关于硬件加速

一、硬件加速核心概念

硬件加速是将图形渲染中的光栅化从CPU转移到GPU执行的技术。CPU只需要生成绘制指令集(DisplayList)，由GPU进行高效的并行光栅化计算，最终写入图形缓冲区提供屏幕显示。

本质：CPU负责逻辑指令，GPU负责繁重像素计算，分工协作提升效率

光栅化：可以高度抽象的概括为计算屏幕上每个像素点最终显示的ARGB值

二、硬件加速启用前后的核心流程对比

  1. 未启用硬件加速
    • measure & layout：由CPU在主线程（UI线程）执行
    • Draw（关键区别）：
      • CPU：遍历View树，在主线程直接执行每个View的onDraw(Canvas)方法
      • 光栅化：onDraw中的绘制指令也由CPU执行，直接计算出最终的像素值。
      • 缓冲区(Frame Buffer)
        • 系统维护一个帧缓冲区。
        • CPU光栅化好的像素数据直接写入这个帧缓冲区
        • 核心：CPU既处理逻辑计算又处理生成最终像素的繁重计算(光栅化)，然后把结果放进帧缓冲
    • 合成 & 显示：屏幕读取帧缓冲区的内容显示到屏幕上。这个过程通常涉及双缓冲和Vsync信号来避免撕裂，但其绘制核心是CPU
      • Front Buffer是屏幕当前帧显示的内容，Back Buffer是屏幕下一帧要显示的内容
  2. 开启硬件加速
    • Measure & Layout：仍然由CPU在主线程执行。
    • Draw(关键区别)：
      • CPU：遍历View树，在主线程执行每个View的**onDraw(Canvas)**方法。但是这里的Canvas行为不同了
      • Display List：onDraw(Canvas)中的绘制指令不再立即光栅化，而是被记录到DisplayList的数据结构中。DisplayList本质是一系列GPU能理解的绘图操作指令的序列化表示
      • 光栅化：由GPU执行，CPU将构建好的DisplayList提交给GPU。GPU驱动程序将这些高级绘图指令并行地、高效地光栅化。
    • 缓冲区(Frame Buffer / GRALLOC Buffers):
      • 普通开启硬件加速时的缓冲区： GPU 将光栅化好的像素数据写入系统分配的图形缓冲区 (通常是通过 Gralloc 分配管理的 Buffer Queue 中的缓冲区，如 SurfaceTexture)。这些缓冲区就是屏幕最终合成时使用的像素数据源
      • 核心：CPU负责记录绘制命令(onDraw -> DisplayList)；GPU负责光栅化，结果写入图形缓冲区
      • Frame Buffer是抽象的缓冲区，而GRALLOC Buffers是物理缓冲区

三、启用硬件层

  1. 目的：对像素不会频繁变化的View采用空间换时间的方案，避免View内容未变时重复光栅化，用于后续快速合成
  2. 作用：仅当视图内容改变(invalidate())时或主动更新时：GPU重新光栅化该View的DisplayList -> 更新离屏纹理。而只涉及纹理的变换时，不会重新光栅化DisplayList，而是直接使用纹理缓存进行合成，纹理变换正是GPU擅长的。纹理变换和opengl管线工作流程中的顶点变换是不同的层级概念
  3. 最佳实践
    1. 适合小面积静态视图或属性动画
    2. 避免对大视图（如列表视图）启用，易耗尽显存