如何最快地将OpenGL纹理渲染到CGContext中？

Question

简要提问：

为了进行一些分层合成，我必须在CGContext中渲染一个OpenGL纹理。如何以最快的速度完成这个任务？

目前的想法：

显然，调用renderInContext方法无法捕获OpenGL内容，而glReadPixels方法速度太慢。

针对某些“上下文”，我正在一个图层的委托类中调用此方法：

- (void) drawLayer:(CALayer *)layer inContext:(CGContextRef)ctx

我考虑使用CVOpenGLESTextureCache，但这需要额外的渲染，而且似乎需要在渲染后进行复杂的转换。

以下是我目前（糟糕的）实现：

glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER, displayRenderbuffer);

NSInteger x = 0, y = 0, width = backingWidth, height = backingHeight;
NSInteger dataLength = width * height * 4;
GLubyte *data = (GLubyte *) malloc(dataLength * sizeof(GLubyte));

glPixelStorei(GL_PACK_ALIGNMENT, 4);
glReadPixels(x, y, width, height, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, data);

CGDataProviderRef ref = CGDataProviderCreateWithData(NULL, data, dataLength, NULL);
CGColorSpaceRef colorspace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
CGImageRef iref = CGImageCreate(width, height, 8, 32, width * 4, colorspace, kCGBitmapByteOrder32Big | kCGImageAlphaPremultipliedLast,
                                ref, NULL, true, kCGRenderingIntentDefault);

CGFloat scale = self.contentScaleFactor;
NSInteger widthInPoints, heightInPoints;
widthInPoints = width / scale;
heightInPoints = height / scale;

CGContextSetBlendMode(context, kCGBlendModeCopy);
CGContextDrawImage(context, CGRectMake(0.0, 0.0, widthInPoints, heightInPoints), iref);

// Clean up
free(data);
CFRelease(ref);
CFRelease(colorspace);
CGImageRelease(iref);

- Sam Ballantyne

Answer 1

对于任何好奇的人，上面展示的方法不是最快的方式。

当一个UIView被要求呈现其内容时，它会请求其图层（通常是CALayer）为其绘制。异常情况：基于OpenGL的视图使用CAEAGLLayer（CALayer的子类），但使用相同的方法却不返回任何东西。没有任何绘制发生。

因此，如果您调用：

[someUIView.layer drawInContext:someContext];

它将能够正常工作，但是

[someOpenGLView.layer drawInContext:someContext];

如果你要求任何一个基于OpenGL的视图的superview提供它的内容，这也会成为问题：它将递归地向每个子视图询问它们的内容，而使用CAEAGLLayer的任何子视图都不会返回任何东西（你会看到一个黑色矩形）。

我之前已经寻找了一种CALayer代理方法drawLayer:inContext:的实现方式，我可以在任何基于OpenGL的视图中使用它，以便视图对象本身提供其内容（而不是层）。该代理方法会自动调用：Apple希望以这种方式工作。

当性能不是问题时，您可以在视图中实现一个简单快照方法的变体。该方法如下所示：

- (void) drawLayer:(CALayer *)layer inContext:(CGContextRef)ctx {

    GLint backingWidth, backingHeight;

    glBindRenderbufferOES(GL_RENDERBUFFER_OES, _colorRenderbuffer);

    glGetRenderbufferParameterivOES(GL_RENDERBUFFER_OES, GL_RENDERBUFFER_WIDTH_OES, &backingWidth);
    glGetRenderbufferParameterivOES(GL_RENDERBUFFER_OES, GL_RENDERBUFFER_HEIGHT_OES, &backingHeight);

    NSInteger x = 0, y = 0, width = backingWidth, height = backingHeight;
    NSInteger dataLength = width * height * 4;
    GLubyte *data = (GLubyte*)malloc(dataLength * sizeof(GLubyte));

    // Read pixel data from the framebuffer
    glPixelStorei(GL_PACK_ALIGNMENT, 4);
    glReadPixels(x, y, width, height, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, data);

    CGDataProviderRef ref = CGDataProviderCreateWithData(NULL, data, dataLength, NULL);
    CGColorSpaceRef colorspace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
    CGImageRef iref = CGImageCreate(width, height, 8, 32, width * 4, colorspace, kCGBitmapByteOrder32Big | kCGImageAlphaPremultipliedLast,
                                ref, NULL, true, kCGRenderingIntentDefault);
    CGContextDrawImage(ctx, self.bounds, iref);
}

但是！这种方法并不高效。

众所周知，glReadPixels不是一个快速的调用。从iOS 5开始，苹果公司推出了CVOpenGLESTextureCacheRef - 一个共享缓冲区，既可以用作CVPixelBufferRef，也可以用作OpenGL纹理。最初，它被设计为从视频帧获取OpenGL纹理的一种方式：现在更经常地被用于相反的方式，即从纹理中获取视频帧。

因此，上述想法的更好实现方式是使用从CVOpenGLESTextureCacheCreateTextureFromImage获取的CVPixelBufferRef，直接访问这些像素，将其绘制到一个CGImage中，然后缓存该图像，并在委托方法中将其绘制到您的上下文中。

代码在此处。在每次渲染通行证上，您将您的纹理绘制到与CVPixelBuffer Ref链接的纹理缓存中：

- (void) renderToCGImage {

 // Setup the drawing
[ochrContext useProcessingContext];
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, layerRenderingFramebuffer);
glViewport(0, 0, (int) self.frame.size.width, (int) self.frame.size.height);
[ochrContext setActiveShaderProgram:layerRenderingShaderProgram];

// Do the actual drawing
glActiveTexture(GL_TEXTURE4);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, self.inputTexture);
glUniform1i(layerRenderingInputTextureUniform, 4);
glVertexAttribPointer(layerRenderingShaderPositionAttribute, 2, GL_FLOAT, 0, 0, kRenderTargetVertices);
glVertexAttribPointer(layerRenderingShaderTextureCoordinateAttribute, 2, GL_FLOAT, 0, 0, kRenderTextureVertices);

// Draw and finish up
glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
glFinish();

// Try running this code asynchronously to improve performance
dispatch_async(PixelBufferReadingQueue, ^{
    
    // Lock the base address (can't get the address without locking it).
    CVPixelBufferLockBaseAddress(renderTarget, 0);
    
    // Get a pointer to the pixels
    uint32_t * pixels = (uint32_t*) CVPixelBufferGetBaseAddress(renderTarget);
    
    // Wrap the pixel data in a data-provider object.
    CGDataProviderRef pixelWrapper = CGDataProviderCreateWithData(NULL, pixels, CVPixelBufferGetDataSize(renderTarget), NULL);
    
    // Get a color-space ref... can't this be done only once?
    CGColorSpaceRef colorSpaceRef = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
    
    // Release the exusting CGImage
    CGImageRelease(currentCGImage);
    
    // Get a CGImage from the data (the CGImage is used in the drawLayer: delegate method above)
    currentCGImage = CGImageCreate(self.frame.size.width,
                                   self.frame.size.height,
                                   8,
                                   32,
                                   4 * self.frame.size.width,
                                   colorSpaceRef,
                                   kCGBitmapByteOrder32Big | kCGImageAlphaPremultipliedLast,
                                   pixelWrapper,
                                   NULL,
                                   NO,
                                   kCGRenderingIntentDefault);
    
    // Clean up
    CVPixelBufferUnlockBaseAddress(renderTarget, 0);
    CGDataProviderRelease(pixelWrapper);
    CGColorSpaceRelease(colorSpaceRef);
    
    });
}

然后，非常简单地实现委托方法：

- (void) drawLayer:(CALayer *)layer inContext:(CGContextRef)ctx {
CGContextDrawImage(ctx, self.bounds, currentCGImage);
}

- Sam Ballantyne

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你是如何多次调用它的？这是在运行循环中吗？ - rocky raccoon