最佳化應用程式的耗電量

本文將說明如何在使用 Navigation SDK 建構的行動導航應用程式中，最佳化電力消耗的最佳做法。同時說明採用這些做法時應考量的取捨。本文件特別涵蓋以下內容：

  • 耗電量高的原因，由高到低排序。
  • 策略：按重要性排序的電力消耗最佳化策略，從影格速率開始。
  • 使用者策略：教導應用程式使用者如何在瀏覽時管理裝置用量。

為什麼要最佳化導航應用程式？

視情況而定，應用程式使用者可能會長時間執行導航指引。舉例來說，駕駛和快遞貨運服務人員可能需要長時間工作，在陌生的地點完成任務。在這種情況下，他們會大量依賴應用程式內的即時路線指引。這會導致一些常見問題：

  • 電池耗電量和充電器供應情形。大量使用導航功能可能會導致裝置電池耗電速度比預期更快。雖然許多使用者可以在車上為裝置充電，但二輪車駕駛無法這麼做。
  • 裝置因過熱而降速。即使是持續為裝置充電的使用者，也可能會遇到問題。長時間高耗電量可能會導致裝置過熱，進而導致熱節流並隨後效能降低。

即時路線導航應用程式需要大量電力的功能，例如螢幕、GPS 和與基地台的無線電通訊，因此最佳做法是盡量減少行動應用程式的電力消耗。此外，您也應考量目標對象的電力消耗需求，以便在效能和最佳化電力消耗之間取得適當的平衡。

哪些項目消耗最多電力？

本節將與高耗電量相關的應用程式內活動分為兩類：

  • 螢幕轉譯
  • 最新位置

螢幕轉譯

在行動導航應用程式中，螢幕轉譯通常會導致耗電量最高。裝置每次在螢幕上繪製地圖和其他 UI 元素時，都需要 GPU 和 CPU 處理。同樣地，如果使用者讓螢幕長時間開啟，也會耗費更多電力。

在某種程度上，如果駕駛或乘客依賴顯示地圖來導航，則會耗用大量電力，特別是如果他們持續使用應用程式好幾個小時。在這種情況下，應用程式也會在螢幕上執行更高的算繪速率，因為地圖會即時更新。在某些情況下，螢幕幾乎可以持續重繪，尤其是當使用者不停地從一個地點開車到另一個地點時。

最新位置

除了螢幕轉譯作業之外，還有兩種導覽活動會耗用裝置電力：

  • 無線電發射塔和 GPS 用量
  • 位置更新和分享，例如提供預計到達時間，或回報車隊中車輛的位置。

GPS 和行動無線電通訊都需要耗電的啟動作業：GPS 必須找到衛星，行動無線電必須與基地台協商並建立連線。基於這些原因，這些服務在導航期間會持續運作，即使行動無線電會在 20 到 30 秒內保持啟用狀態，以盡量降低啟動成本，這些設定由作業系統控管，您無法輕易在應用程式中設定。

對於位置更新，電力消耗量會因不可預測的因素而有所不同。舉例來說，裝置與行動基地台之間的距離會決定耗電量，因為裝置會使用最少信號繼續導航，以免切換基地台。因此，在連線品質不佳的區域中導航的裝置，會比靠近基地台的裝置消耗更多電力。此外，某些應用程式可能會與中央車隊管理服務分享位置更新資訊，因此需要與伺服器通訊才能完成這項操作。

最佳化應用程式的耗電量

在導航應用程式中，由於這些應用程式高度仰賴耗電資源，因此在沒有做出妥協 (例如限制螢幕使用情形) 的情況下，您無法選擇減輕影響。本節列出可在應用程式最佳化時採取的做法，依影響程度由高至低排序。

變更影格速率

螢幕會以稱為影格速率的頻率更新顯示內容。影格速率的測量單位通常為每秒影格數 (FPS)。由於螢幕算繪會大量使用 CPU 或 GPU，因此您可以降低影格速率來節省耗電量。

降低影格率的代價是，螢幕算繪可能會變得不夠流暢，尤其是地圖經常更新的情況。當您縮放地圖以顯示詳細資訊、使用者以高速行駛，或大幅變更速度或方向時，這項問題可能會變得最明顯。

如要進一步瞭解如何修改影格速率，請參閱 Android Media Dev Center 開發人員文件中的「影格速率」一節。

雖然您無法控制使用者如何設定裝置螢幕亮度，或螢幕開啟的時間長度，但您可以提供導航指引的選項，且不必使用地圖。這樣一來，使用者就能選擇該選項來節省電力。舉例來說，如果駕駛者經常在同一個社區工作，可能就不需要經常使用地圖導航。如要啟用不顯示地圖的導航功能，請在 Navigation SDK 中設定目的地並開始指引，但不要顯示地圖。

如要隱藏導覽 UI，請勿新增 NavigationView 或 SupportNavigationFragment，如果您已新增這些元素，請移除新增相關程式碼的程式碼。下列程式碼是從 Navigation SDK Android 示範應用程式修改而來，並說明如何使用註解來移除新增導覽 UI 的程式碼：

//Obtain a reference to the NavigationFragment
//setContentView(R.layout.activity_nav_fragment);
//mNavFragment = (SupportNavigationFragment)   getSupportFragmentManager().findFragmentById(R.id.navigation_fragment);

Navigation SDK 會持續更新路線定位位置、預估抵達時間和剩餘行程距離，應用程式仍可訂閱駕駛者行進過程中 SDK 觸發的所有事件。這並不適用於所有用途，如果駕駛人需要查看地圖並遵循視覺導引，這項建議就不適用。下列螢幕截圖並列比較在導航期間切換地圖檢視畫面的情況。

試用版應用程式執行中，地圖檢視畫面可見。
圖 1.Navigation SDK iOS 示範應用程式，顯示 Data Back 示範
執行試用版應用程式，但未顯示地圖檢視畫面。
圖 2.試用版應用程式執行時，沒有顯示地圖檢視畫面。請注意，剩餘時間和距離，以及路線修正位置仍在更新中。

使用深色地圖樣式

建議您設定地圖樣式，以便使用深色主題，減少在螢幕上算繪地圖所需的能源。

Navigation SDK 會使用 Google Maps SDK for Android 算繪地圖，其中包含可為應用程式中任何非導航地圖檢視畫面設定樣式的選項。導航檢視畫面也支援強制使用深色模式。由於螢幕類型不同，這項功能對每部裝置的影響可能不盡相同，但在某些情況下確實可節省電力。近期研究發現，在某些螢幕上，深色模式可節省的電量取決於螢幕的初始亮度。舉例來說，如果螢幕亮度已調整為最大值的 30% 至 50%，開啟深色模式可節省的電量，會比將螢幕亮度設為最大值時還要多。在應用程式中使用深色模式時，請務必考量這項因素，因為節省的電量會與使用者設定的螢幕亮度有關。

如要進一步瞭解如何修改 Navigation UI，請參閱「修改 Navigation UI」。

在 iPhone 15 Pro 上執行 Navigation SDK 的螢幕截圖，使用深色地圖樣式。
圖 3.使用深色地圖樣式設定的 Navigation SDK

如要為地圖建立深色樣式，請使用 MapStyleOptions 物件，並搭配 JSON 樣式，代表您選擇的深色地圖樣式。您可以使用舊版樣式編輯器 (位於 https://mapstyle.withgoogle.com/) 建立舊版 JSON 樣式。

變更 GPS 位置更新頻率

在考量裝置傳送位置更新所耗用的電量時，請著重於位置更新的頻率，而非傳輸時傳送的資料量。

您無法在 Navigation SDK 中直接控制這項功能，但如果您的 Android 應用程式會獨立要求位置資訊，則應參考 Android 開發人員文件中「為電池最佳化位置資訊」一文的建議。使用非 GPS 位置來源 (行動網路和 Wi-Fi) 時，也適用相同的建議。

讓使用者熟悉整套服務

應用程式的使用者可能想知道如何最佳化耗電量。為協助使用者減少應用程式的耗電量，請建議使用者採取下列做法：

  • 鎖定手機
  • 將導航應用程式置於背景
  • 盡量在沒有地圖的情況下使用導航功能
  • 降低螢幕亮度，方法是使用 OLED 和 AMOLED 螢幕的深色模式，或啟用自動調整亮度
  • 保持裝置涼爽
  • 連線至車內 Wi-Fi (如有)
請參閱「充分發揮 Android 裝置電池效能」，瞭解如何延長 Android 裝置的電池續航力。請注意，這項建議包含可能會降低導航應用程式效能的動作，詳情請參閱本指南的「最佳化應用程式的電力使用量」一節。

測量耗電量

您可以使用專業級工具來測量耗電量，但這類工具通常很難取得，而且價格不菲。應用程式和 IDE 剖析工具 (例如 Android Studio 中的電源分析器和 XCode Organizer 中的電池用量資訊窗格) 可評估耗電量，但很難移除背景程序的影響，或設定效能基準以供評估。在某些情況下，裝置限制可能會導致無法存取必要資料。

您可以使用特殊用途的電源監控硬體，並修改電池連線設定，此外，市面上也有商業產品和服務可協助您完成這項工作。請注意，以這種方式修改裝置可能會導致裝置保固失效。