关于渲染的一些概念

一、CPU & GPU

CPU:复杂运算,逻辑控制

GPU:高并发,处理依赖性低的任务

CPU好比一个大学教授,GPU就是100个小学生,当计算100个四则运算使,100个小学生处理得更快,当处理一道高数题时,大学教授可以很快处理,而100个小学生一脸懵逼。


CPU内部组成
GPU内部组成

计算机显示演变:

1、随机扫描显示

随机扫描显示流程

从显示文件获取到需要显示的路径,电子光束会按照路径来发射光束。每帧绘制的时间和图像的复杂度有关,越复杂的图像绘制时间越长

2、光栅扫描显示

光栅扫描显示原理

从左到右,逐行扫描,每帧需要的时间固定,

为什么人眼无法察觉到扫描到变化?因为视觉残留原理,当一秒内有16帧的变化,人眼是无法察觉的


像素对应显示

显示硬件演进

早期显示


单独开辟帧缓存


独立显卡

CPU负责解码 -> 解码内容存帧缓存区 -> 显示控制器获取帧缓存区数据 ->数模转换 ->显示

二、撕裂 & 掉帧


撕裂

为什么会出现撕裂?

因为绘制到一半的时候,帧缓冲区图片更新了,导致下半部分绘制了新图,上半部分绘制了上一帧的图。根本原因是CPU和GPU的计算速度跟不上绘制速度。

解决方案:

垂直同步Vsync:帧缓存加锁,只有当前帧绘制结束才会更新缓存。其实并没有解决问题,只是掩盖了问题,让我们看不到撕裂了

双缓冲区:每次提前缓存好两帧,当一帧显示完,切换显示另一个缓存区的帧

为什么会出现掉帧?

当前帧绘制完了,下一帧还没准备好,只好继续展示当前帧

1、CPU/GPU渲染流水线耗时过长

2、垂直同步Vsync是以掉帧为代价

三、帧缓冲区

单独给即将显示在屏幕的帧数据开辟的缓存区

四、离屏渲染


{

        UIButton*button = [UIButtonbuttonWithType:UIButtonTypeCustom];

        button.frame=CGRectMake(100,50,100,100);

        button.layer.cornerRadius=50;

        [buttonsetImage:[UIImage imageNamed:@"output.png"] forState:UIControlStateNormal];

        button.clipsToBounds=YES;

        [self.viewaddSubview:button];

    }

    {

        UIButton*button = [UIButtonbuttonWithType:UIButtonTypeCustom];

        button.frame=CGRectMake(100,180,100,100);

        button.layer.cornerRadius=50;

        [buttonsetBackgroundColor:UIColor.blueColor];

        button.clipsToBounds=YES;

        [self.viewaddSubview:button];

    }

    {

        UIImageView*imageview = [[UIImageViewalloc]init];

        imageview.frame=CGRectMake(100,300,100,100);

        imageview.layer.cornerRadius=50;

        [imageviewsetImage:[UIImageimageNamed:@"output.png"]];

        imageview.clipsToBounds=YES;

        [self.viewaddSubview:imageview];

    }

    {

        UIImageView*imageview = [[UIImageViewalloc]init];

        imageview.frame=CGRectMake(100,420,100,100);

        imageview.layer.cornerRadius=50;

        [imageviewsetBackgroundColor:UIColor.blueColor];

        [imageviewsetImage:[UIImageimageNamed:@"output.png"]];

        imageview.clipsToBounds=YES;

        [self.viewaddSubview:imageview];

    }


如上代码,会展示四个view,那么哪些会触发离屏渲染呢?

四个view


离屏渲染

黄色的为触发离屏渲染

由上可知,所谓离屏渲染,并不是有圆角就会触发

GPU里面,除了帧缓冲区,还有一个离屏缓存区,当一个图无法只用一帧绘制的时候,比如既要绘制图片+圆角,又要绘制背景色+圆角,这时候就需要启动离屏缓存区,把图片+圆角放入帧缓冲区,背景色+圆角放入离屏缓存区,再把两者混合后的结果放入帧缓冲区,等待渲染上屏。如果只需要一个图层就可以表示出来,比如,图片+圆角,则无需启用离屏渲染。

离屏渲染是为了渲染特殊效果,需要使用额外的offscreen buffer

离屏缓冲区大小,屏幕大小的2.5倍

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