原文：How much Skia GPU can accelerate WebKit rendering on Android

http://www.dorothybrowser.com/41/

翻译：农步祥

背景介绍：Skia是一个2D图形显示引擎，2005年被谷歌收购，Skia也成为了Android系统的2D渲染显示核心。谷歌在官方网站明确说明Android并不支持所有2D特性的GPU加速。这篇文章的作者就针对Skia进行一些测试以验证其对GPU加速的支持程度。

在Android的系统设置 - 调试选项中，有一个“强制进行GPU渲染”选项，为何用户打开后并不会得到预期的效果，还容易导致系统不稳定？为什么Android系统的流畅性更依赖处理器性能？这篇文章能从技术角度带来一些参考。

GPU加速Webkit渲染有何意义？

从Honeycomb[3.x]版本起，Andorid便支持GPU加速，但目前Android并没有使用Skia GPU进行Webkit渲染。Skia GPU使用OpenGL进行后台加速渲染，未来也许会代替Skia。

很多人觉得，即使Android成功使用了GPU加速Webkit渲染，在访问浏览如雅虎等一般的网站时，用户也感觉不到太大的差异。因为Webkit的资源大多数消耗在了Javascript脚本和布局定位上。

我们觉得Webkit使用GPU加速渲染的最大意义无非是HTML5 Canvas[HTML5的动态绘图效果]。Android渲染Canvas动画实在太慢，导致Web开发者根本无法在Android上用Canvas开发网页游戏[要注意的是，目前很多手机和平板的应用程序以HTML5做为界面，并使用Webkit工作，这也是很多应用在Android系统上感觉“不流畅”的重要因素。译者注]。

Android Webkit开发平台[NDK]使用Skia GPU加速测试

我们对Android系统使用Skia GPU加速的Webkit进行了测试。我们手上已经有Android Webkit NDK的WAC2.0版本，我使用了某个提交版本的Skia源码，并开启Skia GPU加速将其编译进NDK中。

我并没有使用Canvas加速，因为这还要增加修改GraphicsContextSkia API的工作，所以并未测试Canvas渲染的性能。

为了使用Skia GPU加速，我做了以下两点：

1，新增了一个使用GLSurfaceView的eglContext内容。

2，在WebView.cpp中使用SkGpuCanvas代替SkCanvas。

我在系统版本为2.3.2的Nexus S上测试，并禁用了屏幕合成加速和Webkit后备缓存，结果出乎意料，Skia GPU反而降低了绘图性能，比Skia使用CPU渲染的时候慢了两倍以上。

当用户滚动雅虎网站页面的时候，每一帧都会使Webkit对页面元素进行重绘。页面元素包括70%的文本，15%的矩形和15%的图像，Skia GPU“加速”渲染时候反而慢了五倍。

你看到图表后也许会觉得Skia GPU渲染SVG动画时是要比CPU快那么一丁点了。不过Webkit在渲染SVG动画的时候出了一些问题，它绝大多数时间花在了定位布局SVG元素上，而不是渲染SVG元素。所以我不敢确定Skia使用GPU加速时是不是真的变快了。

Skia在栅格化文本的时候使用的是CPU而不是GPU，它将文本缓存为材质贴图。因此Skia GPU加速并不会增加滚动文本时的速度。

我一开始觉得Skia GPU加速会在绘制飞舞的浏览器图标时理应能速度更快了，毕竟那是位图动画，是GPU的强项。结果，Skia GPU渲染慢了10倍……由于还没有得到详细结果，所以我们需要做进一步的研究，以找到问题的原因。

当你构建Skia的时候，你会得到一个跑分程序，运行之后，你会看到使用CPU和GPU渲染时的性能差异。下面是一些测试得分中的重点项目。

The test environment.

Ubuntu 11.04

Intel Xeon CPU X5650 2.67GHz 6Core L2 Cache 12MB

Memory 12GB

NVIDIA Quadro 4000

CPU (msec)

GPU (msec)

bitmap_8888_A

4.15

1.47

path_stroke_small_long_curved

72.97

98.96

path_fill_small_long_curved

23.53

54.07

path_stroke_small_triangle

7.68

116.44

path_fill_small_triangle

2.64

97.35

text_48_pos

8.12

12.28

你能看到，除了位图绘制，Skia GPU渲染慢了两倍左右。

为什么Skia GPU渲染会更慢？

在我使用gDEBugger[调试工具]和callgrind记录之后，发现了一些问题：

1，glDrawSomething调用得太频繁；

2，gl[图形链接库]状态被调整得过多；

3，转换到FBO[Frame Buffer Objects]的次数太频繁。

这一切的祸根就是glDrawSomething用得太多，在Webkit调用SkCanvas::drawSomething的时候，每次都是Skia调用glDraw，改变GL状态，并转换为FBO的动作重复。而且即使Skia解决了这三个问题，我也无法确定Skia GPU在绘制文本动画和小几何图形的时候能比CPU要快。因为实际上GPU在渲染1000个以上数量的小几何图形[小于10像素]的时候难以变得更迅速。而在这之前，Android开发人员就已经极大优化了线性渲染器。在Skia的跑分程序中也看出path_stroke_small_triangle要慢约15倍左右。

Skia GPU加速的前景

你也许会觉得在绘制2D矢量图形的时候，使用GPU是不可能加速的，但请不要太早下结论，我写了一个小程序来测试在使用GPU绘制贝赛尔曲线的时候能比CPU快多少。幸运的是，在Nexus S上测试的时候，Android的GPU绘制确实比CPU快了点。

绘制100个大圆的动画，GPU渲染快了1.5倍。

绘制1000个小圆的动画，GPU渲染速度和CPU接近。

Skia GPU很慢，不过谷歌只花了一年去实现他，我认为谷歌可以像优化线性渲染器那样去优化它。如果是这样的话，我觉得Android用户也许在一两年内就能享受HTML5 Canvas的游戏了[当然，结果是因为现在ARM的处理器性能越来越好，Skia GPU大概也许就这样被遗忘了……译者注]。

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