离屏渲染

哪些操作会触发离屏渲染？

1、光栅化，layer.shouldRasterize = YES

2、遮罩，layer.mask

3、圆角，同时设置 layer.masksToBounds = YES、layer.cornerRadius大于0

4、阴影，layer.shadowXXX，如果设置了 layer.shadowPath 就不会产生离屏渲染

什么是离屏渲染？

无法仅仅使用Frame Buffer 来画出最终结果，那就只能申请一块新的空间存储中间结果，就会导致离屏渲染.

GPU的渲染结果要用一个缓冲区Frame Buffer进行存储，如果因为一些限制，无法把GPU渲染的结果直接存入Frame Buffer，就需要申请一块内存先存放GPU渲染的结果，之后再写入Frame Buffer，这个过程称之为离屏渲染.

coreAnimationPipeline.jpg

1、Application中提交事务主要是在CPU中工作，然后CPU计算好frame等属性，将计算好的内容交给GPU去渲染，GPU渲染好之后就会放入帧缓冲区。

2、在Render Server层，CoreAnimation会将一些具体绘制操作转换后发送给GPU去渲染，之前是用OpenGL ES ，后来转到Metal。

3、然后根据屏幕的帧率刷新进行显示.

为什么绘制一个带有圆角并剪切圆角以外内容的容器，就会触发离屏渲染？

容器的子layer因为父容器有圆角，那么也会需要被裁剪，而这时它们还在渲染队列中排队，尚未被组合到一块画布上，自然也无法统一裁剪

此时我们就不得不开辟一块独立于frame buffer的空白内存，先把容器以及其所有子layer依次画好，然后把四个角“剪”成圆形，再把结果画到frame buffer中。这就是GPU的离屏渲染。

只设置cornerRadius不会触发离屏渲染

如果只是设置cornerRadius（如不需要剪切内容，只需要一个带圆角的边框），或者只是需要裁掉矩形区域以外的内容（虽然也是剪切，但是稍微想一下就可以发现，对于纯矩形而言，实现这个算法似乎并不需要另开内存），并不会触发离屏渲染。

为什么shadow会触发离屏渲染？

阴影是根据不透明的Layer及其子Layer形成的，渲染的时候Layer和子layer还没有组合在一起，阴影就没法确定，所以需要申请一块新内存，先把本体的内容画好，再把阴影添加到Frame Buffer，这就造成离屏渲染.

如果通过shadowPath能够预先告诉CoreAnimation阴影的形状，那么阴影就不再依赖本体，可以独立渲染出来，也就不会发生离屏渲染了.

group opacity、mask会引起离屏渲染

alpha并不是分别应用在每一层之上，而是只有到整个layer树画完之后，再统一加上alpha，最后和底下其他layer的像素进行组合。显然也无法通过一次遍历就得到最终结果。

mask是应用在layer和其所有子layer的组合之上的，而且可能带有透明度，那么其实和group opacity的原理类似，不得不在离屏渲染中完成。

UIBlurEffect模糊效果也会导致离屏渲染

模糊效果首先需要capture content + Horizontal blur + Vertical blur ，组合起来才有模糊效果

allowsEdgeAntialiasing 边框锯齿也会导致离屏渲染

其实所有CPU进行的光栅化操作（如文字渲染、图片解码），都无法直接绘制到由GPU掌管的frame buffer，只能暂时先放在另一块内存之中，说起来都属于“离屏渲染”。

离屏渲染对性能的影响？

1、本来GPU所有的计算工作都在输出FrameBuffer,如果要切圆角，此时要申请一块新的内存处理完之后，再送到Frame Buffer

2、tableView或者collectionView中发生离屏渲染的话，滚动的每一帧变化都会触发每个cell的重新绘制，每秒60帧，对性能影响非常大

CALayer给出的解决方案:

shouldRasterize。一旦被设置为true，Render Server就会强制把layer的渲染结果（包括其子layer，以及圆角、阴影、group opacity等等）保存在一块内存中，这样一来在下一帧仍然可以被复用，而不会再次触发离屏渲染。

shouldRasterize的主旨在于降低性能损失，但总是至少会触发一次离屏渲染。如果你的layer本来并不复杂，也没有圆角阴影等等，打开这个开关反而会增加一次不必要的离屏渲染

什么场景下？

系统的设计风格慢慢从扁平化转变成圆角卡片，即刻的设计风格也随之发生变化，加入了大量圆角与阴影效果.

做了哪些优化？

1、对于文字和图片的异步渲染操作交由AsyncDisplayKit框架来处理

2、对于图片的圆角，统一采用“precomposite”的策略，也就是不经由容器来做剪切，而是预先使用CoreGraphics为图片裁剪圆角

3、对于视频的圆角，由于实时剪切非常消耗性能，我们会创建四个白色弧形的layer盖住四个角，从视觉上制造圆角的效果

4、对于view的圆形边框，如果没有backgroundColor，可以放心使用cornerRadius来做

5、对于所有的阴影，使用shadowPath来规避离屏渲染

6、对于特殊形状的view，使用layer mask并打开shouldRasterize来对渲染结果进行缓存

7、对于模糊效果，不采用系统提供的UIVisualEffect，而是另外实现模糊效果（CIGaussianBlur），并手动管理渲染结果

[关于iOS离屏渲染的深入研究]https://zhuanlan.zhihu.com/p/72653360[关于iOS离屏渲染的深入研究]