CGContextDrawImage 在绘制大型 UIImage 后极其缓慢

Question

似乎 CGContextDrawImage(CGContextRef, CGRect, CGImageRef) 在绘制由 CoreGraphics （即使用 CGBitmapContextCreateImage）创建的 CGImage 时执行的性能比绘制支持 UIImage 的 CGImage 时执行的性能要差得多。请参阅此测试方法：

-(void)showStrangePerformanceOfCGContextDrawImage
{
    ///Setup : Load an image and start a context:
    UIImage *theImage = [UIImage imageNamed:@"reallyBigImage.png"];
    UIGraphicsBeginImageContext(theImage.size);
    CGContextRef ctxt = UIGraphicsGetCurrentContext();    
    CGRect imgRec = CGRectMake(0, 0, theImage.size.width, theImage.size.height);


    ///Why is this SO MUCH faster...
    NSDate * startingTimeForUIImageDrawing = [NSDate date];
    CGContextDrawImage(ctxt, imgRec, theImage.CGImage);  //Draw existing image into context Using the UIImage backing    
    NSLog(@"Time was %f", [[NSDate date] timeIntervalSinceDate:startingTimeForUIImageDrawing]);

    /// Create a new image from the context to use this time in CGContextDrawImage:
    CGImageRef theImageConverted = CGBitmapContextCreateImage(ctxt);

    ///This is WAY slower but why??  Using a pure CGImageRef (ass opposed to one behind a UIImage) seems like it should be faster but AT LEAST it should be the same speed!?
    NSDate * startingTimeForNakedGImageDrawing = [NSDate date];
    CGContextDrawImage(ctxt, imgRec, theImageConverted);
    NSLog(@"Time was %f", [[NSDate date] timeIntervalSinceDate:startingTimeForNakedGImageDrawing]);


}

所以我想问题是，#1 可能是什么原因造成的，#2 有解决方法吗，即创建可能更快的 CGImageRef 的其他方法？我意识到我可以先将所有内容转换为 UIImages，但这是一个如此丑陋的解决方案。我已经将 CGContextRef 放在那里了。

更新：绘制小图像时这似乎不一定正确？这可能是一个线索——当使用大图像（即全尺寸相机图片）时，这个问题会被放大。 640x480 似乎在执行时间方面与任一方法都非常相似

更新 2：好吧，所以我发现了一些新东西.. 它实际上不是 CGImage 的支持，而是改变了性能。我可以翻转这两个步骤的顺序，并使 UIImage 方法表现缓慢，而“裸”CGImage 将超级快。看来无论你执行第二个，都会遭受糟糕的表现。情况似乎如此，除非我通过在使用 CGBitmapContextCreateImage 创建的图像上调用 CGImageRelease 来释放内存。那么 UIImage 支持的方法随后会很快。反之则不然。什么给？ “拥挤”的内存不应该像这样影响性能，不是吗？

更新 3：说得太早了。之前的更新适用于尺寸为 2048x2048 的图像，但提高到 1936x2592（相机尺寸），裸 CGImage 方法仍然慢得多，无论操作顺序或内存情况如何。也许存在一些 CG 内部限制，导致 16MB 图像高效，而 21MB 图像无法高效处理。绘制相机尺寸实际上比 2048x2048 慢 20 倍。不知何故，UIImage 提供其 CGImage 数据的速度比纯 CGImage 对象快得多。 oO

UPDATE 4 ：我认为这可能与某些内存缓存有关，但无论 UIImage 是否使用非缓存 [UIImage imageWithContentsOfFile] 加载，结果都是相同的，就像使用 [UIImage imageNamed] 一样。

更新 5（第 2 天）：在创建了比昨天回答的问题更多的问题后，我今天有了一些可靠的东西。我可以肯定地说的是：

• UIImage 后面的 CGImage 不使用 alpha。 （kCGImageAlphaNoneSkipLast）。我想也许它们绘制起来会更快，因为我的上下文使用的是 Alpha。所以我更改了上下文以使用 kCGImageAlphaNoneSkipLast。这使得绘图速度更快，除非：
• 首先使用 UIImage 绘制到 CGContextRef 中，会使所有后续图像绘制变慢

我通过 1）首先创建一个非 alpha 上下文（1936x2592）证明了这一点。 2) 用随机颜色的 2x2 方块填充它。 3) 全帧将 CGImage 绘制到该上下文中速度很快（0.17 秒） 4) 重复实验，但使用支持 UIImage 的绘制 CGImage 填充上下文。随后的全帧图像绘制时间为 6 秒以上。慢WWWW。

不知何故，使用（大）UIImage 绘制到上下文中会大大减慢所有后续绘制到该上下文中的速度。

Answer 1

经过大量的实验，我想我已经找到了处理此类情况的最快方法。上面的绘图操作需要 6 秒以上，现在是 0.1 秒。是的。这是我的发现：

• 同质化你的上下文和内容。具有像素格式的图像！我问的问题的根源归结为 UIImage 内的 CGImage 使用与我的上下文相同的像素格式。故而快。 CGImages 是一种不同的格式，因此速度很慢。使用 CGImageGetAlphaInfo 检查图像以查看它们使用哪种像素格式。我现在到处使用 kCGImageAlphaNoneSkipLast 因为我不需要使用 alpha。如果您不在各处使用相同的像素格式，则在将图像绘制到上下文中时，Quartz 将被迫对每个像素执行昂贵的像素转换。 =慢

• 使用CGLayers！这些使得离屏绘图性能更好。其工作原理基本上如下。 1) 使用 CGLayerCreateWithContext 从上下文创建 CGLayer。 2）在通过 CGLayerGetContext 获取的本层上下文上进行任何绘图/绘图属性设置。从原始上下文中读取任何像素或信息。 3) 完成后，使用 CGContextDrawLayerAtPoint 将这个 CGLayer“标记”回原始上下文。只要记住：

• 1) 在“之前”释放从上下文创建的任何 CGImage（即使用 CGBitmapContextCreateImage 创建的 CGImage）使用 CGContextDrawLayerAtPoint 将图层标记回 CGContextRef。这使得绘制该图层时的速度提高了 3-4 倍。 2）保持你的像素格式在任何地方都相同！ 3) 尽快清理CG对象。内存中徘徊的事情似乎会造成奇怪的减速情况，可能是因为存在与这些强引用相关的回调或检查。只是猜测，但我可以说尽快清理内存对性能有很大帮助。

Answer 2

我有类似的问题。我的应用程序必须重新绘制几乎与屏幕尺寸一样大的图片。问题归结为尽可能快地绘制两个相同分辨率的图像，既不旋转也不翻转，而是每次缩放并定位在屏幕的不同位置。毕竟，我在 iPad 1 上获得了约 15-20 FPS，在 iPad4 上获得了约 20-25 FPS。所以...希望这对某人有帮助：

1. 正如打字机所说，您必须使用相同的像素格式。与 AlphaNone 一起使用可以提高速度。但更重要的是，在我的例子中，argb32_image 调用执行了大量将像素从 ARGB 转换为 BGRA 的调用。所以对我来说最好的 bitmapInfo 值是（当时；Apple 将来有可能改变这里的某些内容）：
   const CGBitmabInfo g_bitmapInfo = kCGBitmapByteOrder32Little | kCGImageAlphaNoneSkipLast;
2. 如果将矩形参数设为积分（通过 CGRectIntegral），CGContextDrawImage 可能会工作得更快。当图像缩放比例接近 1 时，似乎效果更好。
3. 使用图层实际上减慢了我的速度。自 2011 年以来，一些内部电话会议可能发生了一些变化。
4. 将上下文的插值质量设置为低于默认值（通过 CGContextSetInterpolationQuality）非常重要。我建议使用 (IS_RETINA_DISPLAY ? kCGInterpolationNone : kCGInterpolationLow)。宏 IS_RETINA_DISPLAY 取自 此处。
5. 确保在创建上下文时从 CGColorSpaceCreateDeviceRGB() 等获取 CGColorSpaceRef。据报道，由于获取固定色彩空间而不是请求设备的色彩空间而出现了一些性能问题。
6. 从 UIImageView 继承视图类并简单地将 self.image 设置为从上下文创建的图像对我来说很有用。但是，如果您想执行此操作，请先阅读有关使用 UIImageView 的信息，因为它需要对代码逻辑进行一些更改（因为不再调用 drawRect: ）。
7. 如果您可以避免在实际绘图时缩放图像，请尝试这样做。绘制非缩放图像要快得多 - 不幸的是，对我来说这不是一个选择。