带你读《2022技术人的百宝黑皮书》——Flutter 新一代图形渲染器 Impeller(2)

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(2)

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Q3. 为什么不创建一个超级着色器并仅编译一次?

这样的着色器会非常大,本质上是重新实现 Skia GPU 功能。大shader需要更长的编译时间,从而引入更多的Jank。

 

但SkSL着色器预热也存在自身的缺点和局限性:

  1. 应用包体积变大
  2. 应用启动时间变长,因为需要预编译 SkSL shader
  3. 开发体验不友好
  4. SkSL shader 的通用性无保证且不可预测

 

以下时间线列举了Flutter在解决Jank问题上的努力和进展:

image.png

 

 

 

对于着色器编译Jank问题,官方经过多次尝试依然无法彻底解决,因此在2022年的roadmap中请明确提出要重新  考虑使用着色器的方式,计划重写图像渲染后端。在2022年计划在iOS上将 Flutter 迁移到新架构上,然后根据经验将该解决方案移植到其他平台上。最近,该图形渲染后端 impeller(叶轮)初见端倪,接下来让我们看看 impel- ler有什么独特之处。

 

Impeller架构

 

Impeller是为flutter量身定做的渲染器,目前处于早起原型阶段,仅实现了metal后端,支持iOS和Mac系统。工程方面,他依赖了 flutter fmldisplay list,并实现了display list dispatcher 接口,可以容易的替换skia。Impeller flutter flow子系统所使用,因此得名。

 

Impeller核心目标:

  1. 可预测的性能:在编译时离线编译所有着色器,并根据着色器预先构建 pipeline state objects。
  2. 可检测:所有的图形资源(textures、buffers、pipeline   state对象等)都被追踪和标记。动画可以被捕获并持久化到磁盘而不影响渲染性能。
  3. 可移植:没有与特定的渲染API相绑定,着色器编写一次并在需要时转换。
  4. 使用现代图形API:大量使用(但不依赖)现代图形API(如Metal和Vulkan)的特性。
  5. 有效利用并发性:可以在多线程上分发单帧工作负载。

 

 

impeller软件架构

image.png

 

 

 

impeller大致可以分为Compiler、Renderer,Entity、Aiks以及基础库Geomety和Base等几个模块。

  1. Compiler: host端工具,包含着色器 CompilerReflector。Compiler用于把 GLSL 4.60 着色器源码离线编译为特定后端的着色器(如MSL)。Reflector 根据着色器离线生成 C++ shader bindings,以在运行时快速构建pipeline state objects (PSO)
  2. Renderer: 用于创建buffer、从shader bindings生成pipeline state objects、设置RenderPass、管理uniform-buffers、细分曲面、执行渲染任务等
  3. Entity: 用于构建2D渲染器,包含了着色器,shader bindings和pipeline state objects
  4. Aiks: 封装 Entity 以提供类 Skia API,临时存在,便于对接到 flutter flow

 

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