Wayland vs. X11 の入力遅延議論の具体的な数値

 (mort.coffee)
2 ポイント 投稿者 GN⁺ 2025-01-27 | 1件のコメント | WhatsAppで共有

  • 昨日読んだブログ記事では、Linux ユーザーが Wayland における入力遅延への不満を議論していた。このユーザーは主観的な体験を説明していたが、明確な証拠は示せていなかった。

  • 筆者は Wayland ユーザーとして、カーソル遅延が X11 より大きいという印象を共有している。実験は 90 FPS のカメラに制限されていたが、筆者は 240 FPS のカメラを使えば、より明確な結果が得られるはずだと考えた。

実験設計

  • 筆者はカメラを画面と机に向け、マウスカーソルと手がフレームに入るようにして、マウスを繰り返し動かす様子を録画した。
  • Wayland と X11 のセッションでそれぞれ 16 回ずつ録画し、結果の動画ファイルを JPEG シリーズに変換して、マウスが動き始めたフレームからカーソルが動いたフレームまでを計測した。

ハードウェア詳細

  • ディストリビューション: Fedora Workstation 41
  • GNOME バージョン: 47
  • CPU: AMD Ryzen 9 5950X
  • GPU: AMD Radeon RX 7900XT
  • モニター: Gigabyte M32U (4k IPS @ 144.99, DPI スケーリングなし)
  • マウス: Logitech G502 Lightspeed
  • カメラ: iPhone 15 Pro, スローモーション 240 FPS

制限事項

  • 240 FPS でも依然として十分ではない。144Hz の画面では、画面のリフレッシュ 1 回あたりカメラ 2 フレーム未満しかない。
  • ピクセルは即座に切り替わらないため、カーソルが新しい位置でかすかに見え始める曖昧なフレームがある。
  • 動画の録画には重複フレームが含まれている。これを時間経過として解釈し、通常どおり計算した。

結果

  • GNOME X11 の平均遅延は 16.7ms、Wayland は 23.2ms で、Wayland は X11 より約 6.5ms 大きいカーソル遅延を示した。
  • この差が統計的に有意かどうかは不明だが、明確で一貫した差がある。

結論

  • この結果は、X11 と Wayland の間に入力遅延の差が存在することを示している。追加のハードウェアやリフレッシュレートでのテストが必要だ。
  • このテストは、Wayland がゲームで X11 より高い入力遅延を示すことを証明するものではない。カーソルに限られた遅延である可能性がある。追加テストが必要だ。

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1件のコメント

 
GN⁺ 2025-01-27
Hacker Newsの意見

  • 科学的手法で実験を設計することが重要だという意見がある。Waylandの追加遅延の理由は分からないが、X11の初期の頃にも画面遅延への不満は多かった。WaylandはX11より新しい技術なので、まだ十分な検証が行われていない。

  • ffmpegを使って動画の各フレームの「プレゼンテーション時刻」を取得する方法を説明している。Webブラウザでも似たようなことができ、コンピュータがすべてのフレームを十分に速くデコードできない場合は、.playbackRateを低く設定する必要があるかもしれない。

  • 144Hz画面では、WaylandはX11より平均して約6.5ms大きいカーソル遅延を持つ。これはほぼ1回の画面リフレッシュに相当し、60Hzモニターでは1/60秒になりうる。ほとんどの人はそれを説明できなくても、違いを感じることはできる。

  • 結果はコンポジター、GPU、構成によって異なる可能性がある。X11は1つのXサーバー実装だけを使うため、このような差は少ない。多くのコンポジター/GPUの組み合わせで、ハードウェアカーソルプレーンを得られない問題があるのかもしれない。

  • Waylandはすでに16年が経っており、数年後にはXが最初に登場した時と同じくらいの年齢になるだろう。しかし、それでもなおXより良くないという評価がある。

  • 既存のソリューションを現代的で保守しやすいものにしようとする試みは、常に成功するとは限らないという意見がある。新しい世代の開発者は、性能や最適化に関する知識が不足しているという批判がある。

  • GPUが過負荷状態のとき、大きな遅延スパイクが発生する。X11との比較テストはしていないが、以前はこうした問題はなかった。追加のフレーム遅延はそれ自体で好ましくなく、ときどき発生する遅延スパイクは非常にいら立たしい。

  • iPhoneでisitsnappy.comを使ってすばやく測定でき、TVに接続した状態のSteam Deckのリズムゲームで100msの遅延が発生していたことを確認した。

  • Waylandが常にX11より1フレーム遅いのであれば、モニターを非常に低いリフレッシュレートに設定して実験を繰り返してみる価値があるかもしれない。

  • これはおそらくコンポジター次第であり、mutterの問題なのか、kwinでも再現するのか気になる。

  • 統計の専門知識が不足していて、差が統計的に有意かどうか分析できないという意見がある。2標本t検定の統計量は-4.74で、p値は4.20e-05である。