在 Xwayland on Sway 上用上真正 High 的 DPI

自從換上 Sway，我就開始強烈避免使用 X11 應用，最大的原因便是糊成一團的 LowDPI；而這對於 Wine/Proton 遊戲更是噩夢，體驗直接回到 PS3 時代……再看另兩家主流 DE，GNOME 不開分數倍縮放倒是不糊，而 KDE 在 5.26 剛剛引入讓 Xwayland 不糊的選項，體驗也只能算是 degraded。最近，我終於讓 Sway 上的 Xwayland 應用清晰起來，遂在此留下記錄。

Xwayland HiDPI 的糟糕現狀

那麼，Xwayland 爲什麼縮放下會糊呢？因爲 Wayland 的縮放是 compositor 告訴應用需要縮放多少倍，然後支援的應用會告訴 compositor 自己究竟縮放了幾倍（由於 Wayland 的原生分數倍縮放支援還在協議起草階段，目前的混成器都是通過先讓應用 scale 到某個整數倍再 downscale 實現的，例如 1.5 倍時應用自身實際縮放到了兩倍）。但是對於目前還不支援縮放（主要是 X11 也沒有特別統一的縮放機制，很多時候要靠改 font DPI / toolkit 自己的設定）的 Xwayland 窗口，混成器會直接自己 upscale 到對應的大小，自然就成了 LowDPI。KDE 的新選項便是讓 KWin 不要自己 upscale，而是讓 Xwayland 以 scale=1 的模式輸出，縮放交給用戶自己以 X11 的方式告訴應用縮放。

Sway 上的解決方案

看到 KDE 的方案，在看本文的你應該已經有了一些想法：只要讓 Sway 也不要 upscale Xwayland 窗口就好了——爲此我們實際上需要 patch 其使用的庫 wlroots 和 Xwayland，隨後 rebuild sway 以讓其使用新的 wlroots。對於 Arch 使用者，我的源和 AUR 有打好的包可供使用：

$ paru -S xorg-xwayland-hidpi-xprop wlroots-hidpi-xprop-git sway-im-git

sway-im-git 是帶有 IME popup（所謂「輸入法候選框」）支援的 sway-git，既然都自己編譯了不如順便用上？🌝

配置 Xwayland

此步驟依賴 xorg-xprop, xorg-xrdb 和 xsettingsd

重啓 sway 之後，我們需要讓 Xwayland 告訴 sway 自己的縮放倍數，這樣 sway 便不會嘗試 upscale 了。大多數情況下爲 2 倍：

$ xprop -root -format _XWAYLAND_GLOBAL_OUTPUT_SCALE 32c -set _XWAYLAND_GLOBAL_OUTPUT_SCALE 2

注意不要在這裏填寫小數，因爲此解決方案對於分數倍縮放依然使用應用 scale 到整數倍 + sway downscale 的方案，只是這裏的應用爲所有 Xwayland 窗口。

此時，打開一些 Xwayland 應用，出現的會是清晰但極小的 UI。這便是因爲雖然 Xwayland 聲稱應用縮放到了兩倍，但事實上應用並不知道需要縮放的倍數。接下來，就需要使用 X11 的方式來告訴應用這些了。

X11 上的縮放

大多數應用（包括 Qt）會使用 X server (Xwayland) 的 Xft.dpi 中設定的 DPI（其數值爲 [Xwayland_scale] * 96，前者即上文中使用 xprop 傳遞給 Xwayland 的縮放倍數）。2 倍對應的爲 192：

$ xrdb -merge <<< 'Xft.dpi: 192'

此時，許多 Xwayland 應用應該已經能清晰且縮放正確地運行，除了那些~~糟糕的~~需要 xsettingsd 的 GDK 應用。它們不使用 X server 提供的值，而是從 xsettingsd 處獲取原始 DPI 和縮放倍數。爲此需要配置 xsettingsd：

1
2
3

# ~/.config/xsettingsd/xsettingsd.conf
Gdk/UnscaledDPI 98304
Gdk/WindowScalingFactor 2

隨後啓動之：

$ xsettingsd

此時，絕大多數 GDK 應用也已工作。對於運行在 flatpak 等無法訪問 xsettingsd 的環境的應用，請使用 GDK_SCALE=2 單獨爲應用指定縮放倍數。如果依舊存在不遵循縮放的應用，可以試着在 ArchWiki: HiDPI 尋求解決方案。

持久化

測試可用後，可以將其寫入 sway 的配置進行持久化：

exec_always {
    xprop -root -format _XWAYLAND_GLOBAL_OUTPUT_SCALE 32c -set _XWAYLAND_GLOBAL_OUTPUT_SCALE 2
    xrdb -merge <<< 'Xft.dpi: 192'
    xsettingsd
}

重啓 sway 後隨意打開 Xwayland 應用，即可享受真正的 HiDPI（

Known issues

鼠標指針大小不正確（Xwayland 應用需要 XCURSOR_SIZE 設爲 original_size * [Xwayland_scale]，然而由於 Wayland 應用也使用此環境變量中指定的大小而無法兼得……可通過單獨修改 Xwayland 應用的 desktop file 緩解）
Xwayland 應用將會獲取到錯誤的解析度（主要針對遊戲，可使用 gamescope 解決）

Acknowledgement

依雲：wlroots patch 作者（她針對 Wayfire 的博文）
q234rty：xorg-xwayland-hidpi-xprop, wlroots-hidpi-xprop-git, sway-im-git 的打包者、本文大多數內容的貢獻者

最後的一點吐槽

Xwayland 現在已經有數個縮放相關的 patch 了，而且使用不同方式完成，甚至有 issue 彙總（……希望能更快地確定一個方案，讓 wlroots 上游用上。

以及 sway 的開發週期也太長了，而且基本不 backport 東西…所以順便用上 -git 也不錯（🌚（只是什麼時候有 DBus menu support 啊草