基于 SurfaceView 构建的大尺寸帧动画流畅播放优化

2023-10-01 07:18:55

优化大尺寸帧动画时间性能的艺术

在现代移动应用程序中，生动的帧动画无处不在，它们极大地提升了用户体验，并以令人难忘的方式传达信息。然而，在让这些动画顺畅播放时，开发者往往会面临两大挑战：内存消耗和时间性能。本博客将深入探讨优化大尺寸帧动画时间性能的方法，让它们在 SurfaceView 上流畅播放。

滑动窗口式帧复用：将帧缓存起来

帧复用是一种高效的优化技术，它可以防止重复绘制，从而显著降低帧动画的绘制时间。我们通过滑动窗口式帧复用，将已绘制的帧缓存起来，形成一个移动的窗口。当播放动画时，系统只需从窗口中复用帧，避免了额外的绘制操作。

代码示例：

public class SurfaceViewFrameCache {

    private SurfaceView surfaceView;
    private List<Bitmap> frameList;
    private int windowSize;

    public SurfaceViewFrameCache(SurfaceView surfaceView, List<Bitmap> frameList, int windowSize) {
        this.surfaceView = surfaceView;
        this.frameList = frameList;
        this.windowSize = windowSize;
    }

    public void drawFrame(int frameIndex) {
        int startFrameIndex = Math.max(0, frameIndex - windowSize / 2);
        int endFrameIndex = Math.min(frameList.size() - 1, frameIndex + windowSize / 2);
        for (int i = startFrameIndex; i <= endFrameIndex; i++) {
            surfaceView.drawBitmap(frameList.get(i), null, null);
        }
    }
}

内存分页优化：按需加载释放

针对庞大的帧动画，内存分页优化至关重要。它将帧动画拆分为多个页面，根据需要动态加载和释放它们。这种方式大大降低了内存消耗，并提升了加载速度。

代码示例：

public class FrameAnimator {

    private List<Bitmap> frameList;
    private int pageSize;
    private int currentPage;

    public FrameAnimator(List<Bitmap> frameList, int pageSize) {
        this.frameList = frameList;
        this.pageSize = pageSize;
        this.currentPage = 0;
    }

    public void drawFrame(int frameIndex) {
        int pageIndex = frameIndex / pageSize;
        if (pageIndex != currentPage) {
            // 加载新页面
            loadPage(pageIndex);
        }
        // 绘制当前帧
        surfaceView.drawBitmap(frameList.get(frameIndex), null, null);
    }

    private void loadPage(int pageIndex) {
        int startFrameIndex = pageIndex * pageSize;
        int endFrameIndex = Math.min((pageIndex + 1) * pageSize - 1, frameList.size() - 1);
        // 释放旧页面
        unloadPage(currentPage);
        // 加载新页面
        for (int i = startFrameIndex; i <= endFrameIndex; i++) {
            // 从文件或其他来源加载帧
            frameList.add(i, BitmapFactory.decodeFile("frame_" + i + ".png"));
        }
        currentPage = pageIndex;
    }

    private void unloadPage(int pageIndex) {
        int startFrameIndex = pageIndex * pageSize;
        int endFrameIndex = Math.min((pageIndex + 1) * pageSize - 1, frameList.size() - 1);
        // 释放页面中帧所占用的内存
        for (int i = startFrameIndex; i <= endFrameIndex; i++) {
            frameList.get(i).recycle();
            frameList.remove(i);
        }
    }
}

异步绘制优化：释放主线程

为了进一步提升帧动画的绘制效率，我们采用了异步绘制优化。它将绘制操作移至后台线程，释放主线程的宝贵资源，避免卡顿和延迟。

代码示例：

public class AsyncFrameAnimator {

    private FrameAnimator frameAnimator;
    private HandlerThread drawThread;
    private Handler drawHandler;

    public AsyncFrameAnimator(FrameAnimator frameAnimator) {
        this.frameAnimator = frameAnimator;

        drawThread = new HandlerThread("DrawThread");
        drawThread.start();
        drawHandler = new Handler(drawThread.getLooper());
    }

    public void drawFrame(int frameIndex) {
        drawHandler.post(() -> frameAnimator.drawFrame(frameIndex));
    }

    public void stop() {
        drawThread.quit();
    }
}