【iOS】—— 离屏渲染

离屏渲染

UIView和CALayer关系

  • UIView继承于UIResponder,可以处理系统传递过来的事件,如:UIApplication、UIViewController、UIView,以及所有从UIView派生出来的UIKit类。每个UIView内部都有一个CALayer提供内容的绘制和显示。
  • CALayer继承于NSObject类,负责显示UIView提供的内容contents。CALayer有三个视觉元素:背景色,内容和边框,其中内容的本质是一个CGImage。

GPU屏幕渲染的两种方式

  • On- Screen Renderring(当前屏幕渲染)

    指的是GPU的渲染操作是在当前用于显示的屏幕缓冲区操作。

  • Off- Screen Renderring(离屏渲染)

​ 指的是在GPU在当前屏幕缓冲区之外开辟一个缓冲区进行渲染操作。

当前屏幕渲染,不需要额外创建新的缓存,也不需要开启上下文,相较于离屏渲染性能更好。当前屏幕渲染有些情况下的渲染解决不了,需要使用离屏渲染。

产生离屏渲染的原因

苹果系统不能够一次去处理视图,需要一张一张的处理视图,那么就需要开辟一个离屏缓存区去存储一张一张处理好的视图,开辟的这个离屏缓存区导致离屏渲染。

既然离屏渲染这么耗性能,为什么有这套机制呢?

有些效果被认为不能直接呈现到当前屏幕上,需要在其他地方做额外的处理,图层属性的混合体在没有愈合成之前不能直接加载到屏幕上,所以需要离屏渲染。

什么情况会离屏渲染?

  • 为图层设置遮罩(layer.mask)
  • 将图层的layer.masksToBounds / view.clipsToBounds属性设置为true
  • 将图层将图层layer.allowsGroupOpacity属性设置为YESlayer.opacity小于1.0
  • 为图层设置阴影(layer.shadow *)
  • 为图层设置光栅化layer.shouldRasterize=true
  • 具有layer.cornerRadiuslayer.edgeAntialiasingMasklayer.allowsEdgeAntialiasing的图层
    当然也不是所有的圆角都会导致离屏渲染。
  • 文本(任何种类,包括UILabelCATextLayerCore Text等)。
  • 使用CGContextdrawRect :方法中绘制大部分情况下会导致离屏渲染,甚至仅仅是一个空的实现。

既然离屏渲染这么不好,为什么我们还要强制开启呢?

当一个图像混合了多个图层,每次移动时,每一帧都要重新合成这些图层,十分消耗性能。当我们开启光栅化后,会在首次产生一个位图缓存,当再次使用时候就会复用这个缓存。但是如果图层发生改变的时候就会重新产生位图缓存。所以这个功能一般不能用于 UITableViewCell中,cell的复用反而降低了性能。最好用于图层较多的静态内容的图形。而且产生的位图缓存的大小是有限制的,一般是2.5个屏幕尺寸。在100ms之内不使用这个缓存,缓存也会被删除。所以我们要根据使用场景而定。

如何避免离屏渲染

1. 圆角的优化
  1. 使用贝塞尔曲线UIBezierPath和Core Graphics框架画出一个圆角。
  2. 使用CAShapeLayer和UIBezierPath设置圆角。

总的来说就是用CAShapeLayer的内存消耗少,渲染速度快,建议使用优化方案2。

2. shadow

对于shadow,如果图层是个简单的几何图形或者圆角图形,我们可以通过设置shadowPath来优化性能,能大幅提高性能。示例如下:

objective-c 复制代码
mageView.layer.shadowColor=[UIColorgrayColor].CGColor;
imageView.layer.shadowOpacity=1.0;
imageView.layer.shadowRadius=2.0;
UIBezierPath *path=[UIBezierPathbezierPathWithRect:imageView.frame];
imageView.layer.shadowPath=path.CGPath;

shouldRasterize属性值为YES来强制开启离屏渲染。其实就是光栅化(Rasterization)。

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