终端的颜色控制

简介

终端的颜色控制在两个标准中有定义。一个是ISO/IEC 6429:1992，另一个是ECMA-48。前者的最新版本是Edition 3, 1992，后者的最新版本是5th edition, June 1991。

有趣的是，ISO和ECMA的总部都在日内瓦，而IEC和ITU也是。

这两个标准中关于演示的定义部分为SGR （SELECT GRAPHIC RENDITION）。在 ISO/IEC 6429:1992 中的章节为 8.3.118 SGR – SELECT GRAPHIC RENDITION；在ECMA-48中的章节为：8.3.117 SGR – SELECT GRAPHIC RENDITION。前者是收费的，后者可以从这里下载。

两个标准关于SGR的定义是一致的。在下面的标准引用中，如无特殊说明，均为ECMA。

SGR标准是跨平台的终端控制协议，它既不是操作系统（如 Linux）的组成部分，也不是命令解释器（如 Bash）的功能。尽管本文中的实验是基于Linux Bash的。这也是本文的题目不是“Linux的颜色控制”或“Bash的颜色控制”的原因。

SGR 的格式

在ECMA中，关于SGR的说明如下：

Notation: (Ps…)
Representation: CSI Ps… 06/13
Parameter default value: Ps = 0
# 下面是参数表，此处省略
…

其中：

• CSI表示CONTROL SEQUENCE INTRODUCER，CSI是控制序列的起始标志，为Esc+[键，即\\e[。
• Ps表示Parameters，Ps…表示可以多个参数。( )表示为可选参数。
• 06/13 就是字符m，即0x6D。这是最关键的，m表示此CSI序列为SGR。
• 参数间的分隔符是;，是在标准的5.4.2节说明的，Parameter sub-strings are separated by one bit combination 03/11.。

$ echo -e '\\x6d'
m
$ printf '%d\\n' 0x6d
109

以下图示来自VT100的帮助文档：

简单实验

SGR的参数可以从标准中获得，但最方便的还是从console_codes的man page中获得。 也可参考下表：

表1：SGR属性表

据此，我们可以做几个简单的实验：

echo;echo
printf '\\e[31mRed text\\e[m\\n'
printf '\\e[31m\\e[44mRed text with blue background\\e[m\\n'
printf '\\e[31;44mRed text with blue background\\e[m\\n'
printf '\\e[31;44;1mBold Red text with blue background\\e[m\\n'
printf '\\e[31;44;4mUnderline Red text with blue background\\e[m\\n'
printf '\\e[31;7mNegative Red text with blue background\\e[m\\n'
printf '\\e[91mBright Red text with blue background\\e[m\\n'
printf '\\e[31;9mStrike-through Red text with blue background\\e[m\\n'
echo;echo

输出如下：

以上的printf也可以替换为echo -en

高阶实验

在简单实验一节的表1：SGR属性表中，我们看到参数38和48支持256色。

在console_codes的man page中描述道：

Commands 38 and 48 require further arguments: ;5;x 256 color: values 0…15 are IBGR (black, red, green, … white), 16…231 a 6x6x6 color cube, 232…255 a grayscale ramp ;2;r;g;b 24-bit color, r/g/b components are in the range 0…255

因此可利用其做一些复杂的演示：

# 256色背景
for i in {0..256} ; do echo -en "\\e[48;5;${i}m${i}\\e[0m" ; done ; echo
# 256色前景
for i in {0..256} ; do echo -en "\\e[38;5;${i}m${i}\\e[0m" ; done ; echo

其输出如下：

以下脚本256colors.sh让输出排列更整齐：

#!/bin/bash

declare -i width
declare bg_or_fg

if [[ $# == 0 ]]; then
echo Usage: $0 width fg|bg
exit 0
fi

width=$1
[[ $width == 0 ]] && width=16

if [[ $2 == "fg" ]]; then
bgfgcode=38;
elif [[ $2 == "bg" ]]; then
bgfgcode=48;
else
bgfgcode=38;
fi

for i in {0..255}
do
printf "\\e[${bgfgcode};5;${i}m%4d\\e[0m" $i
(( (i + 1) % $width == 0 )) && echo
done

不过这个显示只是花哨而已，最正确的方式还是要参考Bash tips: Colors and formatting (ANSI/VT100 Control sequences)中的256-colors.sh。其代码核心部分如下：

for fgbg in 38 48 ; do # Foreground / Background
for color in {0..255} ; do # Colors
# Display the color
printf "\\e[${fgbg};5;%sm %3s \\e[0m" $color $color
# Display 6 colors per lines
if [ $((($color + 1) % 6)) == 4 ] ; then
echo # New line
fi
done
echo # New line
done

这其中有几个magic number，解读一下。

• 38和48分别表示前景和背景
• 6，是因为对于256色，16-231是6x6x6 color cube。因此6就是每行显示的颜色数
• 4, 是因为对于256色，0-15是BGR，为了保证颜色16在行首，首行显示4个颜色后就必须折行

这个效果就完美了。（为方便查看，我把纵向的输出并排放了） 这也方便你理解作者以下代码的含义了：

# 渐变
for i in {16..21} {21..16} ; do echo -en "\\e[38;5;${i}m#\\e[0m" ; done ; echo

其他

颜色只是终端的能力之一，要拓展到终端层面，还可以看下terminfo, tput的帮助。

下面给出几个命令：

$ echo $TERM
xterm
$ BOLD=$(tput bold)
$ echo "$BOLD"|od -bc
0000000 033 133 061 155 012
033 [ 1 m \\n
0000005
# 为何红色为1，请看terminfo(5) 的 Color Handling部分
$ RED=$(tput setaf 1)
$ echo "$RED"|od -bc
0000000 033 133 063 061 155 012
033 [ 3 1 m \\n
0000006
$ tput reset
$ tput init
# 显示红色
$ printf "\\e${RED}red\\e[m\\n"
red
## 显示红色粗体
$ printf "\\e${RED}\\e${BOLD}red\\e[m\\n"
red

参考 man page

• console_codes
• infocmp
• tput
• terminfo
• dir_colors

参考文档

• ISO/IEC 6429:1992
• ECMA-48
• Bash tips: Colors and formatting (ANSI/VT100 Control sequences)
• LS_COLORS generator
• VT100 User Guide: SGR – Select Graphic Rendition
• ANSI escape code