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图像从文件到屏幕过程
通常计算机在显示是CPU与GPU协同合作完成一次渲染,具体的分工是:
1、CPU: 计算视图frame,图片解码,需要绘制纹理图片通过数据总线交给GPU;
2、GPU: 纹理混合,顶点变换与计算,像素点的填充计算,渲染到帧缓冲区;
3、时钟信号:垂直同步信号V-Sync / 水平同步信号H-Sync;
4、iOS设备双缓冲机制:显示系统通常会引入两个帧缓冲区,双缓冲机制。 -
图片加载的工作流程
1、使用+imageWithContentsOfFile
: 方法从磁盘中加载一张图片,这个时候的图片并没有解压缩;
2、然后将生成的UIImage
赋值给UIImageView
;
3、接着一个隐式的CATransaction
捕获到了UIImageView
图层树的变化;
3、在主线程的下一个 runloop 到来时,Core Animation 提交了这个隐式的transaction
,这个过程可能会对图片进行copy
操作,而受图片是否字节对齐等因素的影响,这个copy操作可能会涉及以下部分或全部步骤:
(1)分配内存缓冲区用于管理文件 IO 和解压缩操作;
(2)将文件数据从磁盘读到内存中;
(3)将压缩的图片数据解码成未压缩的位图形式,这是一个非常耗时的 CPU 操作;
(4)最后Core Animation
中CALayer
使用未压缩的位图数据渲染UIImageView
的图层;
(5)CPU计算好图片的Frame
,对图片解压之后.就会交给GPU来做图片渲染。
5、渲染流程:
(1)GPU获取获取图片的坐标;
(2)GPU获取获取图片的坐标;
(3)将图片光栅化(获取图片对应屏幕上的像素点);
(4)片元着色器计算(计算每个像素点的最终显示的颜色值);
(5)从帧缓存区中渲染到屏幕上;
注意:图片的解压缩是一个非常耗时的 CPU 操作,并且它默认是在主线程中执行的。那么当需要加载的图片比较多时,就会对应用的响应性造成严重的影响,尤其是在快速滑动的列表上,会表现更加突出。 -
图片解压缩原理
当未解压缩的图片将要渲染到屏幕时,系统会在主线程对图片进行解压缩,而如果图片已经解压缩了,系统就不会再对图片进行解压缩。因此,也就有了业内的解决方案,在子线程提前对图片进行强制解压缩。
而强制解压缩的原理就是对图片进行重新绘制,得到一张新的解压缩后的位图。其中,用到的最核心的函数是 CGBitmapContextCreate :
CG_EXTERN CGContextRef __nullable CGBitmapContextCreate(void * __nullable data,
size_t width, size_t height, size_t bitsPerComponent, size_t bytesPerRow,
CGColorSpaceRef cg_nullable space, uint32_t bitmapInfo)
CG_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_0, __IPHONE_2_0);
1、data :如果不为 NULL
,那么它应该指向一块大小至少为 bytesPerRow
* height
字节的内存;如果 为 NULL
,那么系统就会自动分配和释放所需的内存,所以一般指定 NULL
即可;
2、width 和height :位图的宽度和高度,分别赋值为图片的像素宽度和像素高度即可;
3、bitsPerComponent :像素的每个颜色分量使用的 bit 数,在 RGB 颜色空间下指定 8 即可;
4、bytesPerRow :位图的每一行使用的字节数,大小至少为 width * bytes per pixel
字节。当我们指定 0/NUL
L 时,系统不仅会为我们自动计算,而且还会进行 cache line alignment
的优化
5、space :就是我们前面提到的颜色空间,一般使用 RGB 即可;
6、bitmapInfo :位图的布局信息.kCGImageAlphaPremultipliedFirst
。