Neste documento, descrevemos as práticas recomendadas para otimizar o consumo de energia em um app de navegação para dispositivos móveis criado com o SDK de Navigation. Ao mesmo tempo, descreve as compensações a serem consideradas ao empregar essas práticas. Especificamente, este documento aborda o seguinte:
- Fontes de alto consumo de energia, classificadas do maior para o menor.
- Estratégias para otimizar o consumo de energia, em ordem de importância, começando com o frame rate.
- Estratégias para usuários finais para ensinar os usuários do app a gerenciar o uso do dispositivo durante a navegação.
Por que otimizar seu app de navegação?
Dependendo da situação, os usuários do app podem executar a orientação de navegação por longos períodos. Por exemplo, motoristas e entregadores podem trabalhar por longas horas, concluindo tarefas em territórios desconhecidos. Nesses casos, eles dependem muito da navegação guiada no app. Isso resulta em alguns problemas típicos:
- Consumo de bateria e disponibilidade de carregadores. O uso intenso da navegação pode fazer com que as baterias do dispositivo descarreguem mais rápido do que o esperado. Embora muitos usuários possam resolver isso carregando o dispositivo no veículo, os motoristas de veículos de duas rodas não podem.
- Limitação do dispositivo devido ao calor. Até mesmo os usuários que carregam o dispositivo continuamente podem ter problemas. O alto consumo de energia por longos períodos pode fazer com que o dispositivo aqueça, resultando em limitação térmica e perda de desempenho.
Os apps de navegação guiada dependem de recursos que consomem muita energia, como tela, GPS e comunicação por rádio com torres de celular. Por isso, é recomendável otimizar o uso de energia do seu app para dispositivos móveis. Além disso, considere as necessidades de uso de energia do seu público-alvo para que você possa fazer as compensações adequadas entre desempenho e otimização do consumo de energia.
O que consome mais energia?
Esta seção divide as atividades no app associadas ao alto consumo de energia em duas categorias:
- Renderização da tela
- Atualizações de localização
Renderização da tela
A renderização de tela geralmente causa o maior consumo de energia em apps de navegação para dispositivos móveis. Sempre que o dispositivo desenha um mapa e outros elementos da interface na tela, ele depende do processamento da GPU e da CPU. Da mesma forma, quando o usuário deixa essa tela ligada por muito tempo, isso também consome mais energia.
Até certo ponto, é esperado um alto consumo de energia de motoristas ou passageiros que dependem de um mapa visível para navegar, especialmente se usarem o app continuamente por muitas horas. Nesse cenário, o app também realiza uma taxa maior de renderização na tela, porque o mapa é atualizado em tempo real. Em alguns casos, a tela pode ser atualizada quase continuamente, especialmente quando o usuário dirige de um local para outro sem parar.
Atualizações de localização
Além da renderização da tela, duas outras atividades de navegação consomem energia do dispositivo:
- Uso de torre de celular de rádio e GPS
- Atualizações do local e compartilhamento, como para fornecer um HEC ou reportar as posições de um veículo em uma frota.
A comunicação por GPS e rádio celular dependem de operações de inicialização que consomem muita energia: o GPS precisa encontrar satélites, e os rádios celulares precisam negociar com as torres e estabelecer uma conexão. Por esses motivos, eles são executados continuamente durante a navegação, mesmo que os rádios celulares permaneçam ativos por 20 a 30 segundos em uma tentativa de minimizar os custos de inicialização. O sistema operacional controla essas configurações, que não podem ser facilmente definidas no app.
Para atualizações do local, o uso de energia varia de acordo com fatores imprevisíveis. Por exemplo, a distância entre o dispositivo e a estação de base celular determina o uso de energia, já que o dispositivo vai usar o sinal mínimo necessário para continuar a navegação e evitar a troca de torres. Portanto, um dispositivo que navega em uma área com conectividade ruim vai usar mais energia do que um que está perto de uma estação de base. Além disso, alguns apps podem compartilhar atualizações de local com um serviço central de gerenciamento de frotas e, portanto, precisam se comunicar com um servidor para fazer isso.
Otimizar o uso de energia do app
O desafio de otimizar o uso de energia em apps de navegação é que eles dependem muito de recursos que consomem muita energia, o que limita as opções para mitigar o impacto sem fazer concessões, como restringir o uso da tela. Nesta seção, apresentamos uma lista de abordagens que você pode adotar ao otimizar seu app, em ordem de impacto, do maior para o menor.
Mudar o frame rate
A tela atualiza o que mostra em uma frequência conhecida como frame rate, geralmente medida em quadros por segundo (QPS). Como a renderização de tela usa um processamento significativo de CPU e GPU, é possível reduzir o frame rate para economizar energia.
Quando você reduz o frame rate, a renderização do mapa e os gestos interativos (como movimento, zoom ou rotação) podem parecer menos suaves. Para equilibrar a eficiência energética com uma experiência do usuário responsiva, mantenha uma taxa de frames de referência baixa e aumente-a dinamicamente durante as interações ativas do usuário.
Consulte a seção Frame rate na documentação para desenvolvedores do Android Media Dev Center para saber mais sobre como modificar frame rates.
Ajuste automático da taxa de quadros
A partir da versão 7.8.0, o SDK do Navigation ajusta automaticamente o frame rate do mapa durante a navegação ativa para melhorar o desempenho e reduzir o consumo de bateria. Quando o dispositivo entra no modo de economia de energia, o frame rate do mapa cai para 10 FPS e é redefinido para 60 FPS quando a navegação termina ou o modo de economia de energia é desativado.
Navegar sem um mapa
Embora não seja possível controlar como o usuário final define o brilho da tela do dispositivo ou por quanto tempo ele mantém a tela ligada, você pode oferecer uma opção de orientação de navegação sem um mapa. Isso permitiria que o usuário final escolhesse essa opção para economizar energia. Por exemplo, se os motoristas trabalham regularmente no mesmo bairro, talvez não precisem de orientações baseadas em mapas com tanta frequência. Para ativar a navegação sem um mapa, defina um destino e inicie as orientações no SDK de navegação, mas não mostre um mapa.
Para ocultar a interface de navegação, não adicione uma NavigationView ou um SupportNavigationFragment. Se você já tiver feito isso, remova o código que os adiciona. O código a seguir é modificado do app de demonstração para Android do SDK de Navigation e mostra o uso de comentários para remover o código que adiciona a interface de navegação:
//Obtain a reference to the NavigationFragment
//setContentView(R.layout.activity_nav_fragment);
//mNavFragment = (SupportNavigationFragment) getSupportFragmentManager().findFragmentById(R.id.navigation_fragment);
O SDK de navegação vai continuar atualizando os locais ajustados à via, o HEC e a distância restante da viagem, e seu app ainda poderá se inscrever em todos os eventos gerados pelo SDK conforme o motorista avança. Isso não é apropriado para todos os casos de uso e não é uma boa recomendação quando o motorista precisa ver o mapa e seguir orientações visuais. As capturas de tela a seguir mostram uma comparação lado a lado da alternância de visualizações de mapa durante a navegação ativa.
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Usar um estilo de mapa escuro
Considere estilizar o mapa para usar um tema escuro e reduzir a quantidade de energia necessária para renderizar o mapa na tela.
O SDK de navegação renderiza os mapas usando o SDK do Google Maps para Android, que contém opções para estilizar as visualizações de mapa que não são de navegação no seu app. A visualização de navegação também permite forçar o modo escuro. Isso pode não afetar todos os dispositivos da mesma forma devido a diferenças no tipo de tela, mas permite uma possível economia de energia em alguns casos. Um estudo recente (link em inglês) descobriu que a quantidade de energia economizada pelo modo escuro em algumas telas depende do brilho inicial da tela. Por exemplo, o modo escuro economiza mais energia em telas com brilho total do que em telas com brilho já ajustado para 30% a 50% do máximo. É importante considerar isso ao usar o modo escuro nos seus apps, porque a economia de energia será relativa à forma como o usuário final define o brilho da tela.
Para saber mais sobre como modificar a interface de navegação, consulte Modificar a interface de navegação.
Para criar um estilo escuro para seu mapa, use um objeto MapStyleOptions com um estilo JSON que represente sua escolha de estilo de mapa escuro. Os estilos JSON legados podem ser criados usando o editor de estilo legado em https://mapstyle.withgoogle.com/.
Mudar a frequência de atualização do local do GPS
Ao considerar o uso de energia das atualizações de local enviadas pelo dispositivo, concentre-se mais na frequência das atualizações do que na quantidade de dados enviados na transmissão.
Isso não é algo que você pode controlar diretamente no SDK de navegação, mas se o app Android solicitar a localização de forma independente, considere as orientações no artigo Otimizar a localização para bateria na documentação para desenvolvedores Android. O mesmo conselho se aplica ao uso de origens de local que não são de GPS (celular e Wi-Fi).
Oriente seus usuários
Os usuários do seu app podem querer saber como otimizar o consumo de energia. Para ajudar a reduzir o consumo de energia nos apps, recomende que os usuários façam o seguinte:
- Bloquear o smartphone
- Coloque o app de navegação em segundo plano.
- Usar a navegação sem um mapa, se possível
- Reduza o brilho da tela usando o modo escuro para telas OLED e AMOLED ou ativando o brilho adaptável.
- Mantenha o dispositivo resfriado
- Conectar ao Wi-Fi do veículo, se disponível
Medir o consumo de energia
É possível usar ferramentas de nível profissional para medir o consumo de energia, mas geralmente é difícil ou caro obtê-las. Apps e ferramentas de criação de perfil de ambiente de desenvolvimento integrado, como o Power Profiler no Android Studio e o painel de uso da bateria no XCode Organizer, medem o consumo de energia, mas pode ser difícil remover o efeito de processos em segundo plano ou definir um valor de referência de desempenho para medição. Em alguns casos, as restrições do dispositivo podem impedir o acesso aos dados necessários.
É possível usar hardware de monitoramento de energia para fins especiais e modificar a configuração da conexão da bateria. Há produtos e serviços comerciais que podem ajudar você a fazer isso. Modificar dispositivos dessa forma pode anular a garantia deles.