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),經(jīng)過可能的數(shù)模轉(zhuǎn)換傳遞給顯示器顯示。
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GPU屏幕渲染有以下兩種方式:

On-Screen Rendering
意為當(dāng)前屏幕渲染,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。

Off-Screen Rendering
意為離屏渲染,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,那么就還有另一種特殊的“離屏渲染”方式: CPU渲染。
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,就涉及到了CPU渲染。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。
備注:CoreGraphic通常是線程安全的,所以可以進行異步繪制,顯示的時候再放回主線程,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;
       });
   });
}

.
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離屏渲染的觸發(fā)方式

設(shè)置了以下屬性時,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。

shouldRasterize = YES在其他屬性觸發(fā)離屏渲染的同時,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,在下一幀的時候可以直接復(fù)用。shouldRasterize = YES,這將隱式的創(chuàng)建一個位圖,各種陰影遮罩等效果也會保存到位圖中并緩存起來,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,生成位圖緩存,直接讀取復(fù)用。

當(dāng)你使用光柵化時,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。綠色表示緩存被復(fù)用,紅色表示緩存在被重復(fù)創(chuàng)建。

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。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。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。

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。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,陰影,遮罩的時候,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。

屏幕外渲染并不意味著軟件繪制,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,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,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。

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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,這就意味著黃色圖層可能存在性能問題。

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,如果圖層是綠色,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,這就表示該處存在性能問題了。

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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,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。

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。

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