关于 CIContext、OpenGL 和 Metal (SWIFT) 的混淆。 CIContext默认使用CPU还是GPU？

因此，我正在制作一个应用程序，其中一些主要功能围绕将 CIFilters 应用于图像进行。

let context = CIContext()
let context = CIContext(eaglContext: EAGLContext(api: .openGLES3)!)
let context = CIContext(mtlDevice: MTLCreateSystemDefaultDevice()!)

所有这些都在我的 CameraViewController 上提供了大约相同的 CPU 使用率 (70%)，其中我将滤镜应用于帧并更新图像视图。所有这些似乎都以完全相同的方式工作，这让我觉得我错过了一些重要的信息。

例如，使用 AVFoundation 我从相机获取每一帧，应用滤镜并使用新图像更新图像视图。

let context = CIContext()

func captureOutput(_ output: AVCaptureOutput, didOutput sampleBuffer: CMSampleBuffer, from connection: AVCaptureConnection) {
    connection.videoOrientation = orientation
    connection.isVideoMirrored = !cameraModeIsBack
    let videoOutput = AVCaptureVideoDataOutput()
    videoOutput.setSampleBufferDelegate(self, queue: DispatchQueue.main)

    let sharpenFilter = CIFilter(name: "CISharpenLuminance")
    let saturationFilter = CIFilter(name: "CIColorControls")
    let contrastFilter = CIFilter(name: "CIColorControls")
    let pixellateFilter = CIFilter(name: "CIPixellate")

    let pixelBuffer = CMSampleBufferGetImageBuffer(sampleBuffer)
    var cameraImage = CIImage(cvImageBuffer: pixelBuffer!)

    saturationFilter?.setValue(cameraImage, forKey: kCIInputImageKey)
    saturationFilter?.setValue(saturationValue, forKey: "inputSaturation")
    var cgImage = context.createCGImage((saturationFilter?.outputImage!)!, from: cameraImage.extent)!
    cameraImage = CIImage(cgImage: cgImage)

    sharpenFilter?.setValue(cameraImage, forKey: kCIInputImageKey)
    sharpenFilter?.setValue(sharpnessValue, forKey: kCIInputSharpnessKey)
    cgImage = context.createCGImage((sharpenFilter?.outputImage!)!, from: (cameraImage.extent))!
    cameraImage = CIImage(cgImage: cgImage)

    contrastFilter?.setValue(cameraImage, forKey: "inputImage")
    contrastFilter?.setValue(contrastValue, forKey: "inputContrast")
    cgImage = context.createCGImage((contrastFilter?.outputImage!)!, from: (cameraImage.extent))!
    cameraImage = CIImage(cgImage: cgImage)

    pixellateFilter?.setValue(cameraImage, forKey: kCIInputImageKey)
    pixellateFilter?.setValue(pixelateValue, forKey: kCIInputScaleKey)
    cgImage = context.createCGImage((pixellateFilter?.outputImage!)!, from: (cameraImage.extent))!
    applyChanges(image: cgImage)

}

另一个例子是我如何将更改应用于普通图像（我使用滑块来完成所有这些）

   func imagePixelate(sliderValue: CGFloat){
    let cgImg = image?.cgImage
    let ciImg = CIImage(cgImage: cgImg!)
    let pixellateFilter = CIFilter(name: "CIPixellate")
    pixellateFilter?.setValue(ciImg, forKey: kCIInputImageKey)
    pixellateFilter?.setValue(sliderValue, forKey: kCIInputScaleKey)
    let outputCIImg = pixellateFilter?.outputImage!
    let outputCGImg = context.createCGImage(outputCIImg!, from: (outputCIImg?.extent)!)
    let outputUIImg = UIImage(cgImage:outputCGImg!, scale:(originalImage?.scale)!, orientation: originalOrientation!)
    imageSource[0] = ImageSource(image: outputUIImg)
    slideshow.setImageInputs(imageSource)
    currentFilteredImage = outputUIImg
}

差不多了：

1. 从 UiImage 创建 CgImage
2. 从 CgImg 创建 CiImg
3. 使用上下文应用过滤器并转换回 UiImg
4. 使用新的 UiImg 更新任何视图

它在我的 iPhone X 上运行良好，在我的 iPhone 6 上也运行得非常好。由于我的应用程序已基本完成，因此我希望尽可能对其进行优化。我也浏览了很多关于使用 OpenGL 和 Metal 来做事情的文档，但似乎不知道如何开始。

我一直以为我是在 CPU 上运行这些进程，但使用 OpenGL 和 Metal 创建上下文并没有提供任何改进。我是否需要使用 MetalKit 视图或 GLKit 视图（eaglContext 似乎已完全弃用）？我该如何翻译这个？苹果的文档似乎乏善可陈。

我开始对此发表评论，但我认为自 WWDC'18 以来，这最适合作为答案。我会像其他人比我评论的专家一样进行编辑，如果这是正确的做法，我愿意删除整个答案。

您走在正确的道路上 - 尽可能利用 GPU，它非常适合。 CoreImage 和 Metal，虽然“通常”使用 GPU 的“低级”技术，can如果需要，请使用 CPU。核心图形？它renders使用CPU的东西。

图片。 AUIImage and a CGImage是实际图像。 ACIImage然而，事实并非如此。最好的理解方式是图像的“配方”。

我通常 - 现在，我稍后会解释 - 坚持使用 CoreImage，CIFilters、CIImages 和GLKViews使用过滤器时。对 CIImage 使用 GLKView 意味着使用OpenGL和一个单一的CIContext and EAGLContext。它提供almost与使用一样好的性能MetalKit or MTKViews.

至于使用UIKit这是UIImage and UIImageView，我只在需要时才做 - 保存/共享/上传，等等。在那之前坚持使用 GPU。

....

这就是事情开始变得复杂的地方。

Metal 是 Apple 专有的 API。由于他们拥有硬件（包括 CPU 和 GPU），因此他们已经对其进行了优化。它的“管道”与OpenGL有些不同。没什么大不了的，只是不同而已。

直到 WWDC'18，使用GLKit， 包括GLKView，很好。但所有 OpenGL 的东西都被废弃了，苹果正在将东西转移到 Metal。虽然性能提升（目前）不是那么好，但您可能最好使用 MTKView、Metal 和 CIContext` 等新工具。

看看@matt给出的答案here https://stackoverflow.com/questions/51656483/how-is-filters-uiscrollview-uicollectionview-in-apples-photos-app-implemented-t一个使用 MTKViews 的好方法。