深入理解iPhone屏幕双缓冲技术

笔者在最近项目的开发中需要使用到“屏幕双缓冲”技术，“屏幕双缓冲”是GUI客户端中最经常使用的一种技术，但是这种技术在iPhone平台似乎很少被人使用到，网上的资料基本很难找到，这点让笔者很是不解：（

 

相信大多数人都知道，所谓“屏幕双缓冲”是指在内存中建立一个“图形设备上下文的缓存”，所有的绘图操作都在这个“图形上下文缓存”上进行，在需要显示这个“图形上下文”的时候，再次把它更新到屏幕设备上。

 

iPhone平台提供了这样一个API：

CGContextRef CGBitmapContextCreate (
   void *data,
   size_t width,
   size_t height,
   size_t bitsPerComponent,
   size_t bytesPerRow,
   CGColorSpaceRef colorspace,
   CGBitmapInfo bitmapInfo
);

这个API各个参数的意义如下：

Ø         参数data指向绘图操作被渲染的内存区域，这个内存区域大小应该为（bytesPerRow*height）个字节。如果对绘制操作被渲染的内存区域并无特别的要求，那么可以传递NULL给参数date。

Ø         参数width代表被渲染内存区域的宽度。

Ø         参数height代表被渲染内存区域的高度。

Ø         参数bitsPerComponent被渲染内存区域中组件在屏幕每个像素点上需要使用的bits位，举例来说，如果使用32-bit像素和RGB颜色格式，那么RGBA颜色格式中每个组件在屏幕每个像素点上需要使用的bits位就为32/4=8。

Ø         参数bytesPerRow代表被渲染内存区域中每行所使用的bytes位数。

Ø         参数colorspace用于被渲染内存区域的“位图上下文”。

Ø         参数bitmapInfo指定被渲染内存区域的“视图”是否包含一个alpha（透视）通道以及每个像素相应的位置，除此之外还可以指定组件式是浮点值还是整数值。

 

从接口定义中可以看出，当调用这个函数时，系统会创建一个“视图绘制环境”，这个“视图绘制环境”就是读者定义的一个“视图上下文”。当读者在这个“视图上下文”进行绘制操作时，系统会在定义的渲染内存区域中把绘制操作渲染成位图数据。“视图上下文”的像素格式由三个参数来定义，也就是每个组件占用的bits位数、colorspace以及alpha（透视），而alpha值指定了每个像素的不透明度。

 

根据上面讲述的知识点，笔者定义了被渲染内存区域如下：

imageData = malloc((iFrame.size.width)*(iFrame.size.height)*32);

笔者这里在屏幕每个像素上使用了32-bits来表示RGBA颜色格式，那么参数bitsPerComponent就为32/4=8,各个参数的定义如下：

iDevice = CGBitmapContextCreate(imageData,iFrame.size.width,iFrame.size.height,8,32*(iFrame.size.width),iColorSpace,kCGImageAlphaPremultipliedLast);

这里笔者获取iColorSpace的方法如下：iColorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();

CGColorSpaceCreateDeviceRGB()方法可以获取设备无关的RGB颜色空间，这个颜色空间需要调用CGColorSpaceRelease()进行释放。

 

在创建成功被渲染的内存区域的“视图上下文”iDevice后，那么读者就可以在这个被渲染的内存区域的“位图上下文”上进行绘制操作了，正如上面所讲的，所有的绘制操作将在被渲染的内存区域中被渲染成位图数据，绘制操作如下：

         // 绘制图片
         CGContextDrawImage(iDevice, CGRectMake(0, 0, iFrame.size.width, iFrame.size.height), aImage);
        
         // 绘制半透明矩形
         CGRect rt;
        
         rt.origin.x = 100;
         rt.origin.y = 20;
         rt.size.width = 200;
         rt.size.height = 200;
        
         CGContextSaveGState(iDevice);
         CGContextSetRGBFillColor(iDevice, 1.0, 1.0, 1.0, 0.5);
         CGContextFillRect(iDevice, rt);
         CGContextRestoreGState(iDevice);
        
         CGContextStrokePath(iDevice);
        
         // 绘制直线
         CGContextSetRGBStrokeColor(iDevice, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
         CGPoint pt0, pt1;
         CGPoint points[2];
        
         pt0.x = 10;
         pt0.y = 250;
        
         pt1.x = 310;
         pt1.y = 250;
        
         points[0] = pt0;
         points[1] = pt1;
        
         CGContextAddLines(iDevice, points, 2);
         CGContextStrokePath(iDevice);

可见，在被渲染的内存区域的“位图上下文”中可以进行图片、矩形、直线等各种绘制操作，这些操作被渲染成位图数据，读者可以通过如下方法获取到这个被渲染的“位图”：

-(void)drawRect:(CGRect)rect {
    // Drawing code
         UIGraphicsGetCurrentContext();
        
         UIImage* iImage = [UIImage imageNamed:@"merry.png"];
         [iOffScreenBitmap DrawImage:iImage.CGImage];
         UIImage* iImage_1 = [UIImage imageWithCGImage:[iOffScreenBitmap Gc]];

         [iImage_1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 120, 160)];
}

上面的代码中，通过iOffScreenBitmap的DrawImage:CGImageRef方法把图片merry.png绘制到屏幕双缓冲中，并接着进行了矩形、直线绘制，然后通过CGBitmapContextCreateImage:CGConotextRef方法获取“视图上下文”的“视图快照（snapshot）”image_1，最后把这个“视图快照”更新到屏幕上，从而实现屏幕双缓冲的技术，效果如下：