为什么我的 CAOpenGLLayer 更新速度比之前的 NSOpenGLView 慢？

Question

我有一个在 Mac OS X 上渲染 OpenGL 内容的应用程序。最初它渲染到 NSOpenGLView，然后我将其更改为渲染到 CAOpenGLLayer 子类。

当我这样做时，我看到了巨大的性能损失：帧速率减半，鼠标响应能力降低，卡顿（时不时停止，最多一秒钟，在此期间分析器活动报告等待互斥体以将数据加载到 GPU 内存上），并且加倍CPU 使用率。

我正在调查这个问题，并有几个问题：

• 其他人是否也看到过类似的性能下降？
• 我的 CAOpenGLLayer 设置有问题吗？
• CAOpenGLLayer 和核心动画框架是如何实现的，即我的 OpenGL 内容从 glDrawElements 调用到我的屏幕的路径是什么，以及我应该如何在我这边做一些事情来优化这样的设置的性能？

这是我的 CAOpenGLLayer 设置代码：

// my application's entry point (can't be easily changed):
void AppUpdateLogic(); //update application logic. Will load textures
void AppRender(); //executes drawing
void AppEventSink(NSEvent* ev); //handle mouse and keyboard events.
                                //Will do pick renderings

@interface MyCAOpenGLLayer: CAOpenGLLayer
{
    CGLPixelFormatObj   pixelFormat;
    CGLContextObj       glContext;
}
@end

@implementation MyCAOpenGLLayer

- (id)init {
    self = [super init];

    CGLPixelFormatAttribute attributes[] =
    {
        kCGLPFAAccelerated,
        kCGLPFAColorSize, (CGLPixelFormatAttribute)24,
        kCGLPFAAlphaSize, (CGLPixelFormatAttribute)8,
        kCGLPFADepthSize, (CGLPixelFormatAttribute)16,
        (CGLPixelFormatAttribute)0
    };

    GLint numPixelFormats = 0;
    CGLChoosePixelFormat(attributes, &pixelFormat, &numPixelFormats);

    glContext = [super copyCGLContextForPixelFormat:mPixelFormat];

    return self;
}

- (void)drawInCGLContext:(CGLContextObj)inGlContext
             pixelFormat:(CGLPixelFormatObj)inPixelFormat
            forLayerTime:(CFTimeInterval)timeInterval
             displayTime:(const CVTimeStamp *)timeStamp 
{
    AppRender();
    [super drawInCGLContext:inGlContext
                pixelFormat:inPixelFormat
               forLayerTime:timeInterval
                displayTime:timeStamp ]
}

- (void)releaseCGLPixelFormat:(CGLPixelFormatObj)pixelFormat {
    [self release];
}

- (CGLPixelFormatObj)copyCGLPixelFormatForDisplayMask:(uint32_t)mask {
    [self retain];
    return pixelFormat;
}

- (CGLContextObj)copyCGLContextForPixelFormat:(CGLPixelFormatObj)pixelFormat {
    [self retain];
    return glContext;
}

- (void)releaseCGLContext:(CGLContextObj)glContext {
    [self release];
}

@end

@interface MyMainViewController: NSViewController {
    CGLContextObj   glContext;
    CALayer*        myOpenGLLayer;
}

-(void)timerTriggered:(NSTimer*)timer;
@end


@implementation MyMainViewController

-(void)viewDidLoad:(NSView*)view {
    myOpenGLLayer = [[MyCAOpenGLLayer alloc] init];
    [view setLayer:myOpenGLLayer];
    [view setWantsLayer:YES];

    glContext = [myOpenGLLayer copyCGLContextForPixelFormat:nil];

    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1/30.0
                                     target:self
                                   selector:@selector(timerTriggered:)
                                   userInfo:nil
                                    repeats:YES ];
}

- (void)timerTriggered:(NSTimer*)timer {
    CGLContextObj oldContext = CGLContextGetCurrent();
    CGLContextSetCurrent(glContext);
    CGLContextLock(glContext);

    AppUpdateLogic();
    [myOpenGLLayer  setNeedsDisplay:YES];

    CGLContextUnlock(glContext);
    CGLContextSetCurrent(oldContext);
}

- (void)mouseDown:(NSEvent*)event {
    CGLContextObj oldContext = CGLContextGetCurrent();
    CGLContextSetCurrent(glContext);
    CGLContextLock(glContext);

    AppEventSink(event);

    CGLContextUnlock(glContext);
    CGLContextSetCurrent(oldContext);
}
@end

知道我的显卡不是很强大（具有 64 MB 共享内存的 Intel GMA）可能会很有用。

Answer 1

在我的一个应用程序中，我从 NSOpenGLView 切换到 CAOpenGLLayer，然后由于后者更新机制的一些问题而最终返回。但是，这与您在此处报告的性能问题不同。

就您而言，我认为您执行图层内容更新的方式可能是罪魁祸首。首先，使用 NSTimer 触发重绘并不能保证更新事件与显示器的刷新率保持一致。相反，我建议将 CAOpenGLLayer 的 asynchronous 属性设置为 YES 并使用 –canDrawInCGLContext:pixelFormat:forLayerTime:displayTime: 来管理更新频率。这将导致 OpenGL 层与显示同步更新，并且将避免您正在执行的上下文锁定。

这样做的缺点（这也是 NSTimer 方法的问题）是 CAOpenGLLayer 委托回调在主线程上触发。如果你有什么东西阻塞了主线程，你的显示将会冻结。同样，如果您的 OpenGL 帧更新需要一段时间，则可能会导致您的 UI 响应速度降低。

这就是我使用 CVDisplayLink 在后台线程上触发 OpenGL 内容更新的原因。不幸的是，我在用它更新我的 CAOpenGLLayer 时看到了一些渲染伪影，所以我最终切换回 NSOpenGLView。从那时起，我遇到了一种可能避免这些瑕疵的方法，但 NSOpenGLView 已经很好地满足了我们的需求，所以我没有再次切换回来。