Qter 发表于 2023-3-21 18:38:25

Offscreen Rendering 离屏渲染

Offscreen Rendering(离屏渲染)概念理解:离屏渲染 是指系统为了绘制圆角(cornerRadius)、阴影(shadow*)、组透明度(allowsGroupOpacity/opacity)、光栅化(shouldRasterize)等等一系列效果,从而额外开辟了 离屏缓冲区(Offscreen Buffer)然后将离屏缓冲区中的纹理图片合成到 帧缓冲区(Frame Buffer) 最后再进行渲染的行为。
当然,并不是只要存在上述绘制操作就一定会进行离屏渲染。
xocde中如何检测离屏渲染效果:
//upload-images.jianshu.io/upload_images/10966263-0515fa1dfaa532a7.png



勾选上Color Offscreen-Rendered Yellow选项后如果存在离屏渲染的控件就会呈现出黄色的标记:


//upload-images.jianshu.io/upload_images/10966263-1feea9d665522e39.png

离屏渲染效果图


Offscreen Rendering(离屏渲染)详细流程首先我们来看一张流程图:


//upload-images.jianshu.io/upload_images/10966263-566577b530b59643.png



从这张图我们可以清晰的看出,③ 这张图是由 ① 和 ② 合成的。① 和 ② 存在于 离屏缓冲区(Offscreen Buffer),③存在于 帧缓冲区(Frame Buffer)。

[*]那么问题来了为什么会产生 离屏缓冲区(Offscreen Buffer) 呢?
这个问题就跟苹果图片渲染的机制有关系了,因为苹果渲染图片采用的是 双缓存机制 ,也就是内存中只开辟了两个 帧缓冲区(Frame Buffer)。 所以,需要绘制多个图层合成图片时,系统并不会直接将渲染好的图层放到 帧缓冲区(Frame Buffer),而是将每一个渲染好的图层暂时存储到 离屏缓冲区(Offscreen Buffer) 中,等待所有关联的图层全都渲染完毕后统一在帧缓冲区合成。
下面我们来了解一下系统自带的“毛玻璃效果”渲染流程,也是离屏渲染


//upload-images.jianshu.io/upload_images/10966263-ff19b84da730b1d8.png




Render Content(渲染内容) -> Capture Content(捕获内容) -> Horizontal Blur(水平模糊) -> Vertical Blur(垂直模糊) -> Compositing Pass(合成过程)
其中Capture Content(捕获内容) 获取的是压缩后的图片,并不是原图。
shouldRasterize光栅化使用建议:

[*]如果layer不能被复用,则没有必要打开光栅化。
[*]如果layer不是静态的,经常被修改,比如处于动画之中,那么设置光栅化反而影响效率。
cornerRadius、layer.masksToBounds / view.clipsToBounds
设置layer. cornerRadius 只会设置 backgroundColor 和 border 的圆角,不会设置 content 的圆角。除非设置了 layer.masksToBounds为 true 或设置 view.clipsToBounds 为 true 。
所以,单纯设置cornerRadius 并不会造成离屏渲染。
再思考一下,设置了layer. cornerRadius,再设置 layer.masksToBounds为 true 或view.clipsToBounds 为 true 就一定会触发离屏渲染吗?下面我们查看一段代码:
//1.按钮存在背景图片离屏渲染    UIButton *btn1 = ;    btn1.frame = CGRectMake(100, 30, 100, 100);    btn1.layer.cornerRadius = 50;    ;       forState:UIControlStateNormal];    btn1.clipsToBounds = YES;      //2.按钮不存在背景图片    UIButton *btn2 = ;    btn2.frame = CGRectMake(100, 180, 100, 100);    btn2.layer.cornerRadius = 50;    btn2.backgroundColor = ;    ;    btn2.clipsToBounds = YES;      //3.UIImageView 设置了图片+背景色;离屏渲染    UIImageView *img1 = [init];    img1.frame = CGRectMake(100, 320, 100, 100);    img1.backgroundColor = ;    ;    img1.layer.cornerRadius = 50;    img1.layer.masksToBounds = YES;    img1.image = ;      //4.UIImageView 只设置了图片,无背景色;    UIImageView *img2 = [init];    img2.frame = CGRectMake(100, 480, 100, 100);    ;    img2.layer.cornerRadius = 50;    img2.layer.masksToBounds = YES;    img2.image = ;
经过测试我们发现btn1、img1会产生离屏渲染,btn2、img2并不会产生离屏渲染。
需要离屏渲染的控件,在绘制的时候都需要裁剪不止一个图层,当需要裁剪的图层只有一个时是不会产生离屏渲染的。
我们可以结合上面的介绍想想一下,当需要裁剪的图层只有一个时,系统就会直接将渲染好的纹理放到 帧缓冲区(Frame Buffer),没有必要使用离屏缓冲区(Offscreen Buffer), 然后然后等待runloop 的到来,通过 垂直同步 技术渲染到 屏幕上。
离屏渲染限制

[*]离屏渲染缓存内容有时间限制,缓存内容如果100ms没有被使用,那么它就会被丢弃,无法复用。
[*]离屏渲染缓存空间有限制,超过2.5被屏幕像素大小,也会失效,且无法复用。
圆角处理方法:
[*]方法一
img.layer.cornerRadius = 50; img.layer.masksToBounds = YES;

[*]方法二
func createRoundedImage(cornerRadius: CGFloat) -> UIImage? {      let w = self.size.width      let h = self.size.height      let scale = UIScreen.main.scale      var cornerR = cornerRadius      if cornerRadius < 0 { return self }      if (cornerR > min(w, h)) {            cornerR = min(w, h) * 0.5      }                let imageFrame = CGRect(x: 0.0, y: 0.0, width: w, height: h)      UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(self.size, false, scale)      let bezierPath = UIBezierPath(roundedRect: imageFrame, cornerRadius: cornerR)      bezierPath.addClip()      self.draw(in: imageFrame)                guard let image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext() else {            return self      }      return image    }

[*]方法三
在view上添加一个圆形的遮罩图片。
YYImage上绘制圆角的方法- (UIImage *)yy_imageByRoundCornerRadius:(CGFloat)radius                                 corners:(UIRectCorner)corners                           borderWidth:(CGFloat)borderWidth                           borderColor:(UIColor *)borderColor                        borderLineJoin:(CGLineJoin)borderLineJoin {      if (corners != UIRectCornerAllCorners) {      UIRectCorner tmp = 0;      if (corners & UIRectCornerTopLeft) tmp |= UIRectCornerBottomLeft;      if (corners & UIRectCornerTopRight) tmp |= UIRectCornerBottomRight;      if (corners & UIRectCornerBottomLeft) tmp |= UIRectCornerTopLeft;      if (corners & UIRectCornerBottomRight) tmp |= UIRectCornerTopRight;      corners = tmp;    }      UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(self.size, NO, self.scale);    CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();    CGRect rect = CGRectMake(0, 0, self.size.width, self.size.height);    CGContextScaleCTM(context, 1, -1);    CGContextTranslateCTM(context, 0, -rect.size.height);      CGFloat minSize = MIN(self.size.width, self.size.height);    if (borderWidth < minSize / 2) {      UIBezierPath *path = ;      ;                CGContextSaveGState(context);      ;      CGContextDrawImage(context, rect, self.CGImage);      CGContextRestoreGState(context);    }      if (borderColor && borderWidth < minSize / 2 && borderWidth > 0) {      CGFloat strokeInset = (floor(borderWidth * self.scale) + 0.5) / self.scale;      CGRect strokeRect = CGRectInset(rect, strokeInset, strokeInset);      CGFloat strokeRadius = radius > self.scale / 2 ? radius - self.scale / 2 : 0;      UIBezierPath *path = ;      ;                path.lineWidth = borderWidth;      path.lineJoinStyle = borderLineJoin;      ;      ;    }      UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();    UIGraphicsEndImageContext();    return image;}
常见触发离屏渲染的几种情况:1、使用 了mask的layer(layer.mask)
2、需要进行裁剪的layer(cornerRadius、layer.masksToBounds / view.clipsToBounds)
3、设置了组透明度为true,并且透明度不为1的layer(allowsGroupOpacity/opacity)
4、添加了投影layer(show*)
5、设置了光栅化的layer(shouldRasterize)
6、绘制了文字的layer(UILabel、CATextLayer、Core Text等)



作者:Maji1
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