MTK-Camera-冷启动前后摄切换性能优化分析

本篇文章次要介绍 Android 开发中的局部知识点，通过浏览本篇文章，您将播种以下内容:

一、背景
二、问题合成
三、工具剖析
四、 traceView教程
五、surface create优化
六、systrace的教程
七、优化计划
八、前后切换速度优化
九、优化计划
十、热启动优化
十一、解决方案：
十二、驱动优化

一、背景

id5a、id6平台咱们的相机，比照雷同平台红米6a和6的相机，冷热启动，前后摄切换性能要差，比照竞品，咱们冀望优化的比红米6a和6的相机快10%.

二、问题合成

性能优化的外围就是找到影响性能的hotspot,查找hotspot也是有套路的，首先要把相机启动流程合成进去，一个阶段一个阶段剖析。

相机的冷启动，能够合成如下几步：

1.AMS启动相机的Activity -> 相机的Activity收到onCreated音讯 (可体现零碎的性能)。
2.onCreate begin -> onCreate end(次要是ui的加载)
3.openCamera -> CameraOpened
4.TextureView add -> SurfaceTexture created (Surface的创立工夫)
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

其中花工夫的步骤，是2、3、4、5,次要ui加载，openCamera，surfaceCreated、startPreview。openCamera和startPreview花工夫须要驱动优化。ui加载和surfaceCreate须要下层看。

三、工具剖析

traceView剖析ui加载，发现没有可优化的，当初加载的ui都是须要一进去就要看见的，不须要进去看见的view，都应用viewStub延时加载解决了，并且对于ui也优化了好几波。优化空间比拟小。不过针对冷启动，能够应用内存常驻的计划，这样实际上冷启动就是热启动。次要起因是相机在手机启动时，收到启动播送会启动一个服务，用于检测是否温度过高，服务拉起了相机利用。内存常驻后，此利用就不被杀掉了。这样启动速度优化很大。
目前的计划：2G以上我的项目默认应用内存常驻计划。

四、 traceView教程

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

五、surface create优化

当初次要的大头就是Surface create优化了。systrace剖析创立surface过程，发现ArcFilter HandleThread始终在wait。

六、systrace的教程

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

查看代码，是滤镜期待arc算法引擎初始化和GL引擎初始化。这里的设计是有争议的，其实相机启动的时候并没有开启滤镜，然而要初始化滤镜的引擎。做耗时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

能够看出：初始化GLEnv须要99ms,初始引擎须要120ms.

七、优化计划

这有两种优化计划：

启动时，不加载滤镜引擎，切换到滤镜时加载。结果是切换滤镜时会卡一下，须要批改整个流程，代码批改量大。
分步初始化GLEnv和滤镜引擎，实践上能够优化120ms+,创立Surface和startPreview并行执行。代码改变小，并且能达到优化成果。

目前应用第二种计划，代码提交记录：

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

八、前后切换速度优化

前后切换速度对下层来说，次要有两个方面影响，一是翻转动画，一是高斯含糊。翻转动画应用高速相机测量，只有9帧，平台性能限度，有一种带不动的感觉，对标机也没有，和产品沟通去掉。能优化的就是高斯含糊了。

高斯含糊的耗时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

整个高斯含糊流程大略须要花279ms，次要耗时是getPreview和blurBitmap，还有init每次都要做。

九、优化计划

init须要花40多少ms，只做一次。getPreview，对于高斯含糊，咱们不须要一张清晰的图片，反正前面也要做含糊。getPreview时，咱们设置一个采样率，采样品质升高16倍，做高斯含糊时，咱们设置一个较小含糊半径因子，目前为5，这样做含糊的速度快，含糊成果好。

优化后的耗时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

代码提交记录：

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

十、热启动优化

热启动优化，和比照机不同的是，在预览没有进去之前，咱们做了一个高斯含糊的盖板。和产品沟通须要去掉，去掉盖板比拟容易。引发两个问题须要解决。

TextureView没有被销毁，会保留上一帧。次要体现热启动会闪上一帧。
framework会有一个screenshot界面，同样会闪上帧。

十一、解决方案：

在pause时，把TextureView的alpha设置为0,第一帧上来，再把alpha设置1，让其显示。
应用层关掉screenshot.

代码提交记录：

http://192.168.10.10/#/c/215036/
http://192.168.10.10/#/c/214142/

十二、驱动优化

对于openCamera和startPreview优化，底层优化了3a算法、退出了fastae和应用speed mode模式。

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