离屏渲染

什么是离屏渲染?

通常我们的渲染是将渲染好的内容存在屏幕缓冲区(FrameBuffer),然后显示到屏幕,如下图:


普通渲染

而我们的离屏渲染是先要创建一个离屏缓冲区(OffscreenBuffer),将渲染好的内容放进去,等到要渲染到屏幕时,再从离屏缓冲区(OffscreenBuffer)取出到屏幕缓冲区(FrameBuffer),最后显示到屏幕上。


离屏渲染

那么在iOS开发中通常哪些场景会触发离屏渲染呢?

这个时候我们来写几句简单的代码:

//1.按钮存在背景图片

    UIButton *btn1 = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeCustom];

    btn1.frame=CGRectMake(100,30,100,100);

    btn1.layer.cornerRadius = 50;

    [self.viewaddSubview:btn1];

    [btn1setImage:[UIImage imageNamed:@"btn.png"] forState:UIControlStateNormal];

    btn1.clipsToBounds=YES;

//2.按钮不存在背景图片

    UIButton *btn2 = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeCustom];

    btn2.frame=CGRectMake(100,180,100,100);

    btn2.layer.cornerRadius = 50;

    btn2.backgroundColor = [UIColor blueColor];

    [self.viewaddSubview:btn2];

    btn2.clipsToBounds = YES;

我们在这里创建了两个按钮,相同点是都设置了圆角,不同点是btn1有背景图,btn2没有背景图。接下来运行一下代码,并打开离屏渲染调试,打开离屏渲染调试之后有离屏渲染的部分会带一个黄色阴影,打开方法:


开启离屏渲染调试

我们可以开到这样一个结果:


结果

可以看到的是btn1有一个黄色半透明的阴影,btn2没有,这就表示btn1有离屏渲染,而btn2没有,那么这是为什么呢?

因为在给btn1设置圆角时处理了两个图层,一个是背景,一个是图片,这个时候我们需要用到离屏渲染,先将处理过的背景和图片存储在离屏缓冲区,然后把它们取出来组合在一起,提交给屏幕缓冲区,显示到屏幕上。而btn2的话不需要,直接显示就完事了。

而在代码中 btn1.clipsToBounds=YES;就是触发离屏渲染的原因,如果不写这局代码,那么在绘制圆角是只会对backgroundCorol和border设置圆角而不会对content设置圆角,这样也是不会触发离屏渲染的。

打开我们的xcode视图调试Debug View Hierarchy:


xocde视图调试

我们可以看到:


调试结果

从上图我们可以清楚的看到在btn1中存在两个图层,而btn2只有一个。

上面说的案例是对一个按钮设置圆角并加上masksToBounds(clipsToBounds)时会触发离屏渲染,是因为加上masksToBounds(clipsToBounds)会对layer上的所有内容裁剪,所以会触发离屏渲染。

下面我们看看离屏渲染的具体过程

图层的绘制大致是遵循“画家算法”的,也就是先画远的,再画近的来覆盖远的。


通常在layer的绘制中,先绘制下面的,在绘制上面的,而已经绘制完的就可以抛弃了。比如要绘制一个3层的sublayer,不设置裁剪和圆角,绘制过程如下:


非离屏

而当我们设置它的裁剪和圆角时,绘制完的不能被立即丢弃,要将它保存在Offscreen buffer中等待下一次的使用:


离屏渲染1
离屏渲染2

实际上除了设置圆角还有其他时候也会触发。

常见的触发离屏渲染的情况有一下几种:

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)。

光栅化

When the value of this property is YES, the layer is rendered as a bitmap in its local coordinate space and then composited to the destination with any other content.

开启光栅化后会触发离屏渲染,Render Server 会强制将 CALayer 的渲染位图结果 bitmap 保存下来,这样下次再需要渲染时就可以直接复用,从而提高效率。

那么在什么情况下可以开启光栅化呢?

在使用光栅化时需注意以下几点:

1、如果layer不能被复用,则没有必要打开光栅化。

2、如果layer不是静态的,需要频繁被修改。比如处于动画之中。开启光栅化反而会影响效率。

3、离屏渲染缓存内容有时间限制,缓存内容 100ms 内如果没有被使用,那么就会被丢弃,无法进行复用。

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,无法复用。

结语

在开发应该尽可能减少离屏渲染,因为离屏渲染需要额外开辟一个Offscreen Buffer这会影响性能。当然是否要使用离屏渲染还要据实际情况而定。

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