windows - Windows Creators 版本更新后 ExtTextOut 50 在 QHD/4K 屏幕上的性能下降

Question

由于某些奇怪的原因，调用 WinAPI 的 ExtTextOutW 函数在高分辨率位图 (2560x1440/3840x2160) 上绘制剪切文本会导致在使用 Creators Edition 更新更新 Windows 10 后性能下降约 x50。从我的用户的测试和调试日志来看，位图或字体大小的细微差异似乎会触发性能下降。

这是显示性能命中的调试日志:

10/05/2017 15:51:50 [   63227,186] : Calculate Rect
10/05/2017 15:51:50 [   63227,190] : Rect : Left=263, Top=504, Right=3561, Bottom=2155
10/05/2017 15:51:50 [   63227,193] : Set Shadow Color
10/05/2017 15:51:50 [   63227,198] : Render Text Shadow
10/05/2017 15:51:50 [   63236,650] : Set Text Color
10/05/2017 15:51:50 [   63236,661] : Render Text "Kingdom come Deliverance"
10/05/2017 15:51:50 [   63246,062] : Rendering complete

正如您从日志中看到的那样，对 ExtTextgOutW 的单次调用耗时约 9.5 毫秒，而在创建者更新之前，同一调用耗时不到 1 毫秒。

这是您可以与上面的调试输出进行比较的实际代码:

  {$IFDEF TEXTRENDERTRACE}DebugMsgFT('c:\log\.TextRender.txt','Calculate Rect');{$ENDIF}
  cRect    := Rect(X,Y,Width+X,MainForm.Monitor.Height-(1+(MainForm.Monitor.Height div 540)));
  {$IFDEF TEXTRENDERTRACE}DebugMsgFT('c:\log\.TextRender.txt','Rect : Left='+IntToStr(cRect.Left)+', Top='+IntToStr(cRect.Top)+', Right='+IntToStr(cRect.Right)+', Bottom='+IntToStr(cRect.Bottom));{$ENDIF}
  {$IFDEF TEXTRENDERTRACE}DebugMsgFT('c:\log\.TextRender.txt','Set Shadow Color');{$ENDIF}
  srcColor := txtCanvas.Font.Color;
  txtCanvas.Font.Color := OutLineColor;
  {$IFDEF TEXTRENDERTRACE}DebugMsgFT('c:\log\.TextRender.txt','Render Text Shadow');{$ENDIF}
  Windows.ExtTextOutW(txtCanvas.Handle,X  ,Y+(MainForm.Monitor.Height div 540),ETO_CLIPPED,@cRect,@S[1],I,nil);
  {$IFDEF TEXTRENDERTRACE}DebugMsgFT('c:\log\.TextRender.txt','Set Text Color');{$ENDIF}
  txtCanvas.Font.Color := srcColor;
  {$IFDEF TEXTRENDERTRACE}DebugMsgFT('c:\log\.TextRender.txt','Render Text "'+S+'"');{$ENDIF}
  Windows.ExtTextOutW(txtCanvas.Handle,X  ,Y  ,ETO_CLIPPED,@cRect,@S[1],I,nil);
  {$IFDEF TEXTRENDERTRACE}DebugMsgFT('c:\log\.TextRender.txt','Rendering complete'+CRLF);{$ENDIF}

此代码通过在 Y 轴偏移和颜色上略有不同的情况下两次渲染相同的文本来实现非常简单的投影效果。

这是与我的论坛用户的完整讨论，我们尝试在各种硬件上调试问题(帖子中包含其他调试日志): http://forum.inmatrix.com/index.php?showtopic=14995&page=2

我们在 DPI 设置为 100% 的情况下进行了测试，以确保触发器与 Creators Edition 中引入的 DPI 更改无关。

有谁知道是什么触发了这个？有解决方法吗？

***** 更新 1 *****

至少在初始测试中，“DrawTextExW”似乎也受到了性能损失的影响。测试期间使用的字体是 Arial，性能问题似乎与字体大小有关，因为用户报告说向屏幕添加更多较小尺寸的线条(更多文本以较低分辨率呈现)会大大提高性能。

***** 更新 2 *****

我写了一个小工具来分析这个问题，您可以在这个 GitHub 存储库中找到它: https://github.com/bLightZP/WindowsTextRenderingProfiler

问题似乎取决于字体大小，例如，在 2560x1440 屏幕上，渲染一行大小为“35”的“Arial”字体文本需要 21 毫秒才能渲染，而大小为“34”则需要渲染2 毫秒。

这是渲染到具有 32 位像素格式的 Delphi TBitmap 的 HDC，禁用剪裁对性能的影响很小。

***** 更新 3 *****

Sebastian Z 在下面的回答确实恢复了预创建者版本的性能水平，我已经更新了 GitHub 上的示例代码以反射(reflect)他的回答，但我已经能够在 Windows 7 64 位和 1920x1080 屏幕上重现该问题，所以它不限于 Windows 10 创作者版或高分辨率显示器，只是当字体质量设置为 ANTIALIASED 时触发阈值更高。在我在 Windows 7 下的测试中，使用 Arial 字体，触发点是字体大小“109”(快速)与字体大小“110”(x10 较慢或更差的性能)。在使用 Sebastian Z 的答案禁用 cleartype 后，Windows 10 中也存在相同的触发阈值。

Answer 1

Delphi 使用 lfQuality := DEFAULT_QUALITY; 创建字体。默认质量曾经是抗锯齿质量。但自从 Windows 10 Creators 更新后，它现在默认为 cleartype。这很慢。因此解决方案是手动强制抗锯齿质量。

如果您使用的是当前的 Delphi 版本，那么您可以简单地设置 Font.Quality 属性:

Procedure RenderText(oBitmap : TBitmap; X,Y : Integer; cRect : TRect; S : WideString; testFunction : Integer; TxtEffect : Integer; EffectColor : TColor; Clipping : Boolean);
// [...]
begin
  obitmap.Canvas.Font.Quality := fqClearType;

在旧的 Delphi 版本中，它有点复杂:

var
  lf: TLogFont;
begin
  if GetObject(oBitmap.Canvas.Font.Handle, SizeOf(TLogFont), @lf) = sizeof(TLogFont) then
  begin
    lf.lfQuality := ANTIALIASED_QUALITY;
    oBitmap.Canvas.Font.Handle := CreateFontIndirect(lf);
  end;

这是 Windows 10 Creators Update 中的一个陷阱，因为 ClearType 文本并不总是合适的，并且可能会导致意外结果。