基于 Sunshine + Moonlight 将平板作为 Linux 扩展屏方案

前言

作为开发者或极客，我们总觉得屏幕不够用。虽然市面上有不少便携显示器，但手边的 iPad、安卓平板甚至大屏手机其实就是一块绝佳的屏幕。

常见的将平板作为电脑副屏的方案（如 VNC、Deskreen）通常存在以下痛点：

• 延迟高：鼠标移动有明显的'飘'感。
• 画质差：压缩痕迹严重，看文字累眼。
• 收费：好用的商业软件（如 Duet Display）往往价格不菲。
• 只是镜像：很多方案只能镜像主屏，无法作为真正的扩展显示器使用。

本文将介绍一种低延迟、高画质、完全免费的'硬核'方案：利用开源游戏流媒体工具 Sunshine (服务端) 和 Moonlight (客户端)，配合 NVIDIA 显卡 的虚拟显示技术，在 Linux (Ubuntu 24.04) 上'无中生有'地创造出一块虚拟屏幕，并将其流式传输到你的平板上。

核心优势：

• 极低延迟：基于主要用于云游戏的流媒体技术，局域网内延迟通常低于 10ms。
• 真·扩展屏：不是镜像，而是系统层面识别出的独立显示器，窗口可以拖过去。
• 纯软件实现：无需购买显卡欺骗器（Dummy Plug）等硬件。

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方案原理

核心思路

1. 虚拟显示器：利用 NVIDIA 驱动的特性，在 X11 系统中强制开启一个物理上不存在的显示接口（Virtual Display）。
2. 桌面扩展：操作系统将这个虚拟接口识别为真实显示器，你可以在系统设置里排列它的位置。
3. 定向推流：配置 Sunshine 仅捕获这个虚拟显示器的画面。
4. 客户端接收：平板上的 Moonlight 连接 Sunshine，显示画面并回传触摸/鼠标操作。

为什么选择 Sunshine + Moonlight？

Sunshine 是 NVIDIA GameStream 协议的开源实现。相比 VNC 等远程桌面协议，它利用 GPU 进行硬件编码（NVENC），效率极高，专为对延迟极度敏感的游戏场景设计，用来做桌面扩展简直是'降维打击'。

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环境与硬件要求

本教程基于以下笔记本环境进行配置：

• 操作系统: Ubuntu 24.04 LTS (使用 X11 窗口系统，暂不推荐 Wayland)
• 显卡配置: 双显卡笔记本
  • iGPU: Intel Iris Xe (负责内屏 eDP)
  • dGPU: NVIDIA RTX 3060 (负责外接 HDMI/DP)
• 显示设备:
  • 笔记本自带屏幕 (eDP-1)
  • 物理外接显示器 (HDMI-1-0)
  • 目标: 新增一个虚拟显示器 (DP-1-0) 推流给平板
• 客户端设备: 华为平板 (HarmonyOS 6.0) 、小米 pad5 pro 或任意安装 Moonlight 的设备

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详细配置步骤

第一步：安装 Sunshine 和 Moonlight

1. 客户端 (平板): 在应用商店下载 Moonlight Game Streaming，或者前往 Moonlight Android Github Releases 安装对应的 .apk 文件。

服务端 (PC): 前往 Sunshine GitHub Releases 下载适用于 Ubuntu 24.04 的 .deb 包并安装：

sudo apt install ./sunshine_*.deb

安装后启动 Sunshine 服务：

systemctl --user start sunshine
systemctl --user enable sunshine

第二步：攻克双显卡难关 —— 配置 Xorg

这是最关键也最容易踩坑的一步。在双显卡笔记本上，通常 Intel 核显负责内屏，NVIDIA 独显负责外接口。我们需要强制 NVIDIA 驱动开启一个并没有连接真实显示器的端口。

我们需要修改或创建 /etc/X11/xorg.conf。

1. 准备 EDID 文件
显卡需要 EDID 信息才知道显示器支持什么分辨率。既然是虚拟显示器，我们可以'借用'现有显示器的 EDID。
假设你已经连接了一个 HDMI 显示器（可以通过 xrandr 查看名称，如 HDMI-1-0 或在 /sys/class/drm/ 下查找）：

# 复制现有显示器的 EDID 到系统目录
sudo cp /sys/class/drm/card1-HDMI-A-1/edid /etc/X11/edid.bin
# 注意：路径中的 card1-HDMI-A-1 需根据你的实际情况调整，可能是 card0 或 card2

2. 编辑 /etc/X11/xorg.conf
备份原文件（如果有），然后写入以下配置。这段配置极其关键，请仔细阅读注释：

Section "ServerLayout"
    Identifier "Layout0"
    Screen 0 "Screen0"
    # 定义第二个屏幕 Screen1，放在 Screen0 右边
    Screen 1 "Screen1" RightOf "Screen0"
    # 关键选项：允许 NVIDIA GPU 在有 Intel 核显的情况下独立管理屏幕
    Option "AllowNVIDIAGPUScreens"
EndSection

Section "Device"
    Identifier "intel"
    Driver "modesetting"
    # Intel 核显的总线 ID，使用 lspci | grep VGA 查看 (例如 00:02.0 对应 PCI:0:2:0)
    BusID "PCI:0:2:0"
EndSection

Section "Device"
    Identifier "nvidia"
    Driver "nvidia"
    # NVIDIA 独显的总线 ID (例如 01:00.0 对应 PCI:1:0:0)
    BusID "PCI:1:0:0"
    # 核心魔法：强制 NVIDIA 认为连接了两个显示器
    # DFP-0 是真实的物理外接显示器 (如果没接外接屏，这里可能只需要配置虚拟的)
    # DFP-1 是我们要伪造的虚拟显示器
    Option "ConnectedMonitor" "DFP-0,DFP-1"
    # 为虚拟显示器 DFP-1 指定我们刚才复制的 EDID 文件
    Option "CustomEDID" "DFP-1:/etc/X11/edid.bin"
    # 忽略 EDID 校验，允许强制设置分辨率
    Option "ModeValidation" "DFP-1:AllowNonEdidModes,NoMaxPClkCheck"
EndSection

Section "Screen"
    Identifier "Screen0"
    Device "intel"
EndSection

Section "Screen"
    Identifier "Screen1"
    Device "nvidia"
EndSection

配置解析：

• ConnectedMonitor: 欺骗驱动，让它以为特定端口上有显示器。
• CustomEDID: 赋予虚拟显示器'灵魂'，让系统知道它支持什么分辨率（1080p, 2k 等）。

保存后，重启电脑。

第三步：验证虚拟显示器

重启后，打开终端输入 xrandr。
如果配置成功，你应该能看到一个新的输出端口（例如 DP-1-0 或 DP-0）显示为 connected，并且可以设置分辨率。

此时，在 Ubuntu 的'设置 -> 显示器'中，你应该能看到这块新屏幕，并可以调整它的位置。

第四步：配置 Sunshine 锁定虚拟屏

现在我们需要告诉 Sunshine：'不要录制整个桌面，只录制这块虚拟屏幕'。

1. 打开 Sunshine Web 管理界面（通常是 https://localhost:47990）。
2. 进入 Configuration -> Audio/Video。
3. 找到 Output Name。这里不能随便填，需要填入系统的 Display ID。

如何查找正确的 Display ID？
查找方法如下。最准确的方法是查看 Sunshine 的日志。
在终端运行：

journalctl --user -u sunshine -f | grep "Detected display"

此时重启一下 Sunshine (systemctl --user restart sunshine)，观察日志输出。你会看到类似这样的信息：

... Info: Detected display: eDP-1 (id: 0) connected: true ...
Info: Detected display: HDMI-1-0 (id: 1) connected: true ...
Info: Detected display: DP-1-0 (id: 4) connected: true

这里 DP-1-0 就是我们的虚拟显示器，它的 id 是 4。

4. 修改 Sunshine 配置文件 ~/.config/sunshine/sunshine.conf (或者在 Web UI 中设置)：

[general]
# 刚才查到的 ID
output_name = 4

[video]
# 强制使用 X11 捕获模式，对虚拟显示器兼容性更好
capture = x11

[audio]
# 如果不需要平板发声，可以留空或配置 sink
# audio_sink =

第五步：调整屏幕布局 (xrandr)

为了让鼠标移动符合物理摆放，可以使用 xrandr 快速调整布局。
假设笔记本屏 (eDP-1) 在左，虚拟平板屏 (DP-1-0) 在中，外接显示器 (HDMI-1-0) 在右：

# 假设每个屏幕宽 2560
xrandr --output eDP-1 --pos 0x0 --output DP-1-0 --pos 2560x0 --output HDMI-1-0 --pos 5120x0

你可以将此命令保存为脚本，每次连接前运行。

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连接与使用

1. 平板连接 WiFi (建议 5GHz 频段)。
2. 打开 Moonlight，搜索局域网主机。
3. 点击连接，输入 PIN 码配对。
4. 在应用列表中选择 Desktop。

此时平板即显示 Ubuntu 扩展桌面。

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常见问题排查 (Troubleshooting)

Q1: Moonlight 报错 'Error 503' 或画面黑屏

• 原因: Sunshine 无法捕获指定的画面。
• 解法:
  1. 检查 output_name 是否填错了 ID，显示接口的 ID 在重启后可能会变，务必看日志。
  2. 尝试将 capture 模式改为 x11 (默认可能是 kms)。

Q2: Sunshine 日志提示 'Couldn't find monitor'

• 原因: 配置文件里的显示器名称或 ID 不存在。
• 解法: 确保虚拟显示器在 xrandr 中是 connected 状态。如果 xrandr 里都没有，说明 xorg.conf 配置失败。

Q3: 虚拟显示器分辨率不对/无法调整

• 原因: EDID 文件限制了分辨率。
• 解法: 使用 xrandr --addmode 手动添加分辨率，或者在 xorg.conf 的 ModeValidation 中确保添加了 AllowNonEdidModes。

Q4: 鼠标在平板上无法点击

• 原因: 权限问题或输入设备映射错误。
• 解法: 运行 sudo usermod -a -G input $USER 确保当前用户有输入设备权限，重启生效。

删除配置

如果后续需要移除所有配置，可以执行以下步骤：

• 删除配置文件

# 删除 sunshine 配置
rm -f ~/.config/sunshine/sunshine.conf
# 删除 xorg.conf 和 EDID 文件
sudo rm -f /etc/X11/xorg.conf /etc/X11/edid.bin
# 停止 sunshine
systemctl --user stop sunshine
# 重启电脑
sudo reboot

• 卸载 sunshine

# 卸载 sunshine（保留配置文件）
sudo dpkg -r sunshine
# 卸载并删除所有配置文件
sudo dpkg -P sunshine
# 重启电脑
sudo reboot