.lxs

01概要

フラグメントシェーダーは「各ピクセルに対して実行される関数」というたった一つの概念で、映像表現を不可逆に変えた。.lxs は同じ概念を照明に適用する ——「各フィクスチャに対して実行される関数」。

現在の照明コンソールのEffect機能は、実質的にパラメータ化されたLFO（sin波の振幅・周波数・位相を設定するだけ）。これは1990年代のGPU固定機能パイプラインと同じ段階。.lxs はプログラマブルシェーダーの導入に相当する。

// spiral-galaxy.lxs — これだけで32台のムービングライトが螺旋を描く

@meta { name: "Spiral Galaxy"; fixtures: 32; }

@params {
  speed:  float = 1.0  [0.1, 3.0];
  radius: float = 3.0  [0.5, 8.0];
}

@fixture main(i, t) {
  pan   = sin(t * speed * 2 + i * 0.196) * radius;
  tilt  = cos(t * speed * 1.5 + i * 0.392) * radius * 0.67;
  dim   = sin(t * 0.8) * cos(i * PI) * 0.3 + 0.7;
  red   = sin(t + i * 0.1) * 0.5 + 0.5;
  green = sin(t * 0.7 + i * 0.2 + TAU/3) * 0.5 + 0.5;
  blue  = sin(t * 1.3 + i * 0.3 + TAU*2/3) * 0.5 + 0.5;
}

02数学が拓く無限の表現

照明の世界で「エフェクト」と呼ばれてきたものは、実はsin波のパラメータ調整に過ぎなかった。振幅、周波数、位相 —— この3つの数値を変えるだけ。.lxs は「数式そのものを書く」ことを可能にし、表現空間を次元ごと拡張する。

5つの関数で、無限の表現

sin, cos, noise, fract, clamp —— たった5つの基本関数の組み合わせから、これまでコンソールでは不可能だったパターンが次々と生まれる。

パラダイムシフト: preset → equation

03構造的等価性

04言語構文

.lxs ファイルは4つのブロックで構成される。@meta と @fixture が必須、他は任意。GLSLを書いたことがある人なら5分で書き始められる。

組み込み関数

// 三角関数
sin(x)  cos(x)  tan(x)  asin(x)  acos(x)  atan2(y, x)

// 算術
abs(x)  sqrt(x)  pow(x, y)  exp(x)  log(x)  sign(x)

// 補間
lerp(a, b, t)  smoothstep(x)  mix(a, b, t)  step(edge, x)

// 範囲
min(a, b)  max(a, b)  clamp(x, lo, hi)  saturate(x)

// ノイズ
noise(x)  noise2(x, y)  fbm(x, octaves)

// 丸め
floor(x)  ceil(x)  round(x)  fmod(x, y)  fract(x)

05なぜスポットライト制御に最適か

ムービングライト（スポットライト）は本質的に「時間の関数で動く数学的オブジェクト」だ。Pan/Tilt は極座標の角度、Dimmer は振幅、Color は3次元ベクトル —— すべてが数値。.lxs の「数式ひとつで全チャンネルを制御する」アプローチは、この性質に完全に一致する。

全出力チャンネルが数値 = 数式で完全制御

ムービングライトのすべての出力チャンネルは連続的な数値だ。これは偶然ではなく、照明器具の物理的性質から来ている。だからこそ、数式ベースの制御が自然にフィットする。

// 呼吸する螺旋 — Pan/Tilt/Dim/Color が有機的に連動
@fixture main(i, t) {
  breath = sin(t * 0.4) * 0.5 + 0.5;       // 呼吸リズム
  pan   = sin(t + i * TAU) * (2 + breath * 4); // 呼吸で螺旋が広がる
  tilt  = cos(t * 0.7 + i * TAU) * (1.5 + breath * 3);
  dim   = breath * 0.6 + 0.3;               // 広がると明るく
  zoom  = 1.0 - breath * 0.5;               // 広がるとビーム絞る
  hue   = fract(t * 0.08 + i * 0.15);    // ゆっくり色相回転
  red   = saturate(abs(hue * 6 - 3) - 1);
  green = saturate(2 - abs(hue * 6 - 2));
  blue  = saturate(2 - abs(hue * 6 - 4));
}

06ライブデモ

32台のフィクスチャが .lxs の数式をリアルタイムに評価している。プリセットを切り替え、パラメータを調整して効果を確認。

07サンプル

10個のサンプル .lxs ファイルがリポジトリに含まれている。基本パターンから音声反応・レイヤー合成まで。

08アーキテクチャ

.lxs テキストはAST JSONにコンパイルされ、任意のランタイムで実行される。GLSLがSPIR-Vにコンパイルされるのと同じ二段構造。

ランタイム対応状況

09設計哲学

10起源

.lxs は SPOTLIGHT AI プロジェクトから生まれた —— 自然言語で照明の意図を伝え、AIが数式に変換し、grandMA3でリアルタイム実行するシステム。AST JSON フォーマットと Lua ランタイムは、テキスト構文を設計する前にライブパフォーマンスで検証された。

仕様策定、リファレンス実装、サンプルパターン、MA3互換ブリッジを含むリポジトリは GitHub で MIT ライセンスのもと公開されている。

11マルチグループ・パターンルーティング

実際のライブやインスタレーションでは、ステージ上に異なる種類のフィクスチャが混在する —— フロントウォッシュ、バックムービング、フロアライト、ピンスポット。すべてに同じパターンを適用するのは非現実的だ。グループごとに異なる .lxs パターンをアサインし、独立した速度・スケールで制御する必要がある。

グループ × パターン ルーティング

各グループは独立した .lxs パターンを持ち、個別のパラメータ値で動作する。グループ間の i（正規化インデックス）はそれぞれ 0–1 にリマップされるため、パターンはグループサイズに自動適応する。8台でも16台でも、同じ数式が同じ空間分布を描く。

SPATAI アプリ — グループ管理 UI

SPOTLIGHT AI（SPATAI）のコンパニオンアプリに、グループごとの .lxs パターンアサインメントと、パラメータのリアルタイム制御UIが必要になる。

技術アーキテクチャ

マルチグループ対応では、SPATAI アプリがルーターとして機能する。各グループに対して独立した AST JSON を保持し、独立した環境変数（i のリマップ、個別パラメータ値）で評価する。MA3 側では既にグループ概念が存在するため、グループ → フィクスチャのマッピングはコンソールのデータを参照する。

12grandMA3 への提案 — 次の進化

grandMA3 は世界最高の照明コンソールであり、Lua プラグイン環境を提供する数少ないプラットフォームだ。だからこそ、SPOTLIGHT AI と .lxs フォーマットを最初に実現できた。しかし現在の実装はプラグインによるワークアラウンドであり、コンソールネイティブの統合には至っていない。以下は、MA Lighting に向けた具体的な拡張提案である。

MA Lighting にとっての戦略的意義