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如何在 Windows 10 下對 Ubuntu 上的 OpenGL 進行故障排除 (WSL)

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如何在 Windows 10 下對 Ubuntu 上的 OpenGL 進行故障排除 (WSL)

我已使用適用於 Linux 的 Windows 子系統 (WSL) 在 Windows 10 上安裝了 Ubuntu。我正在嘗試讓 OpenGL 圖形工作。我的最終目標是能夠運行適用於 Robot OS (ROS) 的 Gazebo 模擬器，這需要 OpenGL。第一步，我嘗試確保 OpenGL 圖形能夠正常運作。

根據本教程和許多其他人一樣，要運行 ROS 和 Gazebo，我應該安裝 VcXsrv 並在禁用“本機 OpenGL”選項的情況下運行 X 伺服器，所以我正在這樣做。

我面臨的直接問題是 OpenGL 似乎運作得不太正常。我已經安裝了 Mesa utils，當我運行時，glxgears我確實看到了圖形窗口，但動畫速度非常緩慢。我估計齒輪的轉動速度約為每分鐘 1 轉。我可以使用箭頭鍵重新定向齒輪，但更新速度非常慢。 （如果這很重要的話，時不時就會出現明顯的「跳躍」。）

為了進行比較，我嘗試glxgears在 VirtualBox 機器上執行的 Ubuntu 上執行。令我驚訝的是，它的動畫速度要快得多。齒輪大約每 4 秒旋轉一次，而在 Windows 下使用 WSL 運行時則每旋轉一次（可能是 60 秒，但我失去了耐心）。這是一個很大的驚喜，因為我預計 VirtualBox 會慢得多。

在使用 WSL 的 Windows 上，glxgears聲稱它運行速度非常快——在 800 到 1700 FPS 之間。在 VirtualBox 中glxgears報告約 900-1000FPS。

glxgears 和 OpenGL 的版本資訊：

xxxx@DESKTOP-8U2MCOG:~$ glxgears -info
GL_RENDERER   = Software Rasterizer
GL_VERSION    = 1.4 (2.1 Mesa 19.2.0-devel (git-cdf42f5eaa))
GL_VENDOR     = Mesa Project
GL_EXTENSIONS = GL_ARB_depth_texture GL_ARB_fragment_program GL_ARB_fragment_program_shadow GL_ARB_occlusion_query GL_ARB_texture_env_dot3 GL_ARB_transpose_matrix GL_EXT_draw_range_elements GL_EXT_multi_draw_arrays GL_NV_depth_clamp GL_NV_fog_distance GL_NV_point_sprite GL_SUN_multi_draw_arrays
VisualID 183, 0xb7
20311 frames in 5.0 seconds = 4062.197 FPS

為什麼glxgearsWSL 運作這麼慢？如果它應該能夠運行得更快，那麼我該如何實現呢？

更新

根據下面 @allquixotic 的答案，我再次嘗試使用該wgl選項運行，這是透過選取第二個複選框「Native opengl」來完成的。我以前嘗試過這個，但事實證明我需要這樣做重新啟動後使其生效。當我glxgears使用此設定運行時，我在控制台上得到的讀數略有不同：

xxxx@DESKTOP-8U2MCOG:~$ glxgears
Running synchronized to the vertical refresh.  The framerate should be
approximately the same as the monitor refresh rate.
23633 frames in 7.5 seconds = 3147.913 FPS
10395 frames in 6.8 seconds = 1529.523 FPS
10395 frames in 6.9 seconds = 1512.829 FPS

現在我很確定我的顯示器不能以 1500Hz 的垂直掃描速率運作！所以我認為這可能是真實情況的一個指標；間接渲染系統有些奇怪。我還注意到，當我按 CTRL+C 結束程式時，GL 視窗會在我終止程式後繼續運行並動畫 10-11 秒——如果我只運行該程式 3- 4秒。所以我不得不猜測有大量的消息正在排隊，或者類似的事情......？

答案1

實際效果如何：

由於我不明白的原因，當我違背@allquixotic 的（相當明智的）建議時，我的系統就可以工作。

1. 禁用LIBGL_ALWAYS_INDIRECT：

這最終變得非常困難，只是因為我必須找到它的設定位置：

  • 資料夾裡/etc/profile.d有一個文件wsl-integration.sh。
  • 上面的文件實際上是一個符號連結；實際的文件是/usr/share/wslu/wsl-integration.sh
  • 在該文件中設定了變量LIBGL_ALWAYS_INDIRECT，因此我註解掉了該行。

2. 做不是對 VcXsrv使用-wgl命令列參數（或其等效的 GUI）：

由於我是從 GUI 用戶端啟動 VcXsrv，這意味著不選取第二個選項框，標題為「Native OpenGL」。

只有當我完成了這兩個更改（並重新啟動以確保 VcXsrv 的舊設定沒有保留）時，齒輪glxgears才會以正常速度轉動，我可以使用箭頭鍵重新調整它們的方向，就像它們一樣'應該可以工作。

答案2

其實是想解決你的問題

  1. 在運行需要硬體加速的機器人作業系統程式（例如 glxgears）之前，請執行export LIBGL_ALWAYS_INDIRECT=1.
  2. 啟動 VcXsrv（或 Windows 上的任何 X 伺服器）時，將-wgl命令列參數作為命令列參數傳遞到伺服器中。
  3. 如果這不起作用，請嘗試使用付費版本的 Xming 而不是 VcXsrv。
  4. 如果這仍然不起作用，那你就運氣不好了。請閱讀下文以了解原因。

引擎蓋下的解釋

在適用於 Linux 的 Windows 子系統 (WSL) 或 Hyper-V 來賓中，硬體加速 OpenGL 只能透過間接渲染。

GLX 是 X11 用戶端-伺服器協定的協定擴充。 X11 用戶端-伺服器協定是用於客戶端與伺服器之間通訊的網路協定客戶（建立 X 視窗的程式）和伺服器（將這些視窗渲染到螢幕上的程序，無論是實體的還是虛擬的）。

在桌面Linux中，GLX是存取OpenGL的標準機制。對於客戶端程式來說，它基本上是一個兩步驟過程：(1) 與 GLX 對話，然後 (2) 與 OpenGL 對話。第二步取決於您使用的是間接還是直接渲染（即間接或直接 GLX）。

  • 間接渲染：

    • 僅支援 OpenGL 1.4 版（無 GLSL 等）
    • 大多數程式需要環境變數LIBGL_ALWAYS_INDIRECT=1才能使用它，否則它們預設為直接渲染。
    • 使用 GLX 將所有 OpenGL 命令傳送到 X 伺服器協定。
    • X伺服器後端使用X伺服器本地的OpenGL實作來完成視窗的渲染。
    • 是網路透明的，這意味著它可以透過網路連接和 UNIX 域套接字以及在本地運行。

  • 直接渲染：

    • 支援圖形驅動程式支援的任何 OpenGL 版本，如果 OpenGL 發布新版本，最高可達 OpenGL 4.x 或更高版本。
    • 要求環境變數LIBGL_ALWAYS_INDIRECT為未設定。
    • 使用動態載入將所有 OpenGL 命令傳送到可用符號libGL.so（末尾帶有適當的版本，如 libGL.so.1 等）——這些是本機函數呼叫。
    • X 伺服器不直接「看到」OpenGL 渲染命令。它所看到的只是一個在幀緩衝區中留出的矩形區域，供圖形驅動程式渲染到其中。它不知道什麼被渲染，僅在哪裡。
    • 不是網路透明的，這意味著它只能在同一台電腦上本地運行。

那裡是OpenGL 的實現，支援 GLX 直接渲染，但 X 伺服器不知道 - 透過網路將 OpenGL 呼叫傳送到硬體加速遠端。該產品稱為VirtualGL。但 VirtualGL 沒有 Windows 伺服器元件，因此無法在 Windows 主機上使用 VirtualGL。如果您在虛擬化中執行 Linux 主機和 Linux 用戶端，則可以使用從用戶端到主機的 VirtualGL，以使用主機的顯示卡在客戶機中直接渲染。

我不知道「機器人作業系統」是什麼，但如果它只需要 1.4 或更早版本的 OpenGL 命令，那麼當您使用該-wgl命令在 Windows 主機上運行 X 伺服器時，它應該可以工作。 X 伺服器需要支援該標誌。我自己從來沒有讓它與 VcXsrv 一起工作，但我知道 Xming 的付費版本可以工作。

有多個 X 伺服器在 Windows 上運行。除了非常昂貴的商業實現之外，我已經測試了其中的大多數。在我看來，最適合 OpenGL 的是 Xming 的付費版本。免費版本已經過時而且不太好。

然而，不存在——不能存在——Windows X 伺服器的實現，它將在間接渲染模式（從 WSL 或 Hyper-V 用戶端）中支援 OpenGL 1.4 以上的版本，因為 GLX協議本身不指定1.4以上版本的OpenGL呼叫。

因此，如果機器人作業系統需要 OpenGL 1.4 以上，則有無論如何都沒辦法在 WSL 或 Hyper-V 中運行它並在 Windows X 伺服器上獲得硬體加速渲染。你必須使用VMware Workstation之類的東西。

答案3

遇到了同樣的問題，並發現 glxgears 很可能只是用如此快的繪製請求壓倒了 VcXsrv，以至於根本無法渲染任何內容。

詳細資訊和帶有幀速率限制選項的 glxgears 修改版本如下：

https://github.com/tobecodex/glxgears

使用此版本，我可以輕鬆地在 Surface Book 2 上獲得 > 800 fps 的齒輪。

我猜測現代顯示器上缺乏真正的 VSYNC 速率會導致 glxgears 盡可能快地向伺服器發送垃圾郵件，從而殺死 VcXsrv。

我注意到 MeshLab 和類似的程式運作得很好，而 Xming 沒有這個問題（雖然也沒有硬體加速）。

所以回答你的問題：不用擔心。 Gazebo 可能會運作得很好。該問題僅存在於 glxgears 和類似版本的應用程式中。

順便說一句，我發現：export LIBGL_ALWAYS_INDIRECT和 的 -wgl任何組合對我來說影響不大。可能值得再次使用這些，因為結果幾乎肯定會與您在 glxgears 中看到的結果不同。

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