WSLgのOpenGLアクセラレーション

要旨

WSLgのOpenGLの動作モードについて、わかりやすくまとまった情報がなかったので、実際に動作させて整理しました。
ディストリビューションはDebian12とし、mesa関係はbackportsの新しいバージョン(Mesa 25.0.4-1~bpo12+1)にアップデートしています。

1. マイクロソフトの見解

WSLgは、OpenGLアクセラレーションの有無にかかわらず、シンプルな2Dアプリケーションに最適です。しかし、BlenderやGazeboなどのより複雑な3Dアプリケーションを実行する場合は、WDDMv3.0をサポートするGPUを搭載したシステムで実行することで、はるかに優れたエクスペリエンスが得られます。WDDMv3.0はWSL vGPUサポートを標準で提供しており、Mesaを介してOpenGLアクセラレーションを自動的に有効化します。
これはGeeks3D GpuTestでpianoを実行し、Windowsのネイティブ環境よりは下がるが、ソフトウェアレンダリングよりもはるかに優れたパフォーマンスが得られます。
ハードウェアアクセラレーションOpenGL

2. Geeks3D GpuTestによるフレームレートの確認

解像度は1024x640（起動用pythonコードのデフォルト）としました。

2.1 起動用pythonコードの編集

2014年のpython2のコードなので、python3でも動くように一部を修正しました。

gputest_gui.py

# 変更部分の付近のみ記載

import os
#from subprocess import call
#import Tkinter as tk # original
import tkinter as tk

...

  seltext = ""
  cs = listbox1.curselection()
  if cs:
    index = cs[0]
    seltext = listbox1.get(index)
  else:
    # print "\nPlease select a test (FurMark is the default test)."
    print ("\nPlease select a test (FurMark is the default test).")
    index = 0
    seltext = listbox1.get(index)

2.2 WSLgの動作モードの設定

ハードウェアとソフトウェアレンダリング

export GALLIUM_DRIVER=d3d12 # ハードウェア D3D12
export GALLIUM_DRIVER=llvmpipe # Mesa最速のソフトウェア LLVMpipe
パッケージ "mesa-utils"をインストールすると、"glxinfo -B"コマンドにより現在の環境が表示されます。

複数のGPUの選択（nvidiaとintel：ノートパソコン）

export MESA_D3D12_DEFAULT_ADAPTER_NAME=NVIDIA or INTEL

2.3 デスクトップパソコン

Core i7-12700K, NVIDIA Geforce RTX 3060
PixMark Pianoでは、マイクロソフトの結果と同様に、D3D12(RTX3060)のフレームレートが高くなりました。
しかし、Julia FP64のようにD3D12とllvmpipeのフレームレートが同等の場合もありました。

数値はFPS	D3D12(RTX3060)	llvmpipe	Windows
PixMark Piano (OpenGL2.1/3.0)	170	9	218
TessMark X64 (OpenGL 4.0)	408	動作せず（黒塗り）	683
PixMark Julia FP64 (OpenGL 4.0)	145	146	171

PixMark Piano- D3D12 (NVIDIA）

168FPS、GPUの使用率が78%まで上がっており、NVIDIAのGPUに負荷がかかっていることがわかります。

PixMark Piano - llvmpipe（ソフトウェア）

9FPSしか出ていませんが、CPUの負荷が60%まで上がり、CPUファンがうるさいです。GPUの使用率は10%と低いです。

TessMark X64

PixMark Julia FP64

2.4 ノートパソコン

core i7-10750H, NVIDIA Geforce RTX 2060
デスクトップパソコンと同様にPixMark PianoではGPUの効果が大く、Julia FP64では効果がない結果になりました。

D3D12を省略、数値はFPS	RTX 2060	Intel	llvmpipe
PixMark Piano (OpenGL2.1/3.0)	64	8	4
TessMark X64 (OpenGL 4.0)	212	48	動作せず（黒塗り）
PixMark Julia FP64 (OpenGL 4.0)	64	51	80

参考情報

Debian-Backportsのリポジトリ追加

新しいユーザーは、editorとしてnanoを推奨 Backports:debian-wiki

$ sudo apt edit-sources # 今のところ、sudo nano /etc/apt/sources.listと同じ。
                        # Debian 13からの新しいsourcesの表記方法への対応？

[sudo] password for elmeruser:

Select an editor.  To change later, run 'select-editor'.
 1. /bin/nano        <---- easiest
 2. /usr/bin/vim.tiny

Choose 1-2 [1]:1
# 以下の行を追加
deb http://deb.debian.org/debian bookworm-backports main contrib non-free non-free-firmware

backportsからインストールしたmesa関係のパッケージ

sudo apt install -t bookworm-backports libd3dadapter9-mesa libegl-mesa0 libgl1-mesa-dri libglx-mesa0 libosmesa6 libwayland-egl1 mesa-drm-shim mesa-libgallium mesa-va-drivers mesa-vdpau-drivers mesa-vulkan-drivers libvkd3d-shader1 libvkd3d-utils1 libvkd3d1

Mesaのバージョン情報

$ glxinfo -B
name of display: :0
display: :0  screen: 0
direct rendering: Yes
Extended renderer info (GLX_MESA_query_renderer):
    Vendor: Microsoft Corporation (0xffffffff)
    Device: D3D12 (NVIDIA GeForce RTX 3060) (0xffffffff)
    Version: 25.0.4
    Accelerated: yes
    Video memory: 77538MB
    Unified memory: no
    Preferred profile: core (0x1)
    Max core profile version: 4.6
    Max compat profile version: 4.6
    Max GLES1 profile version: 1.1
    Max GLES[23] profile version: 3.1
...
OpenGL vendor string: Microsoft Corporation
OpenGL renderer string: D3D12 (NVIDIA GeForce RTX 3060)
OpenGL core profile version string: 4.6 (Core Profile) Mesa 25.0.4-1~bpo12+1
OpenGL core profile shading language version string: 4.60
OpenGL core profile context flags: (none)
OpenGL core profile profile mask: core profile

OpenGL version string: 4.6 (Compatibility Profile) Mesa 25.0.4-1~bpo12+1
OpenGL shading language version string: 4.60
OpenGL context flags: (none)
OpenGL profile mask: compatibility profile

OpenGL ES profile version string: OpenGL ES 3.1 Mesa 25.0.4-1~bpo12+1
OpenGL ES profile shading language version string: OpenGL ES GLSL ES 3.10