什么是离屏渲染？

离屏渲染（offscreen-rendering）顾名思义为屏幕外的渲染，即渲染的结果不会直接呈现到当前屏幕上，而是等待合适的时机才会被显示。

正常情况下，在当前屏幕显示的内容，由 GPU 渲染完成后放到当前屏幕的帧缓存区，不需要额外的渲染空间。

假如 GPU 因为面临一些限制，无法把渲染结果直接写入frame buffer，而是先暂存在另外的内存区域，之后再写入frame buffer，那么这个过程被称之为离屏渲染。

离屏渲染的过程

通常的渲染流程是这样的

image.png

在正常情况下，经过CPU的计算以及GPU的渲染之后，不停地将内容渲染完成放入Frame Buffer中帧缓存区，随后视频控制器会读取帧缓存区的数据，经过数模转换，再逐行显示到屏幕上

出现离屏渲染的渲染流程：

image.png

与普通情况下 GPU 直接将渲染好的内容放入Frame Buffer中不同，在某些特殊情况下，需要先额外创建离屏渲染缓冲区 offscreen Buffer，将提前渲染好的内容放入其中，等到合适的时机再将 offscreen Buffer 中的内容进一步叠加、渲染，最后将结果切换到 Frame Buffer 中。

离屏渲染的利弊

优势

特殊的渲染效果：使用额外的离屏缓冲区（offscreen butter)保存中间状态，最后叠加、处理后绘制在屏幕上，这样就不得不使用离屏渲染
效率优势：需要多次使用的效果，提前渲染存入离屏缓冲区，然后复用来提高效率。

劣势

内存开支：开辟离屏缓冲区（大小不超过2.5倍屏幕像素大小）
时间和性能开支：从离屏缓冲区拷贝数据到帧缓冲区，上下文切换耗性能，容易出现掉帧的情况

常见的触发离屏渲染的情况

使用了 mask 的 layer (layer.mask)
需要进行裁剪的 layer (layer.masksToBounds /view.clipsToBounds)
设置了组透明度为 YES，并且透明度不为 1 的layer (layer.allowsGroupOpacity/ layer.opacity)
添加了投影的 layer (layer.shadow*)
采用了光栅化的 layer (layer.shouldRasterize)

不过使用光栅化的时候需要注意以下几点：

如果layer不能被复用，则不必打开光栅化

如果layer不是静态的，需要被频繁修改，如处于动画中，那开启离屏渲染反而会影响效率

离屏渲染缓存内容有时间限制，缓存内容100ms内没有被使用，那么它就会丢弃，无法进行复用了

离屏渲染缓存空间有限，不能超过2.5倍屏幕像素大小