打造H5动感影集的爱恨情仇(动画性能篇)

TQ

“你听说过动感影集么?”

动感影集是QQ空间新功能,可以将静态的图片轻松转变为动态的视频集,且载体是HTML5(简称H5)页面,意味着可以随时分享到空间或朋友圈给好友欣赏!

移动端区别于PC年代的相册视频,由于设备性能限制,每一个动画细节都需要认真优化,今天就来说说动感影集开发过程中的动画性能检测与优化的问题。

1.先利其器 - Chrome Timeline&Rendering

性能分析前,我们先看看工具。Chrome浏览器带来的两个工具是发现性能问题的利器,它们是TimelineRendering

Timeline

Timeline是一款基于录制的工具,通过录制在浏览器中的一系列操作,系统会记录这个过程的所有细节数据,包括js计算、页面重绘、复合层消耗等,同时还保存着这个过程每一帧的截图。

使用方法:打开Chrome开发者工具,选择Timeline。点击左上角小圆点录制操作,然后在要检测的页面上做一系列交互操作,结束后再次点击圆点停止,最后操作期间的一系列数据就会以图表等的形式呈现在面板中。

它有四种事件,对应四个颜色。如下图,网络和DOM解析(蓝色),JavaScript计算(黄色),样式重计算和布局(紫色)以及绘画和合成(绿色)事件。

它有三个模式:帧模式事件模式内存模式

(1)帧模式
帧模式需要选中帧视图(柱形图按钮)开启。该模式是检查动画性能最常用的模式。

注意到,帧查看器有两条分界线,分别是30fps和60fps。

这需要我们重温fps(每秒传输帧数)的概念:

  • 若动画表现fps大于60,则超越了人眼能反映的刷新频率;
  • 如果fps小于30,则卡顿明显;

也就是说fps要保证接近60才能保证流畅。点击这里可以看到30fps和60fps的明显区别。回归到帧模式柱状图,不难看出柱状图柱高越小表示动画越流畅

同时通过点击柱状图还可以看到CPU、内存的详情,以及找到对应脚本和结点定位。

基本用法:

  • 点击录制->开始页面动画->结束录制
  • 通过查看柱状图记录出哪些柱比较高(性能差)
  • 点击柱图定位事件记录,结合详情数据找出性能卡顿的原因

(2)事件模式和内存模式

事件模式需要点击事件按钮开启(如图左侧蓝色),而内存模式是可以同时显示在帧模式或事件模式中,只需要勾选Memory面板即可。

事件模式是以事件为导向,观察录制间操作的事件经过,方便定位哪个操作占用的事件比较频繁。同时结合内存面板,可以看得出哪个事件消耗的内存最大,有没有合理地进行垃圾回收(GC)。

同时注意到这里勾选了Screenshots面板,这个面板记录了过程间的屏幕截图,更方便定位有性能问题的操作区间,发现问题所在。

Rendering

Rendering处于开发者工具的隐藏面板中,打开Chrome开发者工具然后按ESC键打开。

它有四个功能:

  • 开启绘制闪烁提示。这功能会让页面在渲染的时候闪烁绿色,你可以借此增删元素查看哪些元素是绘制消耗最大的。(该功能替代了旧版的Show paint rectangles+Enable continuous page repainting,Chrome46。)
  • 显示层块边框。这功能会让所有层块元素展示黄色的边框,可以方便定位元素的布局是否合理。
  • 显示FPS计量器。这功能会在页面右上角展示一个FPS计量器,实时展示FPS数,可以方便地在做一系列操作的时候发现性能瓶颈卡在哪里。
  • 展示滚动表现。这功能是使页面滚动变得缓慢,对触摸和滚动事件的监听会使滚动延迟,可以通过这个功能查看滚动时期的瓶颈。

2.洞察技巧 - 如何发现性能问题

上面说了性能分析的工具,下面应该说说检测动画性能问题的办法。动画性能分析主要用到Timeline帧模式+Rendering的开启绘制闪烁显示层级边框功能。

用法1:检查卡顿情况

打开帧模式,点击录制按钮,开始录制页面操作,之后结束录制,查看柱状图。发现低于60fps的柱形,点击具体的帧率柱,查看记录详情,根据左边的信息定位问题所在,如下图:

用法2:查看层级与多余布局块

有时候感觉页面卡,可能会是因为层块多没有处理好显隐。可以通过功能面板的paint选项卡开启渲染截图。

该功能开启后,再次录制操作,结束后可以在详细数据面板看到每一个柱形图的即时渲染截图,通过移动和查找可以看出哪些块是不应该出现的,从而把它解决掉。

用法3:查看多余或重复渲染的结点

勾选Rendering中的Enable paint flashing和Show layer borders。直接操作页面,可以看到操作期间是否会有意料之外的块状渲染(渲染的结点会呈现绿色框框),若有问题则删除多余结点再次尝试,逐渐定位出有问题的结点。

以上三个功能可以帮助你发现很多性能的问题。

3.江湖事迹 - 动感影集性能案例

说了那么多,现在就来分享三个开发过程中的简单性能案例。

1.封尾扩散动画

动感影集的封尾页会用到一个通用的页尾,动画很简单,是一个圈圈由中间向两边扩散。实现也很快,马上会想到border动画,把border由0px->1000px,在PC看没问题,于是就有了这个。

但是,在小米2S看的时候就发现结束的时候十分卡,看了下前面的元素都是渐现动画,不可能呀,于是用Timeline工具分析了一下。

各种绿色!说明是painting(渲染)引起的性能问题,因此毫无疑问是动画原因了。同时我还看了下Paint面板:

发现了一个十分大的层在绘制(绿色部分),发现是bg-border这个结点的问题。于是我查看了该结点的动画:

会不会就是这个结点的border动画引起的?那试试换一种写法,我把border值固定,通过transform:scale来改变大小,实现了一样的效果。

再看看timeline?

O.M.G!除了刚开始绘制的消耗外,其他时候已经不会产生太多严重消耗,总体FPS维持在60以上(十分流畅),而且层的大小也自然降了下来。

结论: border动画在低端机器可能会产生性能问题,看情况使用其他方式代替。

2.前景放大动画

在邀请函模板里有一个前景由小变大的动画,但是在安卓机上产生了严重的渲染异常,如下图:

在IOS机器上没有重现,循例我查看了timeline。发现上面也没有异样,性能还是能保持流畅。那么问题出在哪里呢?

我查看了这区域的代码,这里是一个影集间的相片切换效果,其中上一个效果结束会加上一个.animate-b的类,作用了这个类将会有一个渐隐的动画;与此同时新的页只要加上.animate类就开始播放。这是通过js控制两个类来实现不同类型动画的切换。

那么问题是否出在这里呢?于是我把渐隐动画去掉,播放完的页面直接隐藏掉,不让动画播放,然后新动画调整到直接播放不渐现的效果。

最后发现,问题解决了!效果如图:

结论: 背后的动画可能会影响当前动画的播放,在安卓4.0系统都会产生渲染异常的问题,因此应该把不在当前播放的动画停掉。

3.安卓逐帧渲染bug

更多的性能问题都不会产生严重的表现,最多是一点卡顿。但是安卓4.0的渲染异常却是常会出现,为此我再找一个例子。以下是我做万圣节活动的时候发现的一个问题,具体表现直接上图:

这是魅族比较好的一台机器,但依然会产生逐帧渲染问题。
根据之前的例子,我第一时间会想到是否别的动画在影响?我看到这个动画作用钱有一个手一直摇一摇的动画,而且发现摇完后那个动画在背后是循环播放(infinite)的,一直没有结束。

心想,只能是它了,于是我把它去掉:

结果如我所想,页面终于流畅了:

总结: 在性能检测的时候,有时候工具并不能帮到你,在找问题的时候也不要一味在当前页面找,很有可能是背后的一些无关代码在做着别的消耗性行为,因此在找不到问题的时候不妨从当前页的上下游入手。

4.熟能生巧 - 性能优化的经验技巧

说了一些具体操作办法,最后来说一下我在开发过程中积累的经验。

1.以下属性的更优解决方案

左侧属性都很有可能会带来性能问题。

2.动画坑点

  • 兄弟元素间动画互相影响
    当前播放的动画会因为其他结点动画还没结束而收到影响,安卓机器上会呈现逐帧渲染的表现。
    解决办法:处可视区域播放的动画外,将背后播放的动画display:none或者animation-play-state:pause。
  • z-index设置不当
    兄弟元素在复合层中渲染,且z-index比主元素小,则主元素也会被加入到复合层渲染。有篇文章就是说这个问题。
    解决办法:给作用于动画的兄弟元素设置合理z-index值。

3.巧妙使用css动画

这是一些用CSS3来解决一般JS效果的做法。


4.是否都要GPU加速?

最后,讨论一下这个问题。开启GPU加速固然会让页面动画更流畅,但是否表示所有元素都要开启?肯定不是,会有以下几个缺点:

  • 盲目使用会让无关元素都渲染成复合层。
  • 复合层渲染成位图消耗内存,也会耗时。
  • 移动端手机会因此电量消耗更快。

由此可见,如果使用GPU的元素很多,那么内存的消耗可能就远远大于动画的消耗,这就有点本末倒置了。因此,最好的办法是处理好动画层级,整合动画层一并开启GPU加速

以上,感谢阅读,欢迎留言讨论。

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留下你的想法吧

  1. ada says:

    分析的真仔细,赶紧占位,赞!

  2. 小佛 says:

    卧槽这个屌。。。

  3. zoe says:

    写的很好 谢谢分享

  4. 秋知 says:

    你好,很认真看了这篇文章,有几个问题想问下:

    1. 现在chrome47版本已经没有了帧模式和该帧所渲染的层(Layer)了,那么怎么来找卡顿的帧及怎么发现问题所在呢?
    2. 所说的“图片背景动画”用 translate(x,y)来代替background-position具体是什么意思?
    3. 最后说的“最好的办法是处理好动画层级,整合动画层一并开启GPU加速”是什么意思,问题就是没办法让很多动画元素在同一个层上面啊,如何整合动画层?

  5. glq says:

    很棒!!如果有Chrome Timeline和Rendering工具安装包就更棒了。。哈哈哈,为什么我搜索不到这2个工具安装。。。是要什么版本的chrome才有呢

  6. glq says:

    额,我发现了 原来是是自带的那个。。

  7. TQ says:

    @秋知
    1.是的,我也发现已经去掉了帧模式和layer详情。但是帧模式可以用新取代的绿色矩阵图查看,仔细看右边其实还是有60fps线,绿色矩阵图高度越矮,表明那一段就有性能卡顿(不能达到60fps)的问题,一样可以查出原因。至于layer层我也还没有找到替代办法,chrome官方也还没给出更改的原因和解决办法;
    2.background-position背景循环动画会有性能问题,安卓机子上会卡顿。可以用translate代替的话,只需要声明translate为背景图的总宽高,然后把该图独立放到背景移动该图位置实现一样的效果;
    3.是的,有时候的确不是那么容易整合。所以需要你在实践动画之前,好好梳理动画层级问题,在实现后再梳理性能问题会发觉所有动画层级很乱,而有一些动画是可以一并提升到GPU层,就要注意它们的z-index是同一级,也不要牵连其他不作用于动画的层级。

  8. vive says:

    写的很棒,看完后收获不少。谢谢

  9. Won says:

    即使对于初学者,也有很好的启发作用!深入浅出,讲解详细,谢谢分享!

  10. 夏乔木 says:

    博主 求联系方式 有些小东西一直龙不透彻 麻烦博主了~~

  11. 小呆 says:

    “且载体是HTML5(简称H5)页面”这种描述性的错误出在ISUX让我很意外

  12. mask says:

    请问你的chorme是什么版本的,为什么我的最新版却在勾选了paint以后没有layers这个选项。而且view那里没有柱状图的选项

  13. wty says:

    求源码

  14. 写写分享,涨姿势了,一小只菜鸟的仰望~~~~