamAp_API1-Handler-0: [setPreviewTexture]+, pending time = 0ms.
01-01 12:01:58.087   532  8363 I MtkCam/CamAdapter: (8363)[transitState] StateIdle --> StatePreview
01-01 12:01:58.089   532  2586 I MtkCam/DisplayClient: [setWindow] + window(0xe6a0ecf0), WxH=960x720, count(6), iNativeWindowConsumerUsage(256)

01-01 12:01:58.093  8261  8294 I CamAp_API1-Handler-0: [setPreviewTexture]-, executing time = 37ms.

01-01 12:01:58.279  8261  8295 D CamAp_PhotoDeviceController: [onPreviewFrame] mModeDeviceCallback = com.mediatek.camera.common.mode.photo.PhotoMode@feb2273

其中OnCreate begin -> onCreate end:花了367ms

01-01 12:01:57.169  8261  8261 D CamAp_QuickActivity: [  0.000ms][BEGIN] onCreate
01-01 12:01:57.537  8261  8261 D CamAp_QuickActivity: [367.294ms]  [END] onCreate

其中openCamera: 花了238ms

01-01 12:01:57.196  8261  8295 I CamAp_API1-Handler-0: [openCamera]+
01-01 12:01:57.424  8261  8295 I CamAp_API1-Handler-0: [openCamera]-, executing time = 228ms.

其中Surface Create: 花了333ms

01-01 12:01:57.720  8261  8261 I CamAp_TextureViewController: updatePreviewSize: new size (960 , 720 ) current size (0 , 0 ),mIsSurfaceCreated = false listener = com.mediatek.camera.common.mode.photo.PhotoMode$SurfaceChangeListener@a79ec89
01-01 12:01:58.053  8261  8261 D CamAp_TextureViewController: onSurfaceTextureAvailable surface  = android.graphics.SurfaceTexture@2d48d1c width 720 height 960

其中startPreview:花386ms

01-01 12:01:57.701   532  2586 I mtkcam-dev1: 0[CameraDevice1Base::startPreview] +
01-01 12:01:58.087   532  8363 I MtkCam/CamAdapter: (8363)[transitState] StateIdle --> StatePreview

其中startWindow -> PreveiwCallback:花87ms

01-01 12:01:58.093  8261  8294 I CamAp_API1-Handler-0: [setPreviewTexture]-, executing time = 37ms.

01-01 12:01:58.279  8261  8295 D CamAp_PhotoDeviceController: [onPreviewFrame] mModeDeviceCallback = com.mediatek.camera.common.mode.photo.PhotoMode@feb2273

其中花時(shí)間的步驟，是2、3、4、5,主要ui加載，openCamera，surfaceCreated、startPreview。openCamera和startPreview花時(shí)間需要驅(qū)動(dòng)優(yōu)化。ui加載和surfaceCreate需要上層看。

三、工具分析

traceView分析ui加載，發(fā)現(xiàn)沒有可優(yōu)化的，現(xiàn)在加載的ui都是需要一進(jìn)去就要看見的，不需要進(jìn)去看見的view，都使用viewStub延時(shí)加載處理了，并且關(guān)于ui也優(yōu)化了好幾波。優(yōu)化空間比較小。不過針對(duì)冷啟動(dòng)，可以使用內(nèi)存常駐的方案，這樣實(shí)際上冷啟動(dòng)就是熱啟動(dòng)。主要原因是相機(jī)在手機(jī)啟動(dòng)時(shí)，收到啟動(dòng)廣播會(huì)啟動(dòng)一個(gè)服務(wù)，用于檢測是否溫度過高，服務(wù)拉起了相機(jī)應(yīng)用。內(nèi)存常駐后，此應(yīng)用就不被殺掉了。這樣啟動(dòng)速度優(yōu)化很大。
目前的方案：2G以上項(xiàng)目默認(rèn)使用內(nèi)存常駐方案。

四、 traceView教程

https://www.jianshu.com/p/f81b20b9a7e2
https://developer.android.com/studio/profile/traceview

五、surface create優(yōu)化

現(xiàn)在主要的大頭就是Surface create優(yōu)化了。systrace分析創(chuàng)建surface過程，發(fā)現(xiàn)ArcFilter HandleThread一直在wait。

六、systrace的教程

https://developer.android.google.cn/studio/command-line/systrace

查看代碼，是濾鏡等待arc算法引擎初始化和GL引擎初始化。這里的設(shè)計(jì)是有爭議的，其實(shí)相機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候并沒有開啟濾鏡，但是要初始化濾鏡的引擎。做耗時(shí)benchmark:

01-02 01:22:07.991 23458-23554/? I/CamAp_TextureEnvExt: handleGlEnvInit(): Enter
01-02 01:22:07.991 23458-23458/? V/CamAp_TextureEnvExt: getCamSurfaceTexture:: in  -1
01-02 01:22:08.090 23458-23554/? I/CamAp_TextureEnvExt: handleGlEnvInit(): Exit with bRet = EGL_SUCCESS
01-02 01:22:08.091 23458-23554/? I/CamAp_TextureEnvExt: handleArcFilterEngine(): init begin 
01-02 01:22:08.095 23458-23458/? V/CamAp_TextureEnvExt: getCamSurfaceTexture:: ID=1
01-02 01:22:08.211 23458-23554/? I/CamAp_TextureEnvExt: handleArcFilterEngine(): init end engine = 0,prepareEngine=0

可以看出：初始化GLEnv需要99ms,初始引擎需要120ms.

七、優(yōu)化方案

這有兩種優(yōu)化方案：

1. 啟動(dòng)時(shí)，不加載濾鏡引擎，切換到濾鏡時(shí)加載。后果是切換濾鏡時(shí)會(huì)卡一下，需要修改整個(gè)流程，代碼修改量大。

2. 分步初始化GLEnv和濾鏡引擎，理論上可以優(yōu)化120ms+,創(chuàng)建Surface和startPreview并行執(zhí)行。代碼改動(dòng)小，并且能達(dá)到優(yōu)化效果。

目前使用第二種方案，代碼提交記錄：

http://192.168.10.10/#/c/213235/

八、前后切換速度優(yōu)化

前后切換速度對(duì)上層來說，主要有兩個(gè)方面影響，一是翻轉(zhuǎn)動(dòng)畫，一是高斯模糊。翻轉(zhuǎn)動(dòng)畫使用高速相機(jī)測量，只有9幀，平臺(tái)性能限制，有一種帶不動(dòng)的感覺，對(duì)標(biāo)機(jī)也沒有，和產(chǎn)品溝通去掉。能優(yōu)化的就是高斯模糊了。

高斯模糊的耗時(shí)benchmark:

01-02 02:00:21.636 8089-8089/? I/CamAp_GaussianBlur: GaussianBlur,create render:42
01-02 02:00:21.636 8089-8089/? D/CamAp_GaussianBlur: preview width 750 height 1500
01-02 02:00:21.731 8089-8089/? I/CamAp_GaussianBlur: getPreview bitmap spent time: 125
01-02 02:00:21.821 8089-8089/? I/CamAp_GaussianBlur: blurBitmap,render bitmap:112

整個(gè)高斯模糊流程大概需要花279ms，主要耗時(shí)是getPreview和blurBitmap，還有init每次都要做。

九、優(yōu)化方案

init需要花40多少ms，只做一次。getPreview，對(duì)于高斯模糊，我們不需要一張清晰的圖片，反正后面也要做模糊。getPreview時(shí)，我們?cè)O(shè)置一個(gè)采樣率，采樣質(zhì)量降低16倍，做高斯模糊時(shí)，我們?cè)O(shè)置一個(gè)較小模糊半徑因子，目前為5，這樣做模糊的速度快，模糊效果好。

優(yōu)化后的耗時(shí)benchmark:

01-02 02:14:15.628 20947-20947/? D/CamAp_GaussianBlur: preview width 750 height 1500
01-02 02:14:15.632 20947-20947/? I/CamAp_GaussianBlur: getPreview bitmap spent time: 4
01-02 02:14:15.636 20947-20947/? I/CamAp_GaussianBlur: blurBitmap,render bitmap:4

代碼提交記錄：

http://192.168.10.10/#/c/213235/

十、熱啟動(dòng)優(yōu)化

熱啟動(dòng)優(yōu)化，和對(duì)比機(jī)不同的是，在預(yù)覽沒有出來之前，我們做了一個(gè)高斯模糊的蓋板。和產(chǎn)品溝通需要去掉，去掉蓋板比較容易。引發(fā)兩個(gè)問題需要解決。

1. TextureView沒有被銷毀，會(huì)保留上一幀。主要表現(xiàn)熱啟動(dòng)會(huì)閃上一幀。

2. framework會(huì)有一個(gè)screenshot界面，同樣會(huì)閃上幀。

十一、解決方案：

1. 在pause時(shí)，把TextureView的alpha設(shè)置為0,第一幀上來，再把a(bǔ)lpha設(shè)置1，讓其顯示。

2. 應(yīng)用層關(guān)掉screenshot.

十二、驅(qū)動(dòng)優(yōu)化

關(guān)于openCamera和startPreview優(yōu)化，底層優(yōu)化了3a算法、加入了fastae和使用speed mode模式。詳情可以咨詢彭葉斌同學(xué)。

原文鏈接：https://www.jianshu.com/p/77d035588bd4

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