Eu acho que posso tentar responder minha própria pergunta para a posteridade.
Então, depois de mais pesquisas, mesmo que eu não tenha encontrado nenhuma fonte conclusiva de informações, parece que não há muito que possa ser feito sobre isso no Windows 8.1.
Até onde eu posso imaginar, a escala de 8,1 dimensionará primeiro todos os elementos da interface do usuário e fontes para corresponder ao DPI necessário da tela highdpi e, em seguida, quando esses elementos precisarem ser exibidos em 'normal' 100% no monitor FullHD ele faz a re-amostragem de pixels para tornar o elemento menor. Daí as fontes difusas.
Eu acho que o problema está no fato de que redimensionar fontes e elementos nas versões atuais do Windows não pode ser feito em tempo real e requer que o usuário faça o login novamente. Daí porque eles têm que usar o reamostreamento de pixels.
Existem algumas soluções em que pensei: 1) Meu monitor 3k faz um trabalho decente de exibir as coisas em 1920x1080px. Usando o escalonamento legado do Windows (ou seja, um nível de escalonamento), defino o escalonamento para 125%, o que dá uma escala aceitável e ajuda a superar o leve desfoque da solução não-nativa. Longe de ser perfeito, mas funciona muito melhor do que o escalar nativo do Win 8.1.
2) Com o dimensionamento nativo do 8.1, o monitor secundário é inútil para qualquer aplicativo que suporte HighDPI, mas se você puder executar algo que não seja escalável (Skype, Spotify, etc.), tudo bem.
3) Você pode executar uma VM no monitor secundário.
4) Existe um hack para o Windows, que permite 'Sessões de Área de Trabalho Remota simultâneas'. Eu imagino que deve ser possível fazer o login em uma segunda conta de usuário no PC host usando RDP, onde o escalonamento DPI está desabilitado.
Se alguém tiver outras ideias ou tiver experiência com o modo como o Linux lida com a escala HighDPI de vários monitores, adoraria saber disso.