理解UIView的绘制
界面的绘制和渲染
UIView是如何到显示的屏幕上的。
这件事要从RunLoop开始,RunLoop是一个60fps的回调,也就是说每16.7ms绘制一次屏幕,也就是我们需要在这个时间内完成view的缓冲区创建,view内容的绘制这些是CPU的工作;然后把缓冲区交给GPU渲染,这里包括了多个View的拼接(Compositing),纹理的渲染(Texture)等等,最后Display到屏幕上。但是如果你在16.7ms内做的事情太多,导致CPU,GPU无法在指定时间内完成指定的工作,那么就会出现卡顿现象,也就是丢帧。
60fps是Apple给出的最佳帧率,但是实际中我们如果能保证帧率可以稳定到30fps就能保证不会有卡顿的现象,60fps更多用在游戏上。所以如果你的应用能够保证33.4ms绘制一次屏幕,基本上就不会卡了。
总的来说,UIView从Draw到Render的过程有如下几步:
每一个UIView都有一个layer,每一个layer都有个content,这个content指向的是一块缓存,叫做backing store。
UIView的绘制和渲染是两个过程,当UIView被绘制时,CPU执行drawRect,通过context将数据写入backing store。
当backing store写完后,通过render server交给GPU去渲染,将backing store中的bitmap数据显示在屏幕上。
下图就是从CPU到GPU的过程
其实说到底CPU就是做绘制的操作把内容放到缓存里,GPU负责从缓存里读取数据然后渲染到屏幕上。
就如同下图的所示
整个过程也就是一件事:CPU将准备好的bitmap放到RAM里,GPU去搬这快内存到VRAM中处理。
而这个过程GPU所能承受的极限大概在16.7ms完成一帧的处理,所以最开始提到的60fps其实就是GPU能处理的最高频率。
因此,GPU的挑战有两个:
将数据从RAM搬到VRAM中
将Texture渲染到屏幕上
这两个中瓶颈基本在第二点上。渲染Texture基本要处理这么几个问题:
合成(Compositing):
Compositing是指将多个纹理拼到一起的过程,对应UIKit,是指处理多个view合到一起的情况(drawRect只有当addsubview情况下才会触发)
[self.view addsubview:subview]
如果view之间没有叠加,那么GPU只需要做普通渲染即可。 如果多个view之间有叠加部分,GPU需要做blending。
尺寸(Size):
这个问题,主要是处理image带来的,假如内存里有一张400x400的图片,要放到100x100的imageview里,如果不做任何处理,直接丢进去,问题就大了,这意味着,GPU需要对大图进行缩放到小的区域显示,需要做像素点的sampling,这种smapling的代价很高,又需要兼顾pixel alignment。计算量会飙升。
离屏渲染(Offscreen Rendering And Mask):
我们来看一下关于iOS中图形绘制框架的大致结构
UIKit是iOS中用来管理用户图形交互的框架,但是UIKit本身构建在CoreAnimation框架之上,CoreAnimation分成了两部分OpenGL ES和Core Graphics,OpenGL ES是直接调用底层的GPU进行渲染;Core Graphics是一个基于CPU的绘制引擎;
我们平时所说的硬件加速其实都是指OpenGL,Core Animation/UIKit基于GPU之上对计算机图形合成以及绘制的实现,由于CPU是渲染能力要低于GPU,所以当采用CPU绘制时动画时会有明显的卡顿。
但是其中的有些绘制会产生离屏渲染,额外增加GPU以及CPU的绘制渲染。
OpenGL中,GPU屏幕渲染有以下两种方式:
On-Screen Rendering即当前屏幕渲染,指的是GPU的渲染操作是在当前用于显示的屏幕缓冲区中进行。
Off-Screen Rendering即离屏渲染,指的是GPU在当前屏幕缓冲区以外新开辟一个缓冲区进行渲染操作。
离屏渲染的代价主要包括两方面内容:
创建新的缓冲区
上下文的切换,离屏渲染的整个过程,需要多次切换上下文环境:先是从当前屏幕(On-Screen)切换到离屏(Off-Screen);等到离屏渲染结束以后,将离屏缓冲区的渲染结果显示到屏幕上有需要将上下文环境从离屏切换到当前屏幕。而上下文环境的切换是要付出很大代价的。
为什么需要离屏渲染?
目的在于当使用圆角,阴影,遮罩的时候,图层属性的混合体被指定为在未预合成之前不能直接在屏幕中绘制,即当主屏的还没有绘制好的时候,所以就需要屏幕外渲染,最后当主屏已经绘制完成的时候,再将离屏的内容转移至主屏上。
离屏渲染的触发方式:
shouldRasterize(光栅化)
masks(遮罩)
shadows(阴影)
edge antialiasing(抗锯齿)
group opacity(不透明)
上述的一些属性设置都会产生离屏渲染的问题,大大降低GPU的渲染性能。
CPU渲染:
以上所说的都是离屏渲染发生在OpenGL SE也就是GPU中,但是CPU也会发生特殊的渲染,我们的CPU渲染,也就是我们使用Core Graphics的时候,但是要注意的一点的是只有在我们重写了drawRect方法,并且使用任何Core Graphics的技术进行了绘制操作,就涉及到了CPU渲染。整个渲染过程由CPU在App内 同步地 完成,渲染得到的bitmap最后再交由GPU用于显示。
理论上CPU渲染应该不算是标准意义上的离屏渲染,但是由于CPU自身做渲染的性能也不好,所以这种方式也是需要尽量避免的。
分析
所以对于当屏渲染,离屏渲染和CPU渲染的来说,当屏渲染永远是最好的选择,但是考虑到GPU的浮点运算能力要比CPU强,但是由于离屏渲染需要重新开辟缓冲区以及屏幕的上下文切换,所以在离屏渲染和CPU渲染的性能比较上需要根据实际情况作出选择。
UIView和CALayer
关于UIView和CALayer的关系这里大致讲主要的几点:
每个UIView都包含一个CALayer在背后提供内容的绘制和显示(一个layer可能包含多个子layer),并且UIView的bound,frame都由内部的Layer所提供。两者都有树状层级结构,layer内部有SubLayers,View内部有SubViews.但是Layer比View多了个AnchorPoint,AnchorPoint相比Postion的区别在于position点是相对suerLayer的,anchorPoint点是相对layer的,两者都是中心点的位置,只是相对参照物不同罢了。
在View显示的时候,UIView做为Layer的CALayerDelegate,View的显示内容由内部的CALayer的display。
View可以接受并处理事件,而Layer不可以,因为UIKit使用UIResponder作为响应对象。
layer内部维护着三分layer tree,分别是presentLayer Tree(动画树),modeLayer Tree(模型树), Render Tree(渲染树),在做 iOS动画的时候,我们修改动画的属性,在动画的其实是Layer的presentLayer的属性值,而最终展示在界面上的其实是提供View的modelLayer。
http://www.cocoachina.com/ios/20160929/17673.html
理解UIView的绘制的更多相关文章
- 理解UIView的绘制-孙亚洲
前言 最近研究OpenGL ES相关和 GPU 相关 发现这篇文章很具有参考的入门价值. 理解 UIView 的绘制, UIView 是如何显示到 Screen 上的? 首先要从Runloop开始说, ...
- UIView的绘制原理
当UIView调用setNeedDisplay之后, 系统会调用view对应layer的 setNeedsDisplay, 在当前runloop即将结束的时候调用CALayer的display方法. ...
- 加深理解UIView,UIResponder,UIController
转载出处:http://www.th7.cn/Program/IOS/201503/406514.shtml 原文地址==>自定义控件:http://objccn.io/issue-3-4/ 读 ...
- iOS----自定义UIView,绘制一个UIView
绘制一个UIVIew最灵活的方式就是由它自己完成绘制.实际上你不是绘制一个UIView,你只是子类化了UIView并赋予子类绘制自己的能力.当一个UIVIew需要执行绘图操作的时,drawRect:方 ...
- 【转载】理解GL_TRIANGLE_STRIP等绘制三角形序列的三种方式
GL_TRIANGLE_STRIP绘制三角形方式很多时候令人疑惑,在这里对其运作机理进行解释. 一般情况下有三种绘制一系列三角形的方式,分别是GL_TRIANGLES.GL_TRIANGLE_STRI ...
- 机器学习性能指标之ROC和AUC理解与曲线绘制
一. ROC曲线 1.roc曲线:接收者操作特征(receiveroperating characteristic),roc曲线上每个点反映着对同一信号刺激的感受性. 横轴:负正类率(false po ...
- iOS性能优化未阅文章归档
https://www.aliyun.com/jiaocheng/349583.html https://www.2cto.com/kf/201706/648929.html 理解UIView的绘制 ...
- UIView 绘制渲染机制
#前言 APP页面优化对小编来说一直是难题,最近一直在不断的学习和总结 ,发现APP页面优化说到底离不开view的绘制和渲染机制.网上有很多精彩的博客,小编借鉴之前N多大牛研究成果,同时结合自己遇到的 ...
- UIView绘制原理,异步绘制
绘制原理 首先看一幅流程图 UIView调用setNeedsDisplay方法后,实际上并没有发生当前视图的绘制工作,而是在之后的某一时机进行绘制工作,为什么会在之后的某一时机进行绘制工作呢? 当UI ...
随机推荐
- SaltStact自动化运维工具02
Grains基础:• Grains是saltstack最重要的组件之一• 存储minion端的基本信息,这些信息一般都是静态的,如CPU.内核.操作系统等• Grains存储在minion本地• 管 ...
- 【leecode】独特的电子邮件地址
每封电子邮件都由一个本地名称和一个域名组成,以 @ 符号分隔. 例如,在 alice@leetcode.com中, alice 是本地名称,而 leetcode.com 是域名. 除了小写字母,这些电 ...
- 浅谈[^>]在正则中的2种用法
/^A/会匹配"An e"中的A,但是不会匹配"ab A"中的A,此时^A的意思是“匹配开头的A” /[^a-z\s]/会匹配"my 3 sister ...
- [NOIP 2010] 关押罪犯 (二分+二分图判定 || 并查集)
题目描述 S 城现有两座监狱,一共关押着N 名罪犯,编号分别为1~N.他们之间的关系自然也极不和谐.很多罪犯之间甚至积怨已久,如果客观条件具备则随时可能爆发冲突.我们用"怨气值"( ...
- centos7把编译安装的服务通过systemctl管理
nginx编译安装的目录是/usr/local/nginx nginx配置文件是/usr/local/nginx/conf/nginx.conf systemctl管理的服务文件在/usr/lib/s ...
- 巴塞尔问题(Basel problem)的多种解法——怎么计算$\frac{1}{1^2}+\frac{1}{2^2}+\frac{1}{3^2}+\cdots$ ?
(PS:本文会不断更新) $\newcommand\R{\operatorname{Res}}$ 如何计算$\zeta(2)=\frac{1}{1^2}+\frac{1}{2^2}+\frac{1}{ ...
- [置顶]
大数据架构hadoop
摘要:Admaster数据挖掘总监 随着互联网.移动互联网和物联网的发展,谁也无法否认,我们已经切实地迎来了一个海量数据的时代,数据调查公司IDC预计2011年的数据总量将达到1.8万亿GB,对这些海 ...
- Memcache Redis 与Mogodb优缺点
MemcachedMemcached的优点: Memcached可以利用多核优势,单实例吞吐量极高,可以达到几十万QPS(取决于key.value的字节大小以及服务器硬件性能,日常环境中QPS高峰大约 ...
- myeclipse集成svn
svn安装 这个我在博客中的代码管理里面有些,也是一直next.svn代码管理版本号管理器安装好之后. myeclipse的svn插件 方法一: 然后配置MyEclipse的SVN插件,将插件下载下来 ...
- 【前端福利】用grunt搭建自己主动化的web前端开发环境-完整教程
jQuery在使用grunt,bootstrap在使用grunt,百度UEditor在使用grunt,你没有理由不学.不用! 1. 前言 各位web前端开发者.假设你如今还不知道grunt或者听说过. ...