CoreAnimation在渲染中充當?shù)慕巧?- 簡書

CoreAnimation蚌斩，提供了高幀率和平滑的動畫，使CPU沒有負擔也沒有減慢你的應用程序范嘱。能夠完成繪制動畫的每一幀所需的大部分工作送膳。可以配置動畫參數(shù)丑蛤，比如開始點和結(jié)束點叠聋，然后Core animation完成其余的工作，將大部分工作交給專用的圖形硬件來加速渲染(GPU)

Core Animation位于AppKit和UIKit之下受裹，緊密集成到Cocoa和Cocoa Touch的視圖工作流中碌补。當然，Core Animation也有接口棉饶，可以擴展應用程序視圖所暴露的功能厦章，讓你對應用程序的動畫有更細粒度的控制

CoreAnimation位置

Core Animation，它本質(zhì)上可以理理解為一個復合引擎照藻，主要職責包含:渲染袜啃、構(gòu)建和實現(xiàn)動畫。

iOS渲染框架

從上圖可知App使用CoreGraphics,CoreAnimation,CoreImage來繪制可視化內(nèi)容幸缕，然后通過OpenGL ES/Metal啟動GPUDriver群发，進而啟動GPU，然后通過GPU渲染提交到屏幕展示

CoreAnimation,是一個復合引擎发乔，其職責是?盡可能快地組合屏幕上不同的可視內(nèi)容也物，這些可視內(nèi)容可被分解成獨立的圖層（即 CALayer），這些圖層會被存儲在一個叫做圖層樹的體系之中列疗。從本質(zhì)上而言，CALayer?是用戶所能在屏幕上看見的一切的基礎

CoreGraphics,?基于 Quartz 高級繪圖引擎浪蹂，主要用于運行時繪制圖像抵栈。開發(fā)者可以使用此框架來處理基于路徑的繪圖告材，轉(zhuǎn)換，顏色管理古劲，離屏渲染斥赋，圖案，漸變和陰影产艾，圖像數(shù)據(jù)管理疤剑，圖像創(chuàng)建和圖像遮罩以及 PDF 文檔創(chuàng)建，顯示和分析闷堡。當開發(fā)者需要在?運行時創(chuàng)建圖像?時隘膘，可以使用?Core Graphics?去繪制。與之相對的是?運行前創(chuàng)建圖像杠览，例如用 Photoshop 提前做好圖片素材直接導入應用弯菊。相比之下，我們更需要?Core Graphics?去在運行時實時計算踱阿、繪制一系列圖像幀來實現(xiàn)動畫

CoreImage,Core Image?與?Core Graphics?恰恰相反管钳，Core Graphics?用于在?運行時創(chuàng)建圖像，而?Core Image?是用來處理?運行前創(chuàng)建的圖像?的软舌。Core Image?框架擁有一系列現(xiàn)成的圖像過濾器才漆，能對已存在的圖像進行高效的處理。大部分情況下佛点，Core Image?會在 GPU 中完成工作醇滥，但如果 GPU 忙，會使用 CPU 進行處理

CoreAnimation渲染流水線

App本身并不負責渲染恋脚，渲染由獨立進程Render Server負責

首先腺办，App處理事件（HandleEvents:事件處理）

其次，App通過CPU完成對顯示內(nèi)容的計算（如：視圖創(chuàng)建糟描、布局怀喉、圖片解碼、文本繪制）

在完成以上兩步之后船响，App對圖層進行打包躬拢，在下一個Runloop到來時，將打包數(shù)據(jù)發(fā)送給Render Server(即：完成一次Commit Transaction)

Render Server主要執(zhí)行OpenGL见间、CoreGraphice程序聊闯，OpenGL調(diào)度GPU

GPU在物理層上完成渲染流程(頂點數(shù)組，頂點著色器米诉，片元著色器)

最后：等到下一個Runloop菱蔬，進行顯示

在實際開發(fā)過程中，通常會對界面渲染進行優(yōu)化(防止卡頓出現(xiàn))，卡頓的出現(xiàn)其實與渲染是息息相關(guān)的：

CPU完成對顯示內(nèi)容的計算（如：視圖創(chuàng)建拴泌、布局魏身、圖片解碼、文本繪制）后蚪腐，提交數(shù)據(jù)到GPU箭昵，GPU渲染完成后，將渲染結(jié)果放入到幀緩存區(qū)回季，視頻控制器讀取幀緩存區(qū)信息進行數(shù)模轉(zhuǎn)換(數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號)家制，逐行掃描視圖控制器從幀緩存區(qū)讀取數(shù)據(jù)，然后顯示到屏幕

在這個過程通常會伴隨兩種情況泡一，圖片的撕裂與掉幀

撕裂產(chǎn)生原因

1颤殴、關(guān)于撕裂的理解，撕裂出現(xiàn)的是由于CPU和GPU在計算時瘾杭，有時間等待的诅病；幀緩沖區(qū)顯示的上半部分內(nèi)容是內(nèi)容，下半部分內(nèi)容是新內(nèi)容粥烁；為了解決撕裂贤笆，引入了垂直同步Vsync（相當于給幀緩存區(qū)加鎖，只有信號VSync信號到來時讨阻，圖片掃描完成）以及雙緩沖區(qū)

雙緩沖區(qū)

2芥永、關(guān)于掉幀的理解，掉幀實際上是重復渲染同一幀數(shù)據(jù)钝吮，啟用了垂直同步Vsync+雙緩存區(qū)解決撕裂問題埋涧，接受到垂直信號時，CPU/GPU還未準備好圖片數(shù)據(jù)奇瘦，視頻控制器拿不到FrameBuffer的數(shù)據(jù)棘催，導致掉幀

掉幀