CPU&GPU.md

参考：
https://juejin.im/post/5ace078cf265da23994ee493#heading-2
https://www.zhihu.com/question/29163054
https://www.jianshu.com/p/f62e81b72bba

CPU & GPU

图形学概念

光栅化（Rasterize / Rasteriztion）：

就是把矢量图形转化成像素点儿的过程。

着色器（Shader），通常着色器分两种：

顶点着色器（vertex shader）：这个是告诉电脑如何打线稿的——如何处理顶点、法线等的数据的小程序。
片面着色器（fragment shader）：这个是告诉电脑如何上色的——如何处理光、阴影、遮挡、环境等等对物体表面的影响，最终生成一副图像的小程序。

二者功能

CPU 的职能：

加载资源，对象创建，对象调整，对象销毁，布局计算，Autolayout，文本计算，文本渲染；
图片的解码，图像的绘制（Core Graphics）都是在CPU上面进行的。

GPU 的特点：

GPU 是一个专门为图形高并发计算而量身定做的处理单元，比 CPU 使用更少的电来完成工作并且 GPU 的浮点计算能力要超出 CPU 很多。
GPU 的渲染性能要比 CPU 高效很多，同时对系统的负载和消耗也更低一些，所以在开发中，我们应该尽量让 CPU 负责主线程的 UI 调动，把图形显示相关的工作交给 GPU 来处理，当涉及到光栅化等一些工作时，CPU也会参与进来，这点在后面再详细描述。

GPU 的指责：

接收提交的纹理（Texture）和顶点描述（三角形），应用变换（transform）、混合（合成）并渲染，然后输出到屏幕上。通常你所能看到的内容，主要也就是纹理（图片）和形状（三角模拟的矢量图形）两类。

离屏渲染

GPU 屏幕渲染有以下两种方式：

On-Screen Rendering 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 意为离屏渲染：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。

**特殊的离屏渲染：**如果将不在GPU的当前屏幕缓冲区中进行的渲染都称为离屏渲染，那么就还有另一种特殊的“离屏渲染”方式：CPU 渲染。

如果我们重写了 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。

PostScript：Core Graphic 通常是线程安全的，所以可以进行异步绘制，显示的时候再放回主线程，一个简单的异步绘制过程大致如下：

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(void)display {
	dispatch_async(backgroundQueue, ^{
    CGContextRef ctx = CGBitmapContextCreate(...); // draw in context... 
    CGImageRef img = CGBitmapContextCreateImage(ctx); 
    CFRelease(ctx); 
    dispatch_async(mainQueue, ^{
      layer.contents = img;
    });
  });
}

在 iOS 中，设置了以下的属性，会触发离屏渲染：

光栅化：layer.shouldRasterize = YES；
遮罩：layer.mask；
不透明：layer.allowsGroupOpacity = YES 并且 layer.opacity < 1.0；

阴影：layer.shadow...（所有以 shadow 前缀开头的属性），使用 shadowPath 代替：

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// 使用 shadow 开头的属性进行设置
{
  CALayer *imgLayer = cell.imageView.layer;
  imgLayer.shadowColor = [UIColor blackColor].CGColor;
  imgLayer.shadowOpacity = 1.0;
  imgLayer.shadowRadius = 2.0;
  imgLayer.shadowOffset = CGSizeMake(1.0, 1.0);
}

// 使用 shadowPath 进行绘制
{
  CALayer *imgLayer = cell.imageView.layer;
  imgLayer.shadowPath = CGPathCreateWithRect(imgRect, NULL);
}

edge antialiasing（抗锯齿）、group opacity（不透明）、复杂形状设置圆角等

为什么会使用离屏渲染？

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“，所以就需要屏幕外渲染被唤起。
屏幕外渲染并不意味着软件绘制，但是它意味着图层必须在被显示之前在一个屏幕外上下文中被渲染（不论 CPU 还是 GPU）。
所以当使用离屏渲染的时候会很容易造成性能消耗，因为在 OPENGL 里离屏渲染会单独在内存中创建一个屏幕外缓冲区并进行渲染，而屏幕外缓冲区跟当前屏幕缓冲区上下文切换是很耗性能的。