iOS 離屏渲染

GPU渲染機制:
CPU 計算好顯示內(nèi)容提交到 GPU,GPU 渲染完成后將渲染結(jié)果放入幀緩沖區(qū),隨后視頻控制器會按照 VSync 信號逐行讀取幀緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)惑艇,經(jīng)過可能的數(shù)模轉(zhuǎn)換傳遞給顯示器顯示谨垃。
GPU屏幕渲染有以下兩種方式:
On-Screen Rendering
意為當(dāng)前屏幕渲染拯腮,指的是GPU的渲染操作是在當(dāng)前用于顯示的屏幕緩沖區(qū)中進行幌甘。
Off-Screen Rendering
意為離屏渲染潮售,指的是GPU在當(dāng)前屏幕緩沖區(qū)以外新開辟一個緩沖區(qū)進行渲染操作。
特殊的離屏渲染:
如果將不在GPU的當(dāng)前屏幕緩沖區(qū)中進行的渲染都稱為離屏渲染锅风,那么就還有另一種特殊的“離屏渲染”方式: CPU渲染酥诽。
如果我們重寫了drawRect方法,并且使用任何Core Graphics的技術(shù)進行了繪制操作皱埠,就涉及到了CPU渲染肮帐。整個渲染過程由CPU在App內(nèi) 同步地完成,渲染得到的bitmap最后再交由GPU用于顯示边器。
備注:CoreGraphic通常是線程安全的训枢,所以可以進行異步繪制,顯示的時候再放回主線程忘巧,一個簡單的異步繪制過程大致如下

- (void)display {
    dispatch_async(backgroundQueue, ^{
    CGContextRef ctx = CGBitmapContextCreate(...);
    // draw in context...
    CGImageRef img = CGBitmapContextCreateImage(ctx);
    CFRelease(ctx);
    dispatch_async(mainQueue, ^{
        layer.contents = img;
        });
    });
}

離屏渲染的觸發(fā)方式
設(shè)置了以下屬性時恒界,都會觸發(fā)離屏繪制:
shouldRasterize(光柵化)
masks(遮罩)
shadows(陰影)
edge antialiasing(抗鋸齒)
group opacity(不透明)
復(fù)雜形狀設(shè)置圓角等
漸變
其中shouldRasterize(光柵化)是比較特別的一種:
光柵化概念:將圖轉(zhuǎn)化為一個個柵格組成的圖象。
光柵化特點:每個元素對應(yīng)幀緩沖區(qū)中的一像素砚嘴。
shouldRasterize = YES在其他屬性觸發(fā)離屏渲染的同時十酣,會將光柵化后的內(nèi)容緩存起來,如果對應(yīng)的layer及其sublayers沒有發(fā)生改變际长,在下一幀的時候可以直接復(fù)用耸采。shouldRasterize = YES,這將隱式的創(chuàng)建一個位圖工育,各種陰影遮罩等效果也會保存到位圖中并緩存起來虾宇,從而減少渲染的頻度(不是矢量圖)。
相當(dāng)于光柵化是把GPU的操作轉(zhuǎn)到CPU上了如绸,生成位圖緩存嘱朽,直接讀取復(fù)用。
當(dāng)你使用光柵化時怔接,你可以開啟“Color Hits Green and Misses Red”來檢查該場景下光柵化操作是否是一個好的選擇燥翅。綠色表示緩存被復(fù)用,紅色表示緩存在被重復(fù)創(chuàng)建蜕提。
如果光柵化的層變紅得太頻繁那么光柵化對優(yōu)化可能沒有多少用處森书。位圖緩存從內(nèi)存中刪除又重新創(chuàng)建得太過頻繁,紅色表明緩存重建得太遲谎势×莞啵可以針對性的選擇某個較小而較深的層結(jié)構(gòu)進行光柵化,來嘗試減少渲染時間脏榆。
注意:
對于經(jīng)常變動的內(nèi)容,這個時候不要開啟,否則會造成性能的浪費
例如我們?nèi)粘探?jīng)常打交道的TableViewCell,因為TableViewCell的重繪是很頻繁的(因為Cell的復(fù)用),如果Cell的內(nèi)容不斷變化,則Cell需要不斷重繪,如果此時設(shè)置了cell.layer可光柵化猖毫。則會造成大量的離屏渲染,降低圖形性能。
為什么會使用離屏渲染
當(dāng)使用圓角须喂,陰影吁断,遮罩的時候趁蕊,圖層屬性的混合體被指定為在未預(yù)合成之前不能直接在屏幕中繪制,所以就需要屏幕外渲染被喚起仔役。
屏幕外渲染并不意味著軟件繪制掷伙,但是它意味著圖層必須在被顯示之前在一個屏幕外上下文中被渲染(不論CPU還是GPU)。
所以當(dāng)使用離屏渲染的時候會很容易造成性能消耗又兵,因為在OPENGL里離屏渲染會單獨在內(nèi)存中創(chuàng)建一個屏幕外緩沖區(qū)并進行渲染任柜,而屏幕外緩沖區(qū)跟當(dāng)前屏幕緩沖區(qū)上下文切換是很耗性能的。

Instruments監(jiān)測離屏渲染
Instruments的Core Animation工具中有幾個和離屏渲染相關(guān)的檢查選項:
Color Offscreen-Rendered Yellow
開啟后會把那些需要離屏渲染的圖層高亮成黃色沛厨,這就意味著黃色圖層可能存在性能問題宙地。
Color Hits Green and Misses Red
如果shouldRasterize被設(shè)置成YES,對應(yīng)的渲染結(jié)果會被緩存逆皮,如果圖層是綠色宅粥,就表示這些緩存被復(fù)用;如果是紅色就表示緩存會被重復(fù)創(chuàng)建电谣,這就表示該處存在性能問題了粹胯。
iOS版本上的優(yōu)化
iOS 9.0 之前UIimageView跟UIButton設(shè)置圓角都會觸發(fā)離屏渲染
iOS 9.0 之后UIButton設(shè)置圓角會觸發(fā)離屏渲染,而UIImageView里png圖片設(shè)置圓角不會觸發(fā)離屏渲染了辰企,如果設(shè)置其他陰影效果之類的還是會觸發(fā)離屏渲染的风纠。
這可能是蘋果也意識到離屏渲染會產(chǎn)生性能問題,所以能不產(chǎn)生離屏渲染的地方蘋果也就不用離屏渲染了牢贸。

參考:
離屏渲染學(xué)習(xí)筆記
離屏渲染

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