GPU渲染機制:
CPU 計算好顯示內容提交到 GPU,GPU 渲染完成后將渲染結果放入幀緩沖區,隨后視頻控制器會按照 VSync 信號逐行讀取幀緩沖區的數據,經過可能的數模轉換傳遞給顯示器顯示。
GPU屏幕渲染有以下兩種方式:
On-Screen Rendering
意為當前屏幕渲染,指的是GPU的渲染操作是在當前用于顯示的屏幕緩沖區中進行。
Off-Screen Rendering
意為離屏渲染,指的是GPU在當前屏幕緩沖區以外新開辟一個緩沖區進行渲染操作。
為什么會觸發離屏渲染,有什么影響
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存中創建一個屏幕外緩沖區并進行渲染,而屏幕外緩沖區跟當前屏幕緩沖區上下文切換是很耗性能的。如果這樣的操作達到一定數量,會觸發緩沖區的頻繁合并和上下文的的頻繁切換,會出現卡頓、掉幀現象。因為這其中涉及兩次昂貴的環境轉換(轉換環境到屏幕外緩沖區,然后轉換環境到幀緩沖區。觸發離屏渲染后這種轉換發生在每一幀,在界面的滾動過程中如果有大量的離屏渲染發生時會嚴重影響幀率。
特殊的離屏渲染:如果將不在GPU的當前屏幕緩沖區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 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;
}); }); } ?
離屏渲染的觸發方式
設置了以下屬性時,都會觸發離屏繪制:
shouldRasterize(光柵化),masks(遮罩),shadows(陰影),漸變
edge antialiasing(抗鋸齒),group opacity(不透明),復雜形狀設置圓角等
//設置陰影,造成離屏渲染
shadowImgView.layer.shadowColor = [UIColor redColor].CGColor;
shadowImgView.layer.shadowOpacity = 0.8f;
shadowImgView.layer.shadowOffset = CGSizeMake(5, 5);
shadowImgView.layer.shadowRadius = 5.f;
用UIBezierPath賦值layer.mask,造成離屏渲染(使用此方法可以自定義特殊形狀的視圖,這里是給視圖左上角和右上角添加圓角)
UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithRoundedRect:textView.bounds byRoundingCorners:UIRectCornerTopLeft | UIRectCornerTopRight cornerRadii:CGSizeMake(textView.bounds.size.height * 0.5, textView.bounds.size.height * 0.5)];
CAShapeLayer *maskLayer = [[CAShapeLayer alloc] init];
maskLayer.frame = textView.bounds;
maskLayer.path = path.CGPath;
textView.layer.mask = maskLayer;
//設置cornerRadius>0且clipToBounds為YES,再添加子視圖
view.layer.cornerRadius?=?10.f;?
?view.clipToBounds?=?YES; ?
[view addSubview:label];//如果再添加子視圖會觸發離屏渲染,不添加則不會
//設置cornerRadius>0且masksToBounds為YES?
?view.layer.cornerRadius?=?10.f;??
view.layer.masksToBounds?=?YES; ? //會觸發離屏渲染,設置為NO則不會,默認為NO
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:每個元素對應幀緩沖區中的一像素。
shouldRasterize = YES在其他屬性觸發離屏渲染的同時,會將光柵化后的內容緩存起來,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復用。shouldRasterize = YES,這將隱式的創建一個位圖,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)。
相當于光柵化是把GPU的操作轉到CPU上了,生成位圖緩存,直接讀取復用。
當你使用光柵化時,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。綠色表示緩存被復用,紅色表示緩存在被重復創建。
如果光柵化的層變紅得太頻繁那么光柵化對優化可能沒有多少用處。位圖緩存從內存中刪除又重新創建得太過頻繁,紅色表明緩存重建得太遲??梢葬槍π缘倪x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:對于經常變動的內容,這個時候不要開啟,否則會造成性能的浪費。例如我們日程經常打交道的TableViewCell,因為TableViewCell的重繪是很頻繁的(因為Cell的復用),如果Cell的內容不斷變化,則Cell需要不斷重繪,如果此時設置了cell.layer可光柵化。則會造成大量的離屏渲染,降低圖形性能。
怎么檢測離屏渲染 這篇文章有講解怎么使用Core Animation?Core Animation
command + i 打開測試工具,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被設置成YES,對應的渲染結果會被緩存,如果圖層是綠色,就表示這些緩存被復用;如果是紅色就表示緩存會被重復創建,這就表示該處存在性能問題了。
怎么防止離屏渲染和優化APP
設置陰影,添加陰影路徑,可以避免離屏渲染
shadowImgView.layer.shadowColor = [UIColor redColor].CGColor;
shadowImgView.layer.shadowOpacity = 0.8f;
shadowImgView.layer.shadowOffset = CGSizeMake(5, 5);
shadowImgView.layer.shadowRadius = 5.f;
UIBezierPath?*path?=?[UIBezierPath?bezierPathWithRect:shadowImgView.bounds];??????????????
shadowImgView.layer.shadowPath?=?path.CGPath;?
給圖片設置圓角,并不觸發離屏渲染方法一
//繪制圖片圓角 這是通過category給UIImage添加的一個方法
- (UIImage *)drawCornerInRect:(CGRect)rect cornerRadius:(CGFloat)cornerRadius{
UIBezierPath *bezierPath = [UIBezierPath bezierPathWithRoundedRect:rect cornerRadius:cornerRadius];
UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(rect.size, false, [UIScreen mainScreen].scale);
CGContextAddPath(UIGraphicsGetCurrentContext(), bezierPath.CGPath);
CGContextClip(UIGraphicsGetCurrentContext());
[self drawInRect:rect];
CGContextDrawPath(UIGraphicsGetCurrentContext(), kCGPathFillStroke);
UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
UIGraphicsEndImageContext();
return image;
} ?//調用方式
[imageView setImage:[[UIImage imageNamed:@"qrcodet"] drawCornerInRect:imageView.bounds cornerRadius:imageView.bounds.size.width * 0.5]];
給圖片創建圓角方法二,使用圖層混合的方式,在圖片上面添加一個視圖遮擋需要圓角的地方。
iOS 9.0 之后UIButton設置圓角會觸發離屏渲染,而UIImageView里png圖片設置圓角不會觸發離屏渲染了,如果設置其他陰影效果之類的還是會觸發離屏渲染。
總結開發中的知識,提升自己,文章是看了上面引用的文章后整理的,自己也做了部分測試,內容基本和原文一樣,是把每篇文章的知識點整理進來。這里把參考的文章貼出來,大家有什么不明白的地方可以參考原文或者留言,如果錯了,請批評指出,希望大家開發出性能更好的APP。