【Android渲染】为什么alpha渲染性能低？

开门见山

1. 多次写入像素

在渲染不透明的像素时，只需要写入一次

在渲染透明像素时，每个像素至少需要写入两次

第一次是之前的像素值
第二次把之前的颜色与设置的不透明度做混合，产生一个新的颜色值，写入这个新的颜色值。

我们看到的一层下面有另一层的半透明效果，对于屏幕来说就是一个混合后的具体的颜色值。

2. 指令重排无效

发给RenderThread的DisplayList，里面的内容是按照View层级来排列的，默认顺序执行，但这样性能并不好：

分治、归并的思路可以提高性能，大家都听过指令重排序，把相同的指令一起执行、合并成一次操作执行，这样性能肯定是更好的，经过优化，绘制的流程如下:

很多内容一次绘制成功，非常高效。只是有一个问题，其实上面的例子中，背景item并不是一次性渲染的，原因是因为出现了重叠(overlap)，为了确保重叠后的alpha是正确的，这里的渲染只能串行执行，而不能归并。

我们发现，正确性还是Android默认方案的第一权重；在第1点中提到过，alpha渲染，底层是在原像素上做blending，要依次渲染。

我们看到，大部分的渲染操作都可以享受指令重排序、归并批处理的高性能，但alpha渲染被排除在外了。

3. 灾难情况: ViewGroup的alpha渲染

在动画中，经常需要更改ViewGroup的透明度实现淡入淡出效果。这时候，事情有了一些变化，如果沿用之前的绘制方式(每个子View逐个透明度绘制)会出现一个问题:

重叠的部分，不透明度会叠加(如下图右侧).

我们想要的效果是下图左侧，而不是右侧。

这个问题应该怎么解决呢？Android渲染团队当然也意识到这个问题，他们的解决方案是：

绘制一帧未做alpha变换的数据到内存中
然后把这一帧的数据做alpha处理之后，渲染到屏幕

这个方案确实可以解决上面的UI异常问题。只是，他导致了一次整个View Hierarchy的重新绘制，每次ViewGroup 的alpha变换都要重绘一帧数据，如果我在执行一个动画，那岂不是性能灾难？

于是问题就来了：

这一帧数据为什么要重新绘制？刚刚渲染的不就是这一帧吗？

同学你说的很对，这一帧确实生成过了，只是被丢弃了。毕竟它会占用不小的内存，如果不知道是否有用，默认在会之后丢弃。

我们优化的方向，就是使用缓存数据，空间换时间。具体的执行调用如下API：

//before API 16
setLayerType(View.LAYER_TYPE_HARDWARE, null);//before alpha animation
setLayerType(View.LAYER_TYPE_NONE, null);//after alpha animation

//from API 16
ViewPropertyAnimator.alpha(0.0f).withLayer();//manage layer type automatically

刚刚我们谈到，问题的出现是因为重叠部分的UI出现了异常，如果你的确信不会出现UI重叠，或者(为了更好的渲染性能)可以接受因此产生的UI问题，可以重写View的hasOverlappingRendering方法，结果返回false, 它会带来渲染性能的提升。

class MyView extends View {

    @Override
    public boolean hasOverlappingRendering() {
        return false;
    }
}

性能对比图

以上。

Reference

https://www.youtube.com/watch?v=zdQRIYOST64
https://www.youtube.com/watch?v=wIy8g8yNhNk&feature=emb_logo

最后编辑于：2020.12.06 00:17:51