GPU 渲染基准与界面体验打分¶
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GPU 渲染基准与界面体验打分（RK3576 / QuecPi M2 Debian）¶
面向 Quectel PI M2（RK3576）+ Debian 13 + GNOME Wayland 开发板的图形性能评测包：
一套 glmark2 全项跑分，加上 桌面动画 / 网页滚动 / 视频播放 三个真实场景的流畅度打分表。
1. 板端实测环境基线¶
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glmark2 的 6 个 flavor 由包提供：
glmark2/glmark2-es2（X11）、glmark2-wayland/glmark2-es2-wayland、
glmark2-drm/glmark2-es2-drm。本方案不需要交叉编译 glmark2，直接用发行版包即可；
只有当需要 glmark2 上游 master 的新特性时才需要自己用 meson 交叉编译。
板载 GPU 与显示架构（实测）¶
RK3576 内置 ARM Mali-G52 MC3（Bifrost 架构）。GPU 频率有 300–900 MHz 共 7 档，由 simple_ondemand 调频——这也是做 GPU 锁频时唯一要关心的节点：
cat /sys/class/devfreq/27800000.gpu/{governor,cur_freq,available_frequencies}
驱动栈是开源的 panfrost + Mesa 25.0.7，不是 Arm 官方的 Mali blob 驱动。
本板实测暴露出的图形 API 能力（eglinfo）：
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SoC 标称 OpenGL ES 3.2 / Vulkan 1.1 / OpenCL 2.0，但 本板只暴露到 GLES 3.1、且没有 Vulkan——
这是当前驱动栈的现状而不是硬件限制。所以本方案用 glmark2 的 GLES 2.0 场景集 做基准，
不去碰标称值够不到的那部分。
关键：本板是"分体式"DRM 架构，3D GPU 与显示控制器是两个独立的 DRM 设备：
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两者靠 Mesa 的 kmsro 串联：GPU 渲染到 DRM buffer，再由 rockchip-drm 扫描上屏。
这正是 glmark2 要跑两个口径的原因——Wayland 口径 走完整合成链路（GPU → kmsro → 合成器 → VOP，
最贴近真实体验，作为主口径）；DRM 口径 绕开合成器直接独占 KMS 输出，用来看链路本身损耗多少
（需先停 gdm 让出 DRM master，见 6.3 节）。
别把隔壁的加速单元当成 GPU——视频场景能硬解靠的不是它：
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2. 目录结构¶
整个 sdk/ 目录是 自包含的：push 到开发板任意目录后即可原地执行，不依赖主机环境
（不需要主机 adb 编排、不需要网络下载）。所有产物都落在 SDK 目录内部：
sdk/ # 板端 SDK（push 到板子任意目录即可，例如 /opt/gpu-bench/sdk）
├── install.sh # 【入口1】一键安装：建目录 + 补权限 + 依赖检查 + 环境自检
├── run-all.sh # 【入口2】一键评测：三场景采集 + glmark2 跑分 + 汇总打分
├── common.sh # 公共库：会话探测、以桌面用户执行、环境快照
├── selfcheck.sh # 环境自检（install.sh 会自动调用）
├── glmark2_bench.sh # glmark2 全项跑分（Wayland 主口径 + DRM 对照）
├── frame_monitor.py # kmsgrab 屏幕帧间隔采样器（桌面动画/网页旁路交叉验证）
├── input_inject.py # uinput 虚拟键盘（真实按键触发动画/交互）
├── anim_bench.sh # 场景一：桌面动画
├── web_bench.sh # 场景二：网页滚动
├── web/scroll_test.html # 网页场景测试页（页面内 rAF 采集）
├── web/collect_server.py # 结果回传服务（仅监听 127.0.0.1）
├── video_bench.sh # 场景三：视频播放（片源生成 + 硬解/软解）
├── video_probe.py # GStreamer fpsdisplaysink 播放统计
├── score.py # 汇总打分（生成 results/score_report.md + score_summary.json）
├── score_window.py # 【GTK3】在开发板屏幕上横向弹窗展示最终得分
├── results/ # 【运行后生成】原始数据 + 打分报告
├── logs/ # 【运行后生成】每步完整日志 + 环境快照
└── assets/ # 【运行后生成】现场生成的测试片源
顶层只有本 README.md 与 sdk/。
3. 快速开始¶
# 0) 前提：开发板屏幕上已登录 GNOME 桌面（Wayland 口径必需）
# 1) 把 SDK 推到板子（在主机上执行一次；目标目录任意，下面以 /opt/gpu-bench 为例）
# 注意 A：路径含空格/中文时**必须加引号**，否则 adb 会按空格拆成多个参数
# 注意 B：目标目录已存在时**先删掉**，否则 adb 会嵌套成 /opt/gpu-bench/sdk/sdk 且不覆盖旧文件
adb shell rm -rf /opt/gpu-bench/sdk
adb push "<本地路径>/sdk" /opt/gpu-bench/sdk
# 2) 进板子，一键安装（建目录 + 权限 + 依赖检查 + 环境自检）
adb shell /opt/gpu-bench/sdk/install.sh # 缺依赖时加 --apt 可尝试自动补装
# 3) 一键评测（全程在板子上跑；--quick 是冒烟跑法）
adb shell /opt/gpu-bench/sdk/run-all.sh --quick
adb shell /opt/gpu-bench/sdk/run-all.sh # 正式：glmark2 3 轮，动画/网页各 10s，视频硬解+软解
adb shell /opt/gpu-bench/sdk/run-all.sh --with-drm # 追加 DRM 直连 KMS 对照（注意第 6.3 节）
# 4) 取回结果（在主机上执行）
adb pull /opt/gpu-bench/sdk/results
也可以只在板子上执行——
install.sh/run-all.sh里没有任何主机侧依赖，
直接在板端 shell 里./install.sh、./run-all.sh同样可用。
4. 命令速查（全部脚本）¶
所有脚本都在 板端 执行，并且需要 root（要用
/dev/uinput、kmsgrab、systemctl等）。每个脚本都支持
-h/--help，直接打印脚本内嵌用法。下文统一用
/opt/gpu-bench/sdk作为 SDK 路径，换成你自己的路径即可。
4.1 入口脚本¶
# 一键安装：建目录 + 补执行权限 + 依赖检查 + 环境自检（install.sh 内部会调 selfcheck.sh）
/opt/gpu-bench/sdk/install.sh
/opt/gpu-bench/sdk/install.sh --apt # 依赖缺失时尝试 apt-get install 自动补装
# 环境自检：只读检查，不改动系统；输出 OK/WARN/FAIL 计数
/opt/gpu-bench/sdk/selfcheck.sh
# 一键评测：桌面动画 → 网页滚动 → 视频播放 → glmark2 → 汇总打分
/opt/gpu-bench/sdk/run-all.sh # 正式：glmark2 3 轮，动画/网页各 10s，视频硬解+软解
/opt/gpu-bench/sdk/run-all.sh --quick # 冒烟：glmark2 1 轮，动画/网页各 5s，仅常规片源 + 硬解
/opt/gpu-bench/sdk/run-all.sh --runs 5 # glmark2 跑 5 轮
/opt/gpu-bench/sdk/run-all.sh --with-drm # 追加 DRM 直连 KMS 对照口径（会停 gdm，见 6.3 节）
/opt/gpu-bench/sdk/run-all.sh --skip-web --skip-gpu # 只跑动画 + 视频
/opt/gpu-bench/sdk/run-all.sh --skip-anim --skip-web --skip-video # 只跑 glmark2
--skip-* 可任意组合，用来复用已有结果只补跑其中一项。
4.2 结果窗口（score_window.py）¶
GTK3 窗口，在开发板屏幕上 横向 并排展示综合分与 4 个维度的得分/等级/权重/关键数据。
run-all.sh 跑完会自动弹出（用 setsid 脱离会话，不会阻塞脚本退出）；也可单独执行：
# 注意：必须切到已登录的桌面用户，且带上 Wayland 环境（等价于 run-all.sh 内部的做法）
runuser -u q -- env HOME=/home/q XDG_RUNTIME_DIR=/run/user/1001 \
WAYLAND_DISPLAY=wayland-0 DISPLAY=:0 \
python3 /opt/gpu-bench/sdk/score_window.py \
--summary-json /opt/gpu-bench/sdk/results/score_summary.json
窗口数据来自
score.py --json产出的results/score_summary.json，
窗口本身不做任何计算；所以先跑一次score.py --json才有内容可显示。
5. 指标口径定义¶
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为什么必须排除"静止间隔"：GNOME 在画面不变时不重绘，所以一段 5s 采样里如果动画只持续
0.5s，把静止时间算进去会得出"几 FPS"的荒谬结果。排除后得到的是动画本身的帧率。
目标刷新率以实测为准：桌面动画场景取面板 60Hz；网页滚动场景取页面开始时自测的刷新率。
6. 各项怎么测¶
6.1 桌面动画（anim_bench.sh）¶
触发真实动画（不注入假负载）：
overview：input_inject.py通过/dev/uinput建虚拟键盘 → 注入Super（概览开/关）。workspace：先留一个gnome-text-editor窗口，再注入Super+Page_Down/Page_Up（工作区切换）。
本板各工作区壁纸相同，若工作区里没有窗口，切换时画面完全不变（采样会判定"无动画"）。
注意：本板实测绑定的
Ctrl+Alt+↓/↑注入后 不生效（画面零变化），
必须改用同样绑定的Super+Page_Down/Page_Up，切换才会产生真实滑动动画。
window：真实拉起/关闭gnome-text-editor（窗口开合动画）。
数据来源：
frame_monitor.py用 ffmpegkmsgrab以 60fps 从 DRM 主平面旁路采样
（不需要 DRM master，不打断桌面），降采样成 64x44 灰度小图后逐帧打时间戳、按平均绝对差
判定"是否为新内容"，据此算动画帧率与卡顿分布；间隔 ≥200ms 的静止间隔不计入统计。默认三个子场景：
overview、workspace、window，各 10s。精度：采集侧按固定频率轮询，时间戳精度约 ±1 帧（≈16.7ms@60Hz），适合看掉帧/卡顿占比，
不适合做亚帧级分析。
6.2 网页滚动（web_bench.sh）¶
板上只有
firefox-esr（无 chromium、且当前无外网），因此用 本地 HTML + kiosk 模式：
web/scroll_test.html生成 300 个渐变/圆角/阴影区块的长页面，预热 1.5s 后逐帧scrollBy滚完整页。主口径：页面内
requestAnimationFrame时间戳 —— 合成器给页面的帧回调节拍，即滚动时的真实帧率。结果通过
new Image().src = 'http://127.0.0.1:8799/report?d='回传（GET 图片请求不受
同源限制，最稳），web/collect_server.py收到即落盘退出。同时用
frame_monitor.py做 kmsgrab 旁路采样 做交叉验证（可用--no-capture关闭）。
6.3 glmark2 全项跑分（glmark2_bench.sh）¶
Wayland 主口径（含合成器，最贴近真实体验）
adb shell /opt/gpu-bench/sdk/glmark2_bench.sh --backend wayland --runs 3
在已登录的 GNOME Wayland 会话内以桌面用户身份跑 glmark2-es2-wayland --fullscreen，
默认跑全部 17 个场景，结果写 results/glmark2_wayland_run{1..3}.csv。
DRM 对照口径（纯 GPU 上限，不含合成器）
adb shell /opt/gpu-bench/sdk/glmark2_bench.sh --backend drm --runs 3
DRM flavor 需要 DRM master，脚本会自动 systemctl stop gdm3 → 跑 glmark2-es2-drm --fullscreen →
再 systemctl start gdm3（已用 trap 保证异常时也会拉起 gdm）。
⚠️ 停 gdm 会终结当前桌面会话，跑完需要 在屏幕上重新登录桌面 才能继续做 GUI 场景
（板子AutomaticLoginEnable=false）。因此run-all.sh刻意把 glmark2 排在最后。若 DRM flavor 报 EGL/GBM 起不来（rockchip-drm 与 panfrost 是分体设备，靠 Mesa kmsro 串联），
先按 ST 的做法预置好模式再跑：adb shell "modetest -s 430:1280x800 -d &" adb shell /opt/gpu-bench/sdk/glmark2_bench.sh --backend drm --runs 1（430 是本板 DSI-1 的 connector id，可用
modetest -c复核）
跑分偏差控制：脚本会记录 CPU/GPU governor 与频率、温度、显示模式快照（logs/env_*.txt）。
可选 --lock-gpu 把 GPU governor 锁到 performance。建议固定：同一分辨率、同一刷新率、
每次跑完等机器降温、3 轮取中位数（score.py 自动取中位）。
6.4 视频播放（video_bench.sh）¶
默认由板端 ffmpeg 现场生成两条可复现片源（已有则复用，也可用
--video指定真实素材）：普通项
video_1280x800_30fps_60s.mp4（testsrc2，30fps）压力项
video_1920x1080_60fps_30s.mp4（60fps）
播放链路：
filesrc ! qtdemux ! h264parse ! <解码器> ! fpsdisplaysink video-sink=waylandsink硬解：
mppvideodec（Rockchip MPP / VPU）软解：
avdec_h264（libav，纯 CPU，用于对比）
数据来源：
fpsdisplaysink的frames-rendered/frames-dropped/average-fps+
fps-measurements信号，直接给出 drop_rate 与平均 FPS。
7. 打分表（score.py 自动生成 results/score_report.md）¶
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场景流畅度：
得分 = 10 × [ 0.5 × min(1, 有效FPS / 目标刷新率) + 0.5 × max(0, 1 − jank占比 / 10%) ]
视频播放：
得分 = 10 × [ 0.5 × (1 − 丢帧率) + 0.5 × min(1, 平均FPS / 片源帧率) ]
综合：0.4×glmark2 + 0.2×动画 + 0.2×网页 + 0.2×视频（缺失项自动按权重归一化）。
跑分结束时
run-all.sh会在最后再打印一次精简的 "最终得分"横幅（综合分 + 4 个维度 + 等级），
免得被前面 glmark2 的 17 个场景明细淹没；完整报告仍写入results/score_report.md。
也可单独打印：score.py --results-dir ./results --summary。
等级对照：
[电子表格]
已按首轮实测校准的阈值（
sdk/score.py顶部常量）：
GLMARK2_FULL_SCORE = 100（官方总分满分线，本板 Wayland 口径实测 58 → 5.8 分）
与JANK_TOLERANCE = 0.10（jank 占比容差）。换板子/换分辨率后建议按新基线重设GLMARK2_FULL_SCORE。
8. 结果文件对照¶
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所有相对路径都相对于 SDK 目录（即
install.sh所在目录），产物不会落到 SDK 之外。
9. 已知风险与待实测确认项¶
glmark2-drm 能否直接跑通：rockchip-drm(card0) 与 panfrost(renderD129) 是分体设备，依赖 Mesa kmsro；
若报 EGL config/GBM 错误，按 6.3 节用modetest -s预置模式后再跑。kmsgrab 像素格式（已处理）：ffmpeg 7.1 的
hwdownload格式协商有缺陷（默认会挑中monow而报
Invalid output format），脚本已改为先用 debug 日志探测主平面 sw_format 再显式指定。若全屏内容
触发 direct scanout 导致主平面格式中途变化（ARGB2101010 → XRGB8888），kmsgrab 会报错退出，脚本会
自动重新探测格式并续采（见 JSON 里的format_changes）。uinput 注入是否被立即接受：脚本建完虚拟键盘会等 0.4s 让 libinput 识别；若动画没被触发，
先手动确认一次（input_inject.py tap leftmeta）看概览是否弹出。
另注意：工作区切换只有在工作区里 有窗口 时才有可见变化（脚本已自动先开一个窗口）。firefox-esr 首启：首次用独立 profile 启动较慢（已给 180s 超时）；若长时间没收到上报，
用--timeout 300重跑并观察屏幕。网页场景的 rAF 帧率可能高于面板刷新率：GNOME Wayland + firefox-esr 下实测 rAF 可跑到 ~70Hz
（说明 rAF 节拍不完全锁 vsync）。打分对帧率部分做了min(1, fps/目标)封顶，并同时给出 kmsgrab
旁路口径（真实上屏帧）作为交叉验证。数据可比性：本方案分数用于同一板子、同一镜像版本下的横向对比（改前后 / 前后版本），
跨平台对比需注明口径差异（是否含合成器、分辨率、刷新率）。
10. 参考¶
glmark2 官方仓库：https://github.com/glmark2/glmark2
glmark2-wayland 手册（Debian）：https://manpages.debian.org/testing/glmark2-wayland/glmark2-wayland.1.en.html
glmark2-drm 手册（Ubuntu）：https://manpages.ubuntu.com/manpages/noble/man1/glmark2-drm.1.html
ST Wiki《How to launch glmark2 benchmark》（DRM flavor 需让出 DRM master 的做法）：
https://wiki.stmicroelectronics.cn/stm32mpu/index.php?title=How_to_launch_glmark2_benchmark