除了使用 VT-100 转义序列之外，是否有更快的替代方法来更改控制台中字符的颜色？

Question

因为使用像这样的\x1b[38;2;255;242;0m来改变每个字符的颜色使得打印到控制台非常慢，大约 2-3 fps，我需要至少 30 fps，所以只是想要询问是否有任何更快的替代方法来更改我可以使用的颜色？

注意：我只需要它在 Windows 上工作，以防你有一个非跨平台的特定解决方案。

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更新：例如，您可以检查此示例代码：

int main() {
  string text = "\x1b[48;2;0;255;255m";
  for (int i = 0; i < 160; i++)
  {
    for (int j = 0; j < 512; j++)
    {
      // This line is the problem
      // text += "\x1b[48;2;0;255;255mX";
      text += "X";
    }
    text += "\n";
  }
  text += "\x1b[0m";
  
  // You just need to measure the time of running only this line
  cout << text;
}

如果我在我的（慢速）计算机上运行这段代码，如果我只设置一次颜色，我将得到 ~15 fps，但是如果我想更改每个字符的颜色（使用上面代码中的注释行)，我将获得 ~1-2 fps。

但经过更多测试并将损坏的数据发送到控制台后，我发现它仍然需要相同的时间。 因此，问题可能与解析 VT 序列无关，而与我发送的数据大小有关。 因为如果我想为每个字符设置不同的颜色，那么数据量将增加 ~20 倍。

Answer 1

我建议您首先确保转义序列实际上是瓶颈。 我每秒可以写 140 多帧（25 行 80 列 ASCII 文本，加上每个字符 19 个字节的转义序列，加上每行一个换行符，加上每帧 cursor 的转义序列）。

// Quick hack to determine feasibility of high frame rates to console.
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  // to allow strcpy without a warning
#include <chrono>
#include <iostream>
#include <string>
#include <string_view>

constexpr std::string_view character_sequence = "\x1B[38;2;rrr;ggg;bbbmX";
constexpr auto bytes_per_character = character_sequence.size();

void ClearScreen() {
    static constexpr std::string_view sequence = "\x1B[2";
    std::cout.write(sequence.data(), sequence.size());
}

void Home() {
    static constexpr std::string_view sequence = "\x1B[H";
    std::cout.write(sequence.data(), sequence.size());
}

void FillWindowRaw(char *text, int rows, int cols) {
    Home();
    std::cout.write(text, rows * (bytes_per_character*cols + 1));
}

int main() {
    constexpr int kFrames = 1000;
    constexpr int kRows = 25;
    constexpr int kCols = 80;
    char text1[kRows*(bytes_per_character*kCols + 1)];
    char text2[kRows*(bytes_per_character*kCols + 1)];
    char *p1 = text1;
    char *p2 = text2;
    for (int row = 0; row < kRows; ++row) {
        for (int col = 0; col < kCols; ++col) {
            std::strcpy(p1, "\x1B[38;2;255;255;255mX");
            p1 += bytes_per_character;
            std::strcpy(p2, "\x1B[38;2;000;255;000mO");
            p2 += bytes_per_character;
        }
        *p1++ = '\n';
        *p2++ = '\n';
    }

    const auto started = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    ClearScreen();
    for (int i = 0; i < kFrames/2; ++i) {
        FillWindowRaw(text1, kRows, kCols);
        FillWindowRaw(text2, kRows, kCols);
    }
    const auto finished = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    const auto elapsed = finished - started;
    const auto elapsed_ms =
        std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(elapsed).count();
    std::cout << "\x1B[37m"; // restore foreground color
    std::cout << "Frame:   " << kFrames << '\n'
              << "Elapsed: " << elapsed_ms << " ms\n";
    if (elapsed_ms > 0) {
        const auto fps = 1000.0 * kFrames / elapsed_ms;
        std::cout << "FPS:     " << fps << std::endl;
    }

    return 0;
}

我怀疑你的瓶颈在别处。 也许您正在使用大量单独的调用将数据发送到控制台，或者使用格式化的 output 来动态生成转义序列。 如果是这种情况，您可能会考虑建立一个屏幕大小的缓冲区，以便 output 只是每帧对std::cout.write的一次调用。 重写内存缓冲区可能比尝试动态生成字节 stream 快得多。

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也就是说，Win32 API 确实有一个编程控制台界面，不会将呈现选项放入字符序列中。 但是您必须进行一些分析，看看这是否足够快。 Microsoft 一直在将终端仿真与控制台主机分离，因此现在很容易在终端 windows中获得转义序列支持。