第626回でも紹介したように、現在ではUbuntu上で数多くのWindows用ゲームが動作するようになっています。第626回が公開された頃はベータ版の扱いであったProtonも、最近のSteamクライアントではデフォルトで有効化されており、設定をいじる必要すらありません[1]。そんなわけで今年のゴールデンウィークは家に引き籠って、Steamの積みゲーを崩すぞと意気込んでいる方もいるのではないでしょうか。

「ゲーミングPC」といったハイスペックなPCが存在することからも解るように、ゲームというのは現在のPC上で動かすコンテンツの中でも、PCのリソースを多く要求する部類に属します。特に最新のタイトルを4K解像度の最高画質で遊ぼうと思ったら、10万円を軽く越えるようなグラフィックボードが必要となることも珍しくありません。

ゲームがどれだけ快適に遊べるかの指標のひとつが「FPS」や「フレームレート」と呼ばれる数値です。FPSは「Frame Per Second」の略で、単位時間あたりに表示できるフレームの数を表しています。数値が大きくなるほど滑らかなヌルヌル描画となり、数値が小さくなるとカクカクとした、いわゆるコマ落ち状態となると思っておけばよいでしょう。

一般的な60Hzのディスプレイを使用しているのであれば、それと同じ60FPSに近い値をキープするのがひとつの目安です。これよりも大きくフレームレートが落ちると、ゲーム体験は著しく低下してしまいます。もしもフレームレートの低下が発生する場合は、画質を犠牲にしてでも、フレームレートを確保する方がよいでしょう。これはゲーム側の設定で解像度を下げたり、テクスチャの品質を落とすことで調整するのが一般的です。

ですが最適な設定を探るには、当然ですが現在のフレームレートを可視化できなければ始まりません。そこで今回は、UbuntuでSteamタイトルのFPSを計測する方法を紹介します。

Steamビルトインのフレームレート表示機能

Steamには現在のフレームレートを表示する機能が用意されています。Steamクライアントを起動したら、メニューから「Steam⁠」⁠→「⁠設定⁠」⁠→「⁠ゲーム中」を開きます。「⁠ゲーム中のフレームレート表示」はデフォルトで「オフ」に設定されていますので、ここをフレームレートを表示させたいお好みの位置に変更してください。「⁠OK」をクリックしてからゲームを起動すると、設定した位置にフレームレートが小さく表示されるようになります。本当にシンプルな表示ですが、フレームレートの低下が発生していないかのチェックには役立ちます。

OpenGLのゲームでフレームレートを表示させる

OpenGLを利用しているアプリでは、環境変数「GALLIUM_HUD」に表示させたい項目を指定することで、現在値と値の変化のグラフをオーバーレイ表示させることが可能です。

$ sudo apt install mesa-utils
$ GALLIUM_HUD=fps,frametime glxgears

OpenGLを利用したSteamのタイトルでこの機能を利用するには、タイトルごとに起動設定を変更するのが手軽です。ライブラリから設定したいタイトルを右クリックして「プロパティ」を表示します。「⁠一般」タブの「起動オプション」に、以下の内容を入力してください。

GALLIUM_HUD=fps,frametime %command%

環境変数GALLIUM_HUDに「help」を設定して実行すると、コンソールにヘルプが表示されます。より詳しい設定内容を知りたい場合は参考にしてください。

$ GALLIUM_HUD=help glxgears

DXVKのフレームレート表示機能

Direct3Dを用いているWindows専用タイトルは、API変換レイヤーを通し、クロスプラットフォームの3DグラフィックAPIであるVulkanに変換することで、Linux上で実行されています。こうしたタイトルでは、環境変数「DXVK_HUD」に項目を指定することで、フレームレートをはじめとした様々な情報をオーバーレイ表示させることができます。前述のOpenGLの例と同様に、ゲームのプロパティから起動オプションを以下のように設定してください。

DXVK_HUD=1 %command%

設定できる項目など、詳しくはDXVK HUDのドキュメントを参照してください。

MangoHudのインストール

フレームレートの低下が発生していないかのチェック程度であれば、これらの方法でも十分でしょう。ですがフレームレートの変化をもっと詳細に記録したり、それこそグラフィックボードのベンチマークを取りたいような場合は、ログの記録が可能な計測アプリを使うと便利です。Ubuntuで動作するフレームレート計測アプリとしては、MangoHudがあります。

MangoHudはUbuntuのリポジトリにパッケージがあり、APTでインストールすることも可能です。しかし筆者が試したところ、Ubuntu 22.04 LTSではパッケージからインストールしたバージョンは動作しなかったため、以下の手順でGitHubのソースからビルドしました。

$ git clone https://github.com/flightlessmango/MangoHud.git
$ cd MangoHud
$ ./build.sh build
$ ./build.sh install

MangoHudの設定

前述の手順でビルドとインストールを行うと、「⁠/usr/share/doc/mangohud/MangoHud.conf.example」に設定ファイルのサンプルがインストールされます。これをホームディレクトリ以下に、「⁠~/.config/MangoHud/MangoHud.conf」としてコピーします。

$ mkdir -p ~/.config/MangoHud
$ cp /usr/share/doc/mangohud/MangoHud.conf.example ~/.config/MangoHud/MangoHud.conf

基本的にはデフォルトの設定のままで動作するのですが、後述するログファイルの記録のため、output_folderの設定だけは行っておきましょう。「⁠~/.config/MangoHud/MangoHud.conf」をテキストエディタで開き、コメントアウトされている「output_folder」の行のコメントを解除（行頭の#を削除）します。そしてディレクトリのパスを自分のホームディレクトリに合わせて書き換えてください。

# output_folder=/home/<USERNAME>/mangologs
↓
output_folder=/home/mizuno/mangologs

ホームディレクトリ以下に「mangologs」ディレクトリを作成しておきましょう。

$ mkdir ~/mangologs

Steamのゲーム画面にMangoHudを表示するには、起動オプションを以下のように変更します。なおMangoHudは、OpenGL/Vulkanの両方に対応しています。

mangohud %command%

フレームレートを計測する

前述の起動オプションを設定した上でゲームを起動すると、画面左上にMangoHudが表示されます。

ゲームをプレイ中に、キーボードの左Shift+F2キーを押してください。フレームレートの記録が開始されます。そして再度同じキーを押すことで、記録を終了します。

ログは先ほどMangoHud.confファイルで指定したパスに、「⁠ゲームタイトル_記録日時.csv」という名前のCSVファイルとして出力されています。LibreOffice Calcで開いてみたのが以下の画像です。詳細な情報が時系列に記録されているため、スプレッドシートの機能を使えば、平均値を計算したり、最小値を見つけたりといった処理も簡単です。

また自分で集計するのが面倒だというのであれば、同じディレクトリ内に出力されているサマリーを見るのがよいでしょう。「⁠ゲームタイトル_記録日時_summary.csv」というファイルには、以下の項目がまとめられています。

• 0.1% Min FPS（下位0.1%のFPSの平均値）
• 1% Min FPS（下位1%のFPSの平均値）
• 97% Percentile FPS（97パーセンタイル値）
• Average FPS（FPSの平均値）
• GPU Load（GPU負荷）
• CPU Load（CPU負荷）

ゲームによっては画面暗転時やロード時など、瞬間的にフレームレートが低下、あるいは向上することがあります。そのため単純に最大/最小FPSや平均値を参照してしまうと、こうしたスパイクに引っぱられ、実際のゲーム中のFPSとは、大きく乖離した値が出てきてしまうこともあります。

そこでベンチマークではパーセンタイル値を使い、「⁠全体のxx%がこの値をクリアしている」といった見かたをすることが一般的となっています。MangoHudはサマリに97パーセンタイル値を表示します。この値が60FPS付近であれば、（⁠一瞬のスパイクではなく）通常のゲームプレイにおいて、最大で60FPSに近いフレームレートが出せていると考えてよいでしょう。

また0.1%と1%は、記録されたFPSをソートし、最低値から数えて全体の0.1%/1%に含まれる値の平均値です[2]。そのためこれらの値が高ければ、ゲーム全体を通じて極端にFPSが低下していないと言ってよいでしょう。

MangoHudを利用すれば、グラフィック設定をカスタマイズして自分なりの落とし所を探ることはもちろん、ゲームごとにグラフィックボードのベンチマークを取ることも簡単です。たまにはゲームを遊んでみたいけど、ゲームのためだけに高いグラボを買うのはちょっと……という方も多いでしょう。ですがフレームレートを参考にゲーム設定を見直してみると、普段使いのPCでも、意外とそこそこゲームが動いてしまうかもしれませんよ。

なお筆者はなんともならなかったので、RTX 3070を購入しました。