iOS 離屏渲染

標籤：

 

GPU渲染機制：

CPU 計算好顯示內容提交到 GPU，GPU 渲染完成後將渲染結果放入框架緩衝區，隨後視頻控制器會按照 VSync 訊號逐行讀取框架緩衝區的資料，經過可能的數模轉換傳遞給顯示器顯示。

GPU螢幕渲染有以下兩種方式：

• On-Screen Rendering
  意為當前螢幕渲染，指的是GPU的渲染操作是在當前用於顯示的螢幕緩衝區中進行。

• Off-Screen Rendering
  意為離屏渲染，指的是GPU在當前螢幕緩衝區以外新開闢一個緩衝區進行渲染操作。

  特殊的離屏渲染：
  如果將不在GPU的當前螢幕緩衝區中進行的渲染都稱為離屏渲染，那麼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，並且使用任何Core Graphics的技術進行了繪製操作，就涉及到了CPU渲染。整個渲染過程由CPU在App內 同步地
  完成，渲染得到的bitmap最後再交由GPU用於顯示。
  備忘：CoreGraphic通常是安全執行緒的，所以可以進行非同步繪製，顯示的時候再放回主線程，一個簡單的非同步繪製過程大致如下

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

離屏渲染的觸發方式

設定了以下屬性時，都會觸發離屏繪製：

• shouldRasterize（光柵化）
• masks（遮罩）
• shadows（陰影）
• edge antialiasing（消除鋸齒）
• group opacity（不透明）
• 複雜形狀設定圓角等
• 漸層

其中shouldRasterize（光柵化）是比較特別的一種：
光柵化概念：將圖轉化為一個個柵格組成的圖象。
光柵化特點：每個元素對應框架緩衝區中的一像素。

shouldRasterize = YES在其他屬性觸發離屏渲染的同時，會將光柵化後的內容緩衝起來，如果對應的layer及其sublayers沒有發生改變，在下一幀的時候可以直接複用。shouldRasterize = YES，這將隱式的建立一個位元影像，各種陰影遮罩等效果也會儲存到位元影像中並緩衝起來，從而減少渲染的頻度（不是向量圖）。

相當於光柵化是把GPU的操作轉到CPU上了，產生位元影像緩衝，直接讀取複用。

當你使用光柵化時，你可以開啟“Color Hits Green and Misses Red”來檢查該情境下光柵化操作是否是一個好的選擇。綠色表示緩衝被複用，紅色表示緩衝在被重複建立。

如果光柵化的層變紅得太頻繁那麼光柵化對最佳化可能沒有多少用處。位元影像緩衝從記憶體中刪除又重新建立得太過頻繁，紅色表明緩衝重建得太遲。可以針對性的選擇某個較小而較深的層結構進行光柵化，來嘗試減少渲染時間。

注意：
對於經常變動的內容,這個時候不要開啟,否則會造成效能的浪費

例如我們議程經常打交道的TableViewCell,因為TableViewCell的重繪是很頻繁的（因為Cell的複用）,如果Cell的內容不斷變化,則Cell需要不斷重繪,如果此時設定了cell.layer可光柵化。則會造成大量的離屏渲染,降低圖形效能。

為什麼會使用離屏渲染

當使用圓角，陰影，遮罩的時候，圖層屬性的混合體被指定為在未預合成之前不能直接在螢幕中繪製，所以就需要螢幕外渲染被喚起。

螢幕外渲染並不意味著軟體繪製，但是它意味著圖層必須在被顯示之前在一個螢幕外上下文中被渲染（不論CPU還是GPU）。

所以當使用離屏渲染的時候會很容易造成效能消耗，因為在OPENGL裡離屏渲染會單獨在記憶體中建立一個螢幕外緩衝區並進行渲染，而螢幕外緩衝區跟當前螢幕緩衝區環境切換是很耗效能的。

Instruments監測離屏渲染

Instruments的Core Animation工具中有幾個和離屏渲染相關的檢查選項：

• Color Offscreen-Rendered Yellow
  開啟後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效能問題。

• Color Hits Green and Misses Red
  如果shouldRasterize被設定成YES，對應的渲染結果會被緩衝，如果圖層是綠色，就表示這些緩衝被複用；如果是紅色就表示緩衝會被重複建立，這就表示該處存在效能問題了。

iOS版本上的最佳化

iOS 9.0 之前UIimageView跟UIButton設定圓角都會觸發離屏渲染

iOS 9.0 之後UIButton設定圓角會觸發離屏渲染，而UIImageView裡png圖片設定圓角不會觸發離屏渲染了，如果設定其他陰影製作效果之類的還是會觸發離屏渲染的。

這可能是蘋果也意識到離屏渲染會產生效能問題，所以能不產生離屏渲染的地方蘋果也就不用離屏渲染了。

iOS 離屏渲染