带你读《2022技术人的百宝黑皮书》——Flutter 新一代图形渲染器 Impeller(3)

简介: 带你读《2022技术人的百宝黑皮书》——Flutter 新一代图形渲染器 Impeller(3)

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Impeller着色器离线编译

 

impeller compiler模块是解决着色器编译Jank的关键所在。在编译阶段,首先把compiler相关源码编译为host工impellerc binary。然后开始着色器的第一编译阶段,利用impellerc compiler//impeller/entity/shaders/目录下所有着色器源码(包括顶点着色器和片段着色)编译为着色器中间语言    SPIR-V。再开始着色的第二个编译阶段,把 SPIR-V 转换为特定后端的高级着色器语言(如Metal SL),随后(iOS上利用Metal Binary Archives) 把特定后端的着色器源码(Metal着色器)编译为 shader library。同时,另外一条路径中利用impellerc reflector 处理SPIR-V生成 C++ shader binding,用于在运行时快速创建pipeline state objecs(PSO)Shader bind- ing生成的头文件中包括了一些结构体(有适当的填充和对齐),使得可以将uniform data和vertex数据直接指定给着色器,而无需处理绑定和顶点描述符。最后把shader library和binding sources编译进flutter engine中。

 

 

 

image.png

 

 

 

这样所有着色器在离线时被编译为shader library,在运行时不需要执行任何编译操作,从而提升首帧渲染性能,也彻底解决了着色器编译带来的jank问题。

 

Shader Bindings

impeller中的着色器仅需要基GLSL 4.60 语法编写一次,编译时转换为特定后端的着色器和binding。比如solid_fill.vert 顶点着色器经过离线编译后生成了solid_fill.vert.metal,solid_fill.vert.h和solid_fill.vert.mm文件。solid_fill.vert:

uniform FrameInfo { mat4 mvp;
vec4 color;
} frame_info;
using namespace metal; struct FrameInfo
{
float4x4 mvp; float4 color;
};
struct solid_fill_vertex_main_out
{
float4 color [[user(locn0)]]; float4 gl_Position [[position]];
};
struct solid_fill_vertex_main_in
{
float2 vertices [[attribute(0)]];
};
vertex solid_fill_vertex_main_out solid_fill_vertex_main( solid_fill_vertex_main_in in [[stage_in]],
constant FrameInfo& frame_info [[buffer(0)]])
{
solid_fill_vertex_main_out out = {};
out.gl_Position = frame_info.mvp * float4(in.vertices, 0.0, 1.0); out.color = frame_info.color;
return out;
}

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