OpenGL之 图片撕裂、掉帧及二三级缓存

一、图片撕裂

image.png

如图,很多人在游戏中应该都见过这种情况,在某个界面,出现上下两部分断层的情况,这个就是图片撕裂。

1、出现原因

出现图片撕裂的主要原因就是,视频控制器的显示速度比不上GPU的处理图形的速度。

在GPU拿到位图数据之后,会通过GPU进行图形处理,并显示到屏幕上,过程为 GPU渲染->存入帧缓存区-> 视频控制器 -> 读取帧缓存区信息 -> 数模转化(数字信号处->模拟型号) -> 逐行显示到屏幕上。

因此,当第一帧的图像正在逐行显示且并未完全显示完成的时候,GPU拿到了新的数据,且存入了帧缓存区,而后视频控制器读取的帧缓存区的位图信息,是新的一帧的位图信息,这个时候,就会出现图片断层,即图片撕裂。

2、解决办法

在iOS中引入了垂直信号vSync+双缓存区doubleBuffering的方式来解决图片撕裂。

2.1 垂直信号vSync

帧缓存区加锁,在上一帧缓存区位图数据完全显示之前,GPU即使拿到了新一帧的数据,也不存入帧缓存区,直到上一帧显示完全。

2.2 双缓存区doubleBuffering

GPU会开辟A和B两个缓存区。

基本流程就是,当A 帧缓存区拿到一帧数据,就会给A 帧缓存区加上锁,此时,如果GPU拿到新一帧的数据,则会存入B帧缓存区,不会存入A帧缓存区,直到A帧缓存区的数据逐行扫描完成之后,A 帧缓存区才会解锁。

二、掉帧

通过垂直信号vSync + 双缓存区doubleBuffering能够较好的解决图片撕裂的问题,但是同时,却引入了另外一个问题,那就是掉帧。

掉帧.png
1、形成原因

掉帧的本质其实是显示了同一帧的数据,在iOS中,每一帧的处理时间是1/60 ≈ 16.67ms。在vSync信号到来之后,CPU会开始做各种计算、解码等工作,并将结果交给GPU,由GPU做各种变换、合成、渲染等工作,而后GPU会把结果交给帧缓存区,在下一次vSync到来的时候,逐行显示到屏幕上。而掉帧的主要原因是 ,当下一次vSync到来的时候,在二级缓存的情况之下,CPU/GPU并没有成功的把数据提交给帧缓存区,而此时,屏幕只能渲染旧的帧,因此形成了掉帧。

2、解决办法???

事实上,掉帧的问题不能够完全解决,只能尽可能的减少。
为了尽可能减少掉帧问题,从而引入了三级缓存。本质就是再增加一个离屏缓存区。

基本流程是,在显示A缓存区数据的时候,同时B和C缓存区会渲染下两帧的数据,周而复始的,CPU/GPU会不停的循环处理、渲染下两帧的数据,从而缓解掉帧的问题。

综上总结一下屏幕卡顿原因

1、CPU/GPU 渲染流⽔线耗时过⻓导致掉帧

  1. 垂直同步Vsync + 双缓存区 DoubleBuffering 以掉帧为代价解决了图片撕裂;
  2. 三缓存区: 合理使⽤CPU/GPU的空闲时间, 以减少掉帧次数。
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 211,265评论 6 490
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,078评论 2 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 156,852评论 0 347
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,408评论 1 283
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,445评论 5 384
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,772评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,921评论 3 406
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,688评论 0 266
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,130评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,467评论 2 325
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,617评论 1 340
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,276评论 4 329
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,882评论 3 312
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,740评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,967评论 1 265
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,315评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,486评论 2 348