OpenGL 离屏渲染探究

离屏渲染

离屏渲染(offscreen-rendering)指的GPU在当前屏幕缓冲区以外开辟一个缓冲区进行渲染操作，渲染的结果不会直接呈现到当前屏幕上，而是等待何时的实际才会被显示。

正常情况下，GPU渲染完成后，就会将渲染好的图像放入帧缓存区中。屏幕根据它的刷新率（如：60Hz），从帧缓存区中扫描图片显示内容。

GPU如果无法完成一帧内更新的结果到帧缓存区，那么屏幕读取到的就是上一帧的内容，导致界面卡顿。

苹果对于页面流畅度的要求是非常苛刻的，所以引入了离屏渲染机制，触发比较消耗性能的视图提前渲染。

一直以来，以为离屏渲染不是一个很好的东西。当然那时候只是从网上看到不要消耗性能，尽量避免离屏渲染。现在感觉其实离屏渲染是把双刃剑，用对场景就是好；用不对场景当然不好喽

常见的几种触发离屏渲染的情况

1、使用了 mask 的 layer (layer.mask)

2、需要进行裁剪的 layer (layer.masksToBounds /view.clipsToBounds)

3、设置了组透明度为 YES，并且透明度不为 1 的layer (layer.allowsGroupOpacity/ layer.opacity)

4、添加了投影的 layer (layer.shadow*)

5、采用了光栅化的 layer (layer.shouldRasterize)

6、绘制了文字的 layer (UILabel, CATextLayer, Core Text 等)

有两种触发离屏渲染的方式，分别是被动触发和主动触发。

主动触发的方式利用CALayer.shouldRasterize属性，开启光栅化。

光栅化是一个抽象概念，它的作用是强制 layer 以bitmap的形式进行缓存，等价于屏幕外的缓存，也属于离屏渲染的概念

被动触发的方式，都有一个共同的特性，就是包含透明度。几个带有透明度的视图叠在一块，中间重叠的那块需要GPU对他进行混合计算。如果这些视图是完全不透明的话直接显示最上面的视图，就不会有混合计算开销。

离屏渲染需要在屏幕外开辟内存空间，提前使用CPU渲染复杂的视图，保证视频控制器能及时地从缓存区读取到新的渲染结果。它在GPU需要性能瓶颈，将压力转移一部分分给比较空闲的CPU，然而CPU渲染能力远没有GPU高效。这是一种空间换区时间的策略。

其次视屏控制器读取离屏渲染的结果时，需要将上下文环境切换到离屏缓存区，当腰显示非离屏数据时候又要换回来。这样的来回切换代价是非常昂贵的。

如果我们需要绘制一些复杂的、不会频繁发生变化，又重复出现的视图的时候，就可以利用离屏渲染来保证界面流畅度。利用 CALayer.shouldRasterize 开启光栅化，将离屏渲染的内容以位图的形式缓存，减少复杂视图频繁渲染的开销。

光栅化的建议：

1、如果layer不能被复用，则没必要打开；

2、如果layer不是静态的，需要被频繁修改，比如处于动画之中，那么开启离屏渲染反而影响效率了。

3、离屏渲染缓存内容有时间限制，缓存内容100ms内容入锅没有被使用，那么它就会丢弃；无法进行复用了。

4、离屏渲染缓存空间有限，超过2.5倍屏幕像素大小的话，也会失效，且无法进行复用了。

作者：洋蔥没有泪goodboy

链接：//www.greatytc.com/p/2bc159848fdc

来源：简书

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打开你的模拟器，在工作栏中选中debug->Color Off-screen Rendered。模拟器中就会出现如下图黄色区域块，说明这就是离屏渲染。

最后编辑于：2020.07.08 15:28:21