iOS的陰影繪制及性能優化


今天來講講iOS開發過程中的陰影繪制及其潛在的繪圖性能問題。雖然在開發過程中,我們使用陰影功能的機會不是很多,但是如果用了,有可能引起如卡頓等性能問題,所以,還是有必要來探究一下陰影的繪制過程,及如何提高陰影的繪制性能。

陰影繪制

陰影可以通過設置layer層的shadowXXX屬性,就可以很方便的為UIView添加陰影效果,但是不同的設置方式可能產生性能方面的問題,下面介紹一下不同方式對性能的影響。

方式一

通過設置下面的4個屬性,就可以添加陰影,這種方式可能產生性能問題,因為繪制陰影而不指定陰影路徑,在繪制陰影過程中,就會產生大量的離屏渲染(Offscreen-Rendered),非常消耗性能,進而造成動畫卡頓的問題。

離屏渲染

造成離屏渲染的原因很多,比如:遮罩、陰影、抗鋸齒等等,而陰影造成離屏渲染的原因是:iOS會先繪制目標的陰影,然后繪制目標的本身,在沒有指定陰影的繪制路徑時,iOS視圖在每次繪制前都會遞歸的精確計算每個子層陰影的路徑,這會非常消耗性能,也是導致卡頓的根源。

所以,如果繪制的陰影不是很多的情況下,該方法不會消耗大量性能,繪制就會比較簡單,代碼量也少。

	// 設置陰影顏色
	self.imageView1.layer.shadowColor = [UIColor orangeColor].CGColor;
	// 設置陰影的偏移量,默認是(0, -3)
	self.imageView1.layer.shadowOffset = CGSizeMake(4, 4);
	// 設置陰影不透明度,默認是0
	self.imageView1.layer.shadowOpacity = 0.8;
	// 設置陰影的半徑,默認是3
	self.imageView1.layer.shadowRadius = 4;

圖1

方式二

為了減少因為沒有設置shadowPath造成繪制陰影時大量重復繪制的問題,我們可以指定陰影的繪制路徑,這樣在繪制陰影時,就可以在多個layer層共享同一個路徑的陰影,以此來提高性能,下面是蘋果官方文檔是解釋:

/* When non-null this path defines the outline used to construct the
 * layer's shadow instead of using the layer's composited alpha
 * channel. The path is rendered using the non-zero winding rule.
 * Specifying the path explicitly using this property will usually
 * improve rendering performance, as will sharing the same path
 * reference across multiple layers. Upon assignment the path is copied.
 * Defaults to null. Animatable. */

@property(nullable) CGPathRef shadowPath;

shadowPath的注釋大意就是說如果不指定路徑,就會使用layer層的alpha通道的混合,而如果指定陰影路徑,就會在多個layer層之間共享同一路徑,以此來提高性能。

有關什么是layer層的混合,可以這樣理解:iOS在渲染每一幀時,都會計算每一個像素的顏色,如果上層layer不透明,就只取上層layer的顏色;而如果上層layer存在透明度時(alpha通道),則需要混合每一層的顏色來計算最終的顏色。如果layer越多,計算量就越大,也就比較耗性能。所以,在開發中,要盡量減少視圖的透明層。

具體代碼示例,具體是功能就是繪制一個邊框陰影:

	_imageView.layer.shadowColor = [UIColor yellowColor].CGColor;//shadowColor陰影顏色
    _imageView.layer.shadowOffset = CGSizeMake(0,0);//shadowOffset陰影偏移,默認(0, -3),這個跟shadowRadius配合使用
    _imageView.layer.shadowOpacity = 1;//陰影透明度,默認0
    _imageView.layer.shadowRadius = 3;//陰影半徑,默認3
    
    //路徑陰影
    UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];
    
    float width = _imageView.bounds.size.width;
    float height = _imageView.bounds.size.height;
    float x = _imageView.bounds.origin.x;
    float y = _imageView.bounds.origin.y;
    float addWH = 10;
    
    CGPoint topLeft      = _imageView.bounds.origin;
    CGPoint topMiddle = CGPointMake(x+(width/2),y-addWH);
    CGPoint topRight     = CGPointMake(x+width,y);
    
    CGPoint rightMiddle = CGPointMake(x+width+addWH,y+(height/2));
    
    CGPoint bottomRight  = CGPointMake(x+width,y+height);
    CGPoint bottomMiddle = CGPointMake(x+(width/2),y+height+addWH);
    CGPoint bottomLeft   = CGPointMake(x,y+height);
    
    
    CGPoint leftMiddle = CGPointMake(x-addWH,y+(height/2));
    
    [path moveToPoint:topLeft];
    //添加四個二元曲線
    [path addQuadCurveToPoint:topRight
                 controlPoint:topMiddle];
    [path addQuadCurveToPoint:bottomRight
                 controlPoint:rightMiddle];
    [path addQuadCurveToPoint:bottomLeft
                 controlPoint:bottomMiddle];
    [path addQuadCurveToPoint:topLeft
                 controlPoint:leftMiddle];  
    //設置陰影路徑  
    _imageView.layer.shadowPath = path.CGPath;

圖2


綜上,以后開發過程中,如果用到陰影效果,在視圖圖層不是很多,陰影視圖計算量少的情況下,可以直接設置陰影,但是如果圖層較多,陰影的計算量較大,則要考慮使用path的方式。(本文主要參考互聯網,版本歸原作者所有)

參考資料

繪制陰影引發的 iOS 繪圖性能問題總結

離屏渲染學習筆記


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