Gnome 的 Fractional Scaling // 杰哥的{运维,编程,调板子}小笔记

最近发现部分软件（包括 Google Chrome，Firefox 和 Visual Studio Code）在 125% 的 Fractional Scaling 模式下会很卡。找到了一些临时解决方法，但是很不优雅，也很麻烦。所以深入研究了一下 Fractional Scaling 的工作方式。

根据关键字，找到了 Chrome menus too slow after enabling fractional scaling in Ubuntu 20.04。按它的方法，关闭 Google Chrome 的硬件加速，发现卡顿问题确实解决了。

类似地，也可以[关闭 VSCode 的硬件加速](Chrome menus too slow after enabling fractional scaling in Ubuntu 20.04)，在 Firefox 里也可以找到相应的设置。这样操作确实可以解决问题。但是，对于每一个出问题的应用都这样搞一遍，还是挺麻烦的。

另一个思路是，不使用 Fractional Scaling，而只是把字体变大。但毕竟和我们想要的效果不大一样。

在物理机进行了一些实验以后，发现一个现象：125% 的时候卡顿，而其他比例（100%，150%，175%，200%）都不卡顿。

网上一顿搜到，找到了 xrandr 工具。下面是观察到的一些现象（GNOME 设置分辨率一直是 1920x1080）：

在 xrandr 文档 中，写了：transform 是一个 3x3 矩阵，矩阵乘以输出的点的坐标得到图形缓存里面的坐标。

由此可以猜想：fractional scaling 的工作方式是，把绘制的 buffer 调大，然后再用 transform 把最终输出分辨率调成 1920x1080。可以看到，xrandr 显示的分辨率除以 transform 对应的值，就是 1920x1080。但这并不能解释 100% 和 200% 的区别，所以肯定还漏了什么信息。

翻了翻 mutter 实现 fractional scaling 的 pr，找到了实现 scale 的一部分：

然后找到了一段对 scale 做 ceiling 的代码：

这样，100% 和其他比例就区分开了。

另外，也在代码 中发现：

这段代码规定了比例只能是 25% 的倍数。

我也试了一下用 xrandr –scale 1.5x1.5：效果就是窗口看起来都更小了，分辨率变成了 2880x1620，transform 是 diag(1.5, 1.5, 1.0)。

接着，用虚拟机做了一些测试。为了在 GNOME over Wayland 上使用 fractional scaling，需要运行：

接着又做了类似上面的测试（GNOME 设置分辨率一直是 2560x1600）：

在这个测试中，xrandr 显示的 transform 一直都是单位矩阵；还用了来自 xyproto/wallutils 的 wayinfo 命令查看输出的分辨率，一直是 2560x1600，DPI 一直是 96。用 wallutils 的 xinfo 看到的结果和 xrandr 一致（通过 XWayland）。但是和物理机有一点不同：物理机有一个选项问要不要打开 fractional scaling，下面还会提示性能下降的问题；但是虚拟机上并没有这个提示，而是直接给了一些 Scale 比例的选项。

尝试了一下，在 GNOME over X11 上是找不到 fractional scaling 的（没有出现设置 scale 的选项）。找到一个实现这个功能的 fork：https://github.com/puxplaying/mutter-x11-scaling，不过没有尝试过。

我也尝试在虚拟机中用 xrandr –scale，结果就是输出黑屏，需要重启 gdm 来恢复到登录界面。

更新：由于物理机使用的是 Ubuntu，想到是不是 Ubuntu 采用了上面那个 fork 的 patch，然后就在 changelog 中看到：

也找到了对应的 patch 文件。这也就解释了，为什么网上会说 GNOME over X11 支持 fractional scaling，并且需要用 gsettings 打开，而我在 Debian 和 Arch Linux 上设置这个选项也没有用了。原来是 Ubuntu 加的私货啊。

在 patch 中，找到了这么一段配置的解释：

这样就可以解释前面看到的现象了：默认是 scale-ui-down，也就是先放大到两倍（closest integer scaling value upwards），再缩小（scale down the display to match the requested scaling level）。