Zrozumienie Waylanda: Implikacje dla użytkowników Linuksa

Podczas korzystania ze środowiska pulpitu Linux serwer wyświetlania jest Twoim cichym partnerem, zarządzającym wszystkim, co widzisz — od okien aplikacji po kursor. Przez wiele lat standard wyznaczał Xorg (znany również jako X11).Jednak wraz z rozwojem technologii pojawiła się innowacyjna alternatywa o nazwie Wayland, która poczyniła znaczne postępy w kierunku stania się wyborem pierwszego wyboru w wielu nowoczesnych systemach.

W tym przewodniku szczegółowo omówimy czym jest Wayland, jak działa, jakie ma zalety w porównaniu z Xorg i praktyczne kroki, które pomogą Ci zacząć go używać w Twojej dystrybucji Linuksa.

Zrozumieć Waylanda

Wayland to współczesny protokół wyświetlania zaprojektowany w celu usprawnienia komunikacji aplikacji z serwerami wyświetlania, zapewniając płynne renderowanie grafiki i wydajne przetwarzanie danych wejściowych. Wprowadzony około 2008 r.jako usprawniony i bezpieczny następca systemu X Window, który istniał od 1984 r., został zbudowany z naciskiem na nowoczesne interfejsy graficzne. Do 2025 r.wiele popularnych dystrybucji Linuksa przyjęło Wayland jako domyślny serwer wyświetlania, podczas gdy starsze aplikacje nadal wykorzystują X za pośrednictwem XWayland.

Wayland zasadniczo różni się tym, że łączy role serwera wyświetlania i menedżera okien w jeden komponent znany jako kompozytor. Na przykład GNOME wykorzystuje kompozytora Mutter, podczas gdy KDE Plasma zawiera KWin. Te kompozytory komunikują się bezpośrednio ze sprzętem za pośrednictwem bibliotek, takich jak libwayland lub wlroots (dla lekkich kompozytorów, takich jak Sway), eliminując w ten sposób procesy pośredniczące, które tradycyjnie spowalniały renderowanie w Xorg. Ta bezpośrednia komunikacja znacznie zwiększa wydajność i skutkuje płynniejszymi wynikami wizualnymi.

Główne cechy Wayland

Przejrzysta architektura, która upraszcza procesy tworzenia i debugowania.
Udoskonalone środki bezpieczeństwa izolują aplikacje, chroniąc ich dane wejściowe i wyświetlane.
Niższe obciążenie systemu, umożliwiające szybszą reakcję systemu przy minimalnym opóźnieniu i mniejszym rozrywaniu ekranu.
Bezpośrednia obsługa wyświetlaczy o wysokiej rozdzielczości DPI, umożliwiająca skalowanie na poziomie poszczególnych monitorów oraz skalowanie ułamkowe.
Zintegrowany kompozytor zapewniający spójne efekty wizualne i doskonałe możliwości renderowania.
Obsługuje natywnie nowoczesne metody wprowadzania danych, w tym ekrany dotykowe i sterowanie gestami.
Ulepszona synchronizacja z wyświetlaczem (VSync), łagodząca migotanie i artefakty renderowania.
Uproszczona obsługa nowoczesnego sprzętu, bez komplikacji znanych ze starszych wersji Xorg.

Jak działa Wayland

Serwery wyświetlania przekazują informacje między jądrem a sprzętem graficznym, ułatwiając szybki transfer danych do wyświetlacza. Aplikacje komunikują się z tymi serwerami za pośrednictwem wyspecjalizowanych protokołów. Co ważne, aplikacje zbudowane dla X nie mogą bezpośrednio działać z serwerem Wayland.

Wayland rozwiązuje problemy ze zgodnością za pomocą warstwy o nazwie XWayland. Ta funkcja tłumaczy żądania z interakcji X klient-serwer na format łatwo zrozumiały dla Wayland.

W tej zunifikowanej architekturze serwer i kompozytor dzielą role, umożliwiając usprawnione wywołania do biblioteki implementującej protokół Wayland. Ta interakcja skutkuje dodatkowymi efektami graficznymi, takimi jak przezroczystość i animacje okien, co ostatecznie przyczynia się do bardziej dopracowanego doświadczenia użytkownika.

Podejście firmy Wayland, polegające na bezpośrednim połączeniu z Direct Rendering Manager (DRM) jądra, optymalizuje proces rysowania i zmniejsza zależność od oprogramowania firm trzecich. Zapewnia to znaczną poprawę wydajności w przypadku zadań wymagających dużej wydajności graficznej — z pewnością to docenisz.

Konfigurowanie Wayland

Wiele współczesnych dystrybucji Linuksa zintegrowało Wayland jako domyślny serwer wyświetlania, szczególnie te wykorzystujące najnowsze wersje GNOME lub KDE Plasma.

Na przykład, począwszy od Ubuntu 24.04 LTS (Noble Numbat), Wayland stał się podstawowym serwerem w większości instalacji, zwłaszcza tych z grafiką Intel lub AMD. Dla użytkowników GPU NVIDIA, nawet jeśli sesja Wayland nie działa płynnie, dostępne są szczegółowe instrukcje, aby włączyć Wayland w tych systemach.

Możesz sprawdzić, czy Wayland lub Xorg jest aktualnie używany, wykonując następujące polecenie w terminalu:

echo $XDG_SESSION_TYPE

Jeżeli na wyjściu widnieje „Wayland”, to korzystasz z Wayland; jeżeli wyświetla się „x11”, to musisz przełączyć.

Aby przejść z Xorg, możesz to zrobić z poziomu interfejsu logowania. Poszukaj ikony koła zębatego lub menu sesji, zwykle umieszczonego w pobliżu przycisku Sign In, kliknij ją i wybierz Ubuntu lub Ubuntu on Wayland (lub GNOME Classic ).Kontynuuj logowanie w zwykły sposób.

Przełączanie na Wayland z ekranu logowania

W przypadku innych dystrybucji wykorzystujących aktualne wersje GNOME lub KDE Plasma obsługa Wayland jest zazwyczaj dostępna domyślnie.

Korzystanie z Wayland w Fedorze i Arch Linux

Fedora uczyniła Wayland kamieniem węgielnym swojej strategii serwera wyświetlania dla środowisk GNOME i KDE Plasma. Jeśli używasz wersji Fedory wydanej niedawno, prawdopodobnie możesz już używać Wayland. Sprawdzanie lub przełączanie się między Wayland i X11 jest proste, wystarczy się wylogować i wybrać żądaną sesję, używając ikony koła zębatego na ekranie logowania.

Użytkownicy Arch Linux z systemem GNOME muszą zainstalować jedynie gnomei gnome-session packages, ponieważ domyślny menedżer wyświetlania (GDM) natywnie obsługuje Wayland.

sudo pacman -S gnome gnome-session

Użytkownicy KDE Plasma muszą się upewnić, że mają zainstalowane pakiety plasmai plasma-workspace-wayland, aby móc korzystać z pełnej funkcjonalności Wayland.

sudo pacman -S plasma plasma-workspace-wayland

W obu przypadkach instalacja xorg-xwaylandpakietu jest zalecana w celu zachowania zgodności z aplikacjami wymagającymi X11.

sudo pacman -S xorg-xwayland

Po zainstalowaniu pakietów wybierz sesję Wayland z menu menedżera wyświetlania podczas logowania.

Aby zoptymalizować obsługę aplikacji Qt i GLFW działających pod Wayland, możesz również rozważyć zainstalowanie qt5-wayland, qt6-waylandi glfw-wayland. Aby rozwiązać problemy specyficzne dla środowiska KDE w Wayland, skorzystaj z konsoli debugowania KWin w celu zdiagnozowania potencjalnych problemów:

qdbus org.kde. KWin /KWin org.kde. KWin.showDebugConsole

Jeśli wszystko zostanie poprawnie skonfigurowane, Twój system będzie gotowy na obsługę Wayland, a jednocześnie będzie umożliwiał uruchamianie starszych aplikacji X11 w razie potrzeby.

Wayland kontra Xorg: analiza porównawcza

Wayland i Xorg reprezentują dwa zasadniczo różne podejścia do technologii wyświetlania, ukształtowane przez różne filozofie architektoniczne. Xorg, będąc starszym systemem, działa w modelu klient-serwer, w którym serwer X pośredniczy między aplikacjami a sprzętem. Model ten stał się uciążliwy z powodu rozszerzeń i kwestii związanych ze starszymi wersjami na przestrzeni lat, co prowadzi do luk w zabezpieczeniach — takich, w których aplikacje mogą nieumyślnie uzyskać dostęp do danych wejściowych innych aplikacji.

Z drugiej strony Wayland radykalnie upraszcza projekt. Wspiera bezpośrednią komunikację między aplikacjami (klientami) a kompozytorem, zasadniczo eliminując potrzebę oddzielnego serwera. Ta integracja wzmacnia bezpieczeństwo i wydajność, ułatwiając jednocześnie szybsze i wydajniejsze renderowanie graficzne.

Co więcej, Xorg w znacznym stopniu zależy od zewnętrznych menedżerów okien i kompozytorów, takich jak Compiz i Mutter. Projekt Waylanda eliminuje tę zależność, osadzając kompozytora bezpośrednio, co skutkuje zminimalizowanym opóźnieniem i zwiększoną płynnością bez rozrywania ekranu.

Czy Wayland jest dla Ciebie odpowiedni?

Pęd za Wayland jest namacalny, a różne środowiska graficzne, takie jak Cinnamon, XFCE i MATE, stopniowo rozszerzają swoje wsparcie dla niego. Nawet lekkie menedżery okien zaczęły oferować wersje zgodne z Wayland, z narzędziami takimi jak Sway dla entuzjastów i3, dwl opartym na dwm i nowymi uczestnikami, takimi jak Hyprland, oferującymi szereg nowoczesnych funkcji, takich jak udoskonalone animacje.

Mimo to Wayland nie jest pozbawiony wad. Niektóre tradycyjne narzędzia, w tym xkill, nie działają z powodu odrębnej metodologii obsługi okien Wayland. Możesz również napotkać sporadyczne błędy lub ograniczenia wynikające z konkretnej konfiguracji sprzętowej. Niektóre starsze aplikacje, szczególnie te, które nie były konserwowane od lat, mogą mieć problemy bez obsługi Xorg.

Wniosek

Jeśli Twoja obecna konfiguracja Linuksa jest funkcjonalna i spełnia Twoje potrzeby, nie ma pilnej potrzeby przełączania się na Wayland. Jeśli jednak nękają Cię problemy takie jak zawieszanie się lub niespójna wydajność ekranu, zdecydowanie rozważ przetestowanie alternatywnego serwera wyświetlania. Czasami przełączenie może odkryć znaczące ulepszenia w oparciu o Twój unikalny sprzęt i sterowniki.

Często zadawane pytania

1. Czym jest Wayland i czym różni się od Xorg?

Wayland to nowoczesny protokół serwera wyświetlania zaprojektowany w celu ułatwienia płynnego renderowania grafiki i przetwarzania danych wejściowych użytkownika. Różni się od Xorg tym, że integruje role serwera wyświetlania i menedżera okien w jednym kompozytorze, zwiększając wydajność, bezpieczeństwo i efektywność.

2. Czy mogę uruchamiać starsze aplikacje na Wayland?

Tak, Wayland obsługuje starsze aplikacje za pośrednictwem warstwy kompatybilności znanej jako XWayland, która umożliwia aplikacjom X11 funkcjonowanie w środowisku Wayland, choć z pewnymi ograniczeniami.

3. Jak mogę przełączyć się na Wayland na moim pulpicie Linux?

Aby przełączyć się na Wayland, wyloguj się z bieżącej sesji, a następnie wybierz ikonę koła zębatego lub menu sesji na ekranie logowania, wybierając opcję Wayland (taką jak „Ubuntu on Wayland”).Zaloguj się ponownie, aby użyć serwera wyświetlania Wayland.