opengl 渲染方式在屏 離屏 CPU

一、概念理解

OpenGL中，GPU屏幕渲染有以下兩種方式：

• On-Screen Rendering

意為當(dāng)前屏幕渲染，指的是GPU的渲染操作是在當(dāng)前用于顯示的屏幕緩沖區(qū)中進(jìn)行。

• Off-Screen Rendering

意為離屏渲染，指的是GPU在當(dāng)前屏幕緩沖區(qū)以外新開(kāi)辟一個(gè)緩沖區(qū)進(jìn)行渲染操作。

二、離屏渲染的是是非非

相比于當(dāng)前屏幕渲染，離屏渲染的代價(jià)是很高的，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

• 創(chuàng)建新緩沖區(qū)

要想進(jìn)行離屏渲染，首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的緩沖區(qū)。

• 上下文切換

離屏渲染的整個(gè)過(guò)程，需要多次切換上下文環(huán)境：先是從當(dāng)前屏幕（On-Screen）切換到離屏（Off-Screen）；等到離屏渲染結(jié)束以后，將離屏緩沖區(qū)的渲染結(jié)果顯示到屏幕上有需要將上下文環(huán)境從離屏切換到當(dāng)前屏幕。而上下文環(huán)境的切換是要付出很大代價(jià)的。

三、離屏渲染觸發(fā)方式

設(shè)置了以下屬性時(shí)，都會(huì)觸發(fā)離屏繪制：

• shouldRasterize（光柵化）

• masks（遮罩）

• shadows（陰影）

• edge antialiasing（抗鋸齒）

• group opacity（不透明）

需要注意的是，如果shouldRasterize被設(shè)置成YES，在觸發(fā)離屏繪制的同時(shí)，會(huì)將光柵化后的內(nèi)容緩存起來(lái)，如果對(duì)應(yīng)的layer及其sublayers沒(méi)有發(fā)生改變，在下一幀的時(shí)候可以直接復(fù)用。這將在很大程度上提升渲染性能。

而其它屬性如果是開(kāi)啟的，就不會(huì)有緩存，離屏繪制會(huì)在每一幀都發(fā)生。

四、另一種特殊的“離屏渲染”

按照之前的說(shuō)法，如果將不在GPU的當(dāng)前屏幕緩沖區(qū)中進(jìn)行的渲染都稱(chēng)為離屏渲染，那么就還有另一種特殊的“離屏渲染”方式： CPU渲染 。

如果我們重寫(xiě)了drawRect方法，并且使用任何Core Graphics的技術(shù)進(jìn)行了繪制操作，就涉及到了CPU渲染。整個(gè)渲染過(guò)程由CPU在App內(nèi) 同步地 完成，渲染得到的bitmap最后再交由GPU用于顯示。

五、Instruments

Instruments的Core Animation工具中有幾個(gè)和離屏渲染相關(guān)的檢查選項(xiàng)：

• Color Offscreen-Rendered Yellow

開(kāi)啟后會(huì)把那些需要離屏渲染的圖層高亮成×××，這就意味著×××圖層可能存在性能問(wèn)題。

• Color Hits Green and Misses Red

如果shouldRasterize被設(shè)置成YES，對(duì)應(yīng)的渲染結(jié)果會(huì)被緩存，如果圖層是綠色，就表示這些緩存被復(fù)用；如果是紅色就表示緩存會(huì)被重復(fù)創(chuàng)建，這就表示該處存在性能問(wèn)題了。

六、如何抉擇

現(xiàn)在擺在我們面前得有三個(gè)選擇：當(dāng)前屏幕渲染、離屏渲染、CPU渲染，該用哪個(gè)呢？這需要根據(jù)具體的使用場(chǎng)景來(lái)決定。

• 盡量使用當(dāng)前屏幕渲染

鑒于離屏渲染、CPU渲染可能帶來(lái)的性能問(wèn)題，一般情況下，我們要盡量使用當(dāng)前屏幕渲染。

• 離屏渲染 VS CPU渲染

由于GPU的浮點(diǎn)運(yùn)算能力比CPU強(qiáng)，CPU渲染的效率可能不如離屏渲染；但如果僅僅是實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的效果，直接使用CPU渲染的效率又可能比離屏渲染好，畢竟離屏渲染要涉及到緩沖區(qū)創(chuàng)建和上下文切換等耗時(shí)操作。

總之，具體的選擇應(yīng)該由性能測(cè)試結(jié)果來(lái)決定。