第二十一篇:离屏渲染

我们经常用的UIKit框架就是继承与CoreAnimation,CoreGraphics框架。这两个框架又依赖于OpenGL ES。CoreImage是处理图像之前的一些操作。


WechatIMG2363.jpeg
WechatIMG2364.jpeg

下面这张图是核心:
通过视频控制器去frameBuffer也就是帧缓存里读取,就是通过下面的电子枪帧扫描读取。当扫描一圈后,也就是回到初始位置的时候,就会形成一个Vsync垂直信号。


WechatIMG2365.jpeg
WechatIMG2366.jpeg

离屏渲染的定义:

如果要在显示屏上显示内容,我们至少需要一块与屏幕像素数据量一样大
的frame buffer(帧缓冲区),作为像素数据存储区域,然后由显示控制器把帧缓存区的数据显示到屏幕上。如果有时因为面临一些限制,一些原因,比如说阴影,遮罩mask等,GPU无法把渲染结果直接写入frame buffer,而是先暂把中间的一个临时状态存在另外的内存区域,之后再写入frame buffer,那么这个过程被称之为离屏渲染。

UIview是基于CALayer的,CALayer其有三个部分,分别是backgroundColor,contents,borderWidthborderColor。其中clip to bounds属性就是设置修改contents的。

image.png
image.png

下面就是离屏渲染的过程,当要显示最后面一幅画时候,GPU在绘制时候数据时候,会先绘制个山,然后会绘制个草地,然后再绘制个树,然后会开辟了单独空间进行合成,这个空间也就是framebuffer。离屏渲染就是由于硬件的瓶颈限制导致的。


WechatIMG2379.jpeg

触发离屏渲染操作

光栅化一定会触发离屏渲染:

光栅化是一个缓存机制,开启的话就会以bitmap位图的形式保存起来,下次再使用的话就会从缓存中拿取进行渲染,可以减少CPU计算,其只能缓存100ms,所以很少用,其会触发离屏渲染。

  • (void)ShouldRasterize {
    self.lgImageView.layer.shouldRasterize = NO;
    }
遮罩mask一定会触发离屏渲染:

当添加遮罩,这个遮罩会放到CALayer的上层,这个就一定会导致离屏渲染。

  • (void)Mask {

    //添加到layer的上层
    CALayer *layer = [CALayer layer];
    layer.frame = CGRectMake(30, 30, self.lgImageView.bounds.size.width, self.lgImageView.bounds.size.height);
    layer.backgroundColor = [UIColor redColor].CGColor;
    self.lgImageView.layer.mask = layer;
    }

阴影一定会触发离屏渲染:

阴影是添加到layer的下层,层级就会比较复杂,就会触发离屏渲染。

  • (void)Shadows {

    //添加到layer的下层
    self.lgImageView.layer.shadowColor = [UIColor redColor].CGColor;
    self.lgImageView.layer.shadowOffset = CGSizeMake(20, 20);
    self.lgImageView.layer.shadowOpacity = 0.2;
    self.lgImageView.layer.shadowRadius = 5;
    self.lgImageView.layer.masksToBounds = NO;
    }

上面的阴影是可以优化的,我们可以提前指定阴影的路径,通过UIBezierPath曲线途径这样就不会触发离屏渲染了。

//阴影优化

  • (void)Shadows2 {
    self.lgImageView.layer.shadowColor = [UIColor redColor].CGColor;
    self.lgImageView.layer.shadowOpacity = 0.2;
    self.lgImageView.layer.shadowRadius = 5;
    self.lgImageView.layer.masksToBounds = NO;

    //提前指定阴影的路径
    [self.lgImageView.layer setShadowPath:[UIBezierPath bezierPathWithRect:CGRectMake(0, 0, self.lgImageView.bounds.size.width + 20, self.lgImageView.bounds.size.height + 20)].CGPath];
    }

抗锯齿在满足一定条件会触发离屏渲染。如果在设置属性时候,如果选择的模式为fit就会触发离屏渲染。选择的是fill就不会触发离屏渲染,是因为这样就不会有抗锯齿了,也就不会触发离屏渲染。

抗锯齿计算量也很大,对性能有要求

  • (void) EdgeAnntialiasing {
    CGFloat angle = M_PI / 60.0;
    [self.lgImageView.layer setTransform:CATransform3DRotate(self.lgImageView.layer.transform, angle, 0.0, 0.0, 1.0)];
    self.lgImageView.layer.allowsEdgeAntialiasing = YES;
    }
不透明不一定会触发离屏渲染(需要看起是否有子视图)。

allowsGroupOpacity 这个是设置了视图的子视图在透明度上是否和俯视图一致,可以看标注1,如果没有标注1这块是不会触发离屏渲染的。

  • (void)lgAllowsGroupOpacity {

    //标注1
    UIView *view = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, 20, 20)];
    view.backgroundColor = [UIColor greenColor];
    view.alpha = 0.8;
    [self.lgImageView addSubview:view];
    //标注1

    self.lgImageView.alpha = 1;
    //allowsGroupOpacity 设置视图的子视图在透明度上是否和俯视图一致
    self.lgImageView.layer.allowsGroupOpacity = YES;
    }

当view上还有其它subview时
view 上子视图的 alpha 在 0 ~ 1 之间
view.layer.allowsGroupOpcity = Yes
具体原因在于重叠部分的图像需要两个view的图像合成来计算,因此只有满足上述三个条件时,才会触发。

圆角不一定会触发离屏渲染(label就不会触发离屏渲染,其他控件就会触发)。这个是因为lable我们在设置backgroundColor 颜色时候,其实是设置contents的颜色。
  • (void)lgRadius {

    //uilabel 设置圆角
    self.lgImageView.backgroundColor = [UIColor redColor];
    [self lgBezier];
    // self.lgImageView.layer.backgroundColor = [UIColor greenColor].CGColor;

    //contents + backgroundColor\border
    // self.lgImageView.layer.cornerRadius = 40;
    //
    //// self.lgLabel.backgroundColor = [UIColor redColor];
    // self.lgLabel.layer.backgroundColor = [UIColor greenColor].CGColor;
    // self.lgLabel.layer.cornerRadius = 10;
    }

在开发中尽量避免离屏渲染,因为会导致丢帧(卡顿),和消耗内存(因为其需要单独分配一个空间出来存framebuffer)。

drawRect方法讲解(一种特殊的离屏渲染):

使用drawRect方法会再开辟一块画布, 是在开辟的画布上画,在开发中尽量少重写drawRect方法。这个会增大内存消耗,这个被称为一种特殊的离屏渲染。操作drawRect后生成一个backing store,这个是村bitmap的,同时 会操作CoreGraphics框架,在CoreGraphics框架上操作这个是直接在CPU处理的。

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