依云's Blog

使用24寸4k屏幕作为主屏的时候很简单，设置 scale 为 2 就好了。但是，当 2 嫌太大、1 嫌太小的时候，问题就来了。比如我希望使用 120dpi，把 scale 设置为 1.25 可好？

而这才是理想的效果：

看不出来差别？放大八倍，你看差别多明显：

正常 120dpi 渲染出来的文字边缘清晰犀利，次像素平滑左红右蓝。再看看 scale=1.25 的文字，线条经常糊掉，次像素平滑效果几乎完全被抹掉。实际看上去的效果就是跟透明麿沙玻璃看屏幕似的，线条边缘总是有点糊糊的感觉，1080p 的屏幕被降级成了 720p 似的。

之所以出现这样的情况，是因为 Wayland 只支持整数倍缩放。因为，Wayland 混成器不能告诉客户端你得把窗口给画成 1.25 倍的，而客户端也无法告诉混成器我这个图像画的是 1.25 倍。所以，混成器只好告诉客户端你给我画个 2 倍的图像吧。混成器拿到图像之后再缩小 0.625 倍，自然有些逻辑像素就不能对应到单个的物理像素上去了。

所以，我还是设置 scale=1，不要混成器帮我去缩放。我自己通过另外的办法告诉客户端把字写大点儿。图标之类的就顾不上啦，反而大点小点都还能看。比如我要 1.25 倍大小的文字，就这样做：

• GTK 3：在 dconf 里设置org.gnome.desktop.interface.text-scaling-factor=1.25就好了。最开始的截图就是 dconf-editor 里这一项配置。
• Qt：设置环境变量 QT_WAYLAND_FORCE_DPI=120。
• Telegram：除了上边这个环境变量外，额外地在它自己的设置里设置 150% 的缩放（Telegram 的字偏小所以要设置得大一些）。设置环境变量是为了 fcitx5。
• waybar：config 文件中设置 height，style.css 中设置 font-size。
• Xwayland：和 X11 下的 HiDPI 设置差不多的。比如 GTK 2 设置 Xresources Xft.dpi: 120 就好了。

我遇到的差不多就这些了。没办法，Linux 就是这么乱 QAQ。不过虽然 Wayland 协议不支持，好歹还有绕过的办法。

首先，我是用 X11 窗口系统的，不同屏幕分别设置肯定没戏。所以只好让笔记本电脑的屏幕迁就一下我的4K主屏啦，把笔记本屏幕缩放一下。算一下 scale 值：192 / 120 = 1.6。不是整数，会糊，可总比放大两倍的巨大界面要好。

xrandr --output eDP-1 --scale 1.6 --auto --output DP-2 --auto --pos 3072x0 --primary --fb 6912x2160

这里要注意的是，要指定--pos（或者--panning），不然会重叠；要指定--fb，不然鼠标可能会有部分区域去不了。

然后开始设置。本来我是尝试了一下 KDE 的，但因为我将在下一篇文章中写的原因而放弃，回到了 Awesome。不过也不是全无收获。我把 KDE 的配置方案拿过来用了。你想问怎么拿的？我 btrfs 的文件系统，做好快照再 rsync -n 对比一下它动了哪些文件就有了。

首先是 X11 的资源。在~/.Xresources里写上Xft.dpi: 192，然后xrdb -merge ~/.Xresources一下就好了。顺便再xrandr --dpi 192一下，听说有些程序会读这个。

然后是 GTK。GTK 2 就放弃吧，没办法。文字会按设置的 Xft.dpi 放大，图标啥的不会。GTk 3，要设置两个环境变量：

export GDK_SCALE=2 GDK_DPI_SCALE=0.5

前一个是把界面放大，后一个是把文字缩回去，因为文字已经按 Xft.dpi 放大过，不能再放大一次了。

再然后是 Qt。Qt4 早卸载干净了不用管。Qt5 嘛，也不用管。它自己会处理好。有个按不同屏幕缩放的环境变量QT_SCREEN_SCALE_FACTORS，效果跟 Windows 10 差不多的。但是我为了照顾其它程序已经把屏幕给 scale 过了，就不需要设置这个了。你要设置个QT_AUTO_SCREEN_SCALE_FACTOR=0也行，但这个是默认行为。

最后是个别的程序。

Telegram 直接在设置里关掉「默认界面缩放比例」并且设置缩放比例为 300% 就好了。我也不知道为什么，Telegram 默认的字总是很小。之前 120dpi 的时候我要 200% 缩放，现在 192dpi 需要 300% 缩放了。

YouTube，就是那个网站啦。它其实没什么显示上的问题，只是死活不会给我自动选择 1080p 以上的分辨率。经过仔细二分测试之后发现，把火狐的配置文件夹下的storage/default/https+++www.youtube.com目录删掉之后就好了。没发现删掉这个会有其它影响。

mpv 要修改配置文件，加上no-hidpi-window-scale参数，不然会把视频自动放大，4K视频一打开会只能看到四分之一的画面。加上这个参数，默认窗口大小时，一个视频里的像素会对应一个显示器上的像素，不大不小刚刚好。mpv 文档上说这是 OS X 系统上的默认行为，可我这是 Linux 桌面啊，你把别的平台上的习惯搬过来是几个意思？另外我加了个demuxer-readahead-secs = 20选项。我的大文件都在机械硬盘上，4K 码率又比较高，不多预读一点容易卡。

我的 qemu 之前使用的是-display gtk，也坏掉了。窗口那么大，虚拟机只用左下角那里四分之一的空间。spicy 也有问题，会告诉虚拟机只有 1080p。解决方法是 unset GDK_SCALE GDK_DPI_SCALE。它们在放大了自己的界面的同时，把显示的虚拟机的内容也给放大了，所以干脆叫它们别动。也没什么别的影响。

哦还有 Zoom。设置个QT_AUTO_SCREEN_SCALE_FACTOR=1似乎就好了？我试了一下QT_SCREEN_SCALE_FACTORS，会导致很怪异的行为。

以上解决了显示大小的问题，但我发现还有个问题：我的鼠标光标时大时小的……从 KDE 那边弄来几个设置之后就好了，而且主题也更加一致了呢。

首先是设置 xcursor 环境变量：

export XCURSOR_THEME=Vanilla-DMZ XCURSOR_SIZE=36

听说对应的 X 资源大家都不理睬，那我也就不设好了。

然后是 GTK 2 的~/.gtkrc-2.0文件里写上：

gtk-cursor-theme-name = "Vanilla-DMZ"
gtk-cursor-theme-size = 36

再接下来是 GTK 3 的~/.config/gtk-3.0/settings.ini：

[Settings]
gtk-cursor-theme-name = Vanilla-DMZ
gtk-cursor-theme-size = 36

然后又没了。天知道为什么 Qt 那边啥都不干就好好的，GTK 却这么麻烦。

啊，你问这些环境变量在哪里设？我给写~/.xprofile里了。不过这还不够。有些 GUI 程序会由用户的 systemd启动（比如我的 Telegram 是由 systemd 启动的，为了在内存用得太多的时候自动重启），有些 GUI 程序会由 D-Bus 激活（比如 gnome-terminal）。这些是和登录会话分开的，所以要手动导入一下。以下是我的 .xprofile 中导入图形界面相关环境变量的部分：

_envs=(
  GDK_SCALE GDK_DPI_SCALE
  XCURSOR_THEME XCURSOR_SIZE
  XMODIFIERS QT_IM_MODULE GTK_IM_MODULE
  LIBVA_DRIVER_NAME GST_VAAPI_ALL_DRIVERS
)
dbus-update-activation-environment "${_envs[@]}"
systemctl --user import-environment "${_envs[@]}"

至于登录界面怎么办，我是在 lightdm 的 display-setup-script 里，跑了跑 xrandr，设置了一下 Xft.dpi 资源。环境变量啥的没动，反正用不上。当然你也可以去改~lightdm/.pam_environment来设环境变量，反正现在 Arch Linux 还是读它的。别的 dm 同理。

大上 Paperlike HD 使用有一段时间了，然而有一点我对其非常不满：它需要以 root 权限运行一个图形界面的程序。具体麻烦的地方是：

• 图形界面的程序不方便使用 systemd 管理，那个窗口我得找个地方安放，并且在登出图形界面或者 Xorg 出问题时会随之关闭
• 即使持续运行此程序，当几秒内不使用键盘或者鼠标的时候屏幕就会休眠。这导致我无法将此屏幕用于关注程序日志或者聊天工具的新消息。
• 它持续不断地执行多个线程的任务（读取键盘事件、读取鼠标事件、通过 ioctl 与设备通讯），耗费了不少 CPU
• 在屏幕尚未连接时，它的运行会导致内核不断输出日志「drm_dp_i2c_do_msg: 2 callbacks suppressed」

我曾多次想自己实现一个符合自己使用习惯的方案。

首先当然是 strace 上去啦。这会得到许多类似这样的消息：

ioctl(9</dev/i2c-1<char 89:1>>, _IOC(_IOC_NONE, 0x7, 0x7, 0), 0x7f47d8805b70) = 1
nanosleep({tv_sec=0, tv_nsec=100000000}, NULL) = 0
ioctl(9</dev/i2c-1<char 89:1>>, _IOC(_IOC_NONE, 0x7, 0x7, 0), 0x7f47d8805be0) = 1
nanosleep({tv_sec=0, tv_nsec=200000000},  <unfinished ...>

可以看到它在对 /dev/i2c-1 这个文件进行操作，但是具体内容是个指针，strace 看不到。

我尝试过使用大名鼎鼎的 IDA 的免费版本来分析其具体行为。但我对 IDA 并不熟悉，并且 IDA 只支持 Intel 语法的汇编，而我见的 AT&T 语法的比较多，Intel 的很多表示法我不太能看懂。

后来根据 ioctl 的请求参数找到这个文档，里边有这些 i2c 消息的结构体定义。于是想着先把 ioctl 的数据弄出来看看。一开始尝试用 gdb 去看那个地址的数据，但想到数据是变动的，再加上 gdb 查看太累了，就想起了通过 LD_PRELOAD 去 hook ioctl。

所以又要写 C 了？并没有呢！C 写起来那么不舒服，还是用 Rust 吧～然后搜了一下，还真有现成的用于写 LD_PRELOAD 库的 crate，比如我用的 redhook。不用自己去 dlopen，不用在各处写很多错误处理代码，很容易就写好了。代码链接。

拿到了 ioctl 里用的消息，我不用理会它具体是什么意思，也没办法去猜测，自然是把它按大上提供的程序那个样子给发过去了。于是又一个 Rust 程序出来了。

一开始写的时候不小心往 unsafe 代码块里传了个悬空的指针，导致程序不工作，调试了好久，甚至我都把完整的整个流程给复刻了一遍。这要是用 C 写文本解析的逻辑可头疼了，不过 Rust 写起来就跟 Python 差不多的了～

至于那个 bug，是 Rust 语句中的临时对象（此例中是包含一个对象的数组）会在语句结束之后就释放导致的。有点坑，但也没什么好的办法。

程序运行起来之后就会保持 Paperlike HD 显示器可用，不会报错让装驱动，也不会过几秒就休眠了。我大幅降低了消息发送的频率（由差不多每秒三次改成了三秒才一次），再加上不需要读取键鼠输入，所以 CPU 占用也会大幅减少。另外内核也不会再打印「drm_dp_i2c_do_msg: 2 callbacks suppressed」的消息了，大概是因为消息频率降低了？重新连接显示器之后，和大上原版程序一样有概率出现显示器亮蓝灯、屏幕不工作的情况。拔插一下电源可解。

当然啦，如果有人要用这个程序的话，记得先确认一下你的 i2c 设备文件路径（去 lsof 大上原版程序就行）。另外，使用此程序后果自负，由此造成的任何设备损坏或者其它损失，我都不负责任的哦～

刚听说就已心动，无奈当时并不支持 Linux。后来由于一些事情耽搁到现在，终于到手了～

显示器整体尺寸是31cm×27cm，其中显示屏尺寸不到26cm×21cm（请注意：手工测量有误差）。分辨率是2200x1650。也就是200dpi多，和我的 Kindle Paperwhite 一代差不多的。

显示器下方是两个纸盒，里边是Y形线（照片中没有）、简易支架（那根根子）、螺丝和仅几百M的驱动U盘。

Y形线是附加了USB电源线的HDMI线。信号走HDMI，电源走USB，所以需要额外占用一个USB口。当然接充电器上也是可以的，只是在电脑边接个充电器更不方便。

工作时，USB端口的电流为30～50mA左右，并不像说明书上说的需要2A那么多，挺省电的。对比之下，我的罗技鼠标接收器也需要15mA左右的电流呢。

线都接上之后，屏幕会闪几下，然后就可以用了。只是每隔几分钟会弹出提示信息，要求安装并运行所谓的「驱动」。下图是默认的 floyd 模式：

为了更多的模式，以及最重要的，别显示那个提示信息，需要安装并运行大上提供的软件。

软件是为 Ubuntu 提供的，但是 Arch 下也可以使用。下载并解包，将得到的三个文件「PaperLikeHD」、「ResChange」、「DS.ico」放到/usr/local/sbin/下，然后sudo PaperLikeHD 运行，会弹出一个包含一列按钮的窗口。不给 root 权限是不行的，会什么也不做就退出。

但是这样还不够。我使用的时候它总是报告找不到显示器。客服不肯告诉我它到底使用什么机制检测的，所以我 strace 又反汇编看了一下，最后发现它在找 /dev/i2c-* 设备文件，而我的系统上没有它们。看了一下一堆以 i2c 开头的内核模块，最后发现只要加载 i2c-dev 模块就好了。大上的软件需要一些时间来检测，等一会儿它就会在终端打开出「setting...50」这样的文字，这时就好了。

过程中我还专门启动到 Ubuntu live 系统里测试来着。后来才知道原来是自己的手速太快，软件还没检测到，其实等等就好 (╯‵□′)╯︵┻━┻

从图片中可以看到，floyd 模式的显示很粗糙。这是因为它实际上只有二阶灰阶，通过不同密度的点来近似不同的灰度。虽然显示有很严重的颗粒感，但是它响应飞快，常规打字操作时几乎感觉不到延迟，很适合写作和阅读文本。而真正的二阶灰阶模式 A2，只有黑白两色，虽然依旧反应快速，但是因为非黑即白，只能用来读纯文本，任何阴影或者灰色的字都不好处理。

16灰阶的 A16 模式，显示清晰、层次丰富，但是响应速度非常慢。也不是非常啦，除了屏幕大小外，无论显示效果还是响应速度都跟我的 Kindle 一样的。而与 Kindle 不同的是，它会在更新时将更新区域变黑再显示，造成闪烁。在此模式下使用鼠标非常非常费力，任何非静止的元素（比如火狐载入中的动画、时钟、光标移动）都挺分散注意力的。

以上都是所谓的「可变分辨率模式」。另外有个「固定1100x825模式」，也就是使用一半的分辨率。至于另一半去了哪里，看看它所支持的模式就能猜到了：

• A5，也就是五灰阶。这是用四个墨滴来显示一个像素，每个墨滴只有黑与白两种状态。
• A61，所谓的61灰阶。也是用四个墨滴来显示一个像素。不过每个墨滴竭尽所能有16种状态，也不知道大上是怎么组合出这61灰阶的。

也不知道大上为什么把这两种墨滴用法叫作「可变分辨率模式」和「固定1100x825模式」。哪里可变了，又哪里固定了呢？这两种模式切换时，会调用「ResChange」程序，它会影响当前的显示器布局，需要重新使用 xrandr 进行设置。

以下是各种模式显示这个灰阶测试网页的照片：

A2 模式：

A16 模式：

floyd 模式：

A5 模式：

A61 模式：

半分辨率下，清晰度做出了很大的牺牲。以下是 A16 和 A61 模式显示 PaperLikeHD 软件自身界面的效果对比：

在 A2、A5、floyd 模式下，可以调节对比度，也就是墨滴到底显示为黑还是为白的阈值，以在显示不同的页面时都能将文本与背景良好区分开。

和 Kindle Paperwhite 不同的是，它没有背光。在晚上的时候，屏幕偏暗，附加一个台灯光源比较好。不过它的屏幕也不像 Kindle 那样偏黄。

这篇文章最终定稿，就是在 PaperLikeHD 上完成的，使用的是 floyd 模式。我个人觉得半分辨率的几个模式很鸡肋。目前觉得，写作用 floyd 模式，文本阅读使用 A2 模式，网页阅读使用 A16 模式，这样最好了～

floyd 模式还有个问题：在显示某些图片时（比如我的 Awesome 桌面壁纸），那些墨滴颗粒会不断地抖动，就像风在吹沙粒一样……

最后，这里是大上的官网链接。