CPUクロック20MHz RAM 16MBの LUNAで 30秒アニメGIF再生デモ / OSC2026Kyoto

2026/8/1(土)に行われたオープンソースカンファレンス2026京都の「NetBSDのご紹介」のセミナーで発表したスライドです。セミナー時のスライドからURLリンク追加など一部追記修正しています。

Transcript

1. オープンソースカンファレンス 2026 京都 LUNAでアニメーションGIF再生の限界にチャレンジ CPUクロック20MHz RAM 16MBの LUNAで 30秒アニメGIF再生デモ Izumi Tsutsui tsutsui@NetBSD.org 𝕏 (Twitter): @tsutsuii Mastodon: @tsutsuii@social.mikutter.hachune.net
2. まずはセミナーらしく いつもの 「NetBSDの解説」 と 「LUNAの紹介」 から
3. BSDとは？ •Berkeley Software Distribution •カリフォルニア大学バークレー校 で開発されたUNIX系OS •’70年代 UNIX研究として開発開始 •’80年代 ネットワーク機能、 仮想記憶など現代のOSの 基礎を築く •UNIXの進化と普及に貢献
4. 386BSD •Intel 80386プロセッサ向け •初のオープンソースUNIX系OS？ •4.3BSD Net/2ベース •企業や大学が主だった UNIX系OSが一般(?)の ユーザでも利用可能に •実は趣味プロジェクト だった、という話
5. NetBSD, FreeBSD •いずれも386BSDをベースとした パッチ集として開始  FreeBSD ➔ 性能重視、x86 PCをターゲット  NetBSD ➔ 設計重視、全CPUをターゲット
6. NetBSDの特長 •“Of course, it runs NetBSD” ➔特定の機種に依存しない設計 •“Reasonable Goal” ➔性能より「理にかなった」設計 •仮想記憶やデバイスドライバ等の 一貫性を持つインタフェース設計
7. NetBSDの特長 •いろんなCPUやデバイスで動く ➔組み込み系での採用例が多い https://www.ricoh.co.jp/-/media/Ricoh/Sites/co_jp/pdf/34211809/pro-8420y-8420ht-8410y-8410ht.pdf
8. NetBSD 11.0  OSC京都直前 7/30 深夜（日本時間）にタグ付け https://mail-index.netbsd.org/source-changes/2026/07/30/msg163395.html
9. 明日か明後日にでも アナウンスが出そうな 雰囲気ですが、 さすがにLUNA展示デモの 更新は間に合わなくて NetBSD/luna68k 11.0_RC7 での展示です
10. NetBSD 11.0 ハイライト 一応いろいろ更新あります •Nintendo Wii, WiiU (NetBSD/evbppc) 実は最速3コアPowerPCマシン？ いつもブース展示されてるやつです → •NetBSD/virt68k QEMUやnonoなどのm68kエミュレータ用 •NetBSD/riscv Allwinner D1, StarTech JH7100等のRISC-V SoC用 •NetBSD/m68k ソースコード共用化推進 luna68k固有更新はありませんがm68k周辺が地味に更新 ➔他のm68k更新は次回 9/12のOSC広島で紹介あるんじゃないかと… •NetBSD/hp300 HP9000/362, 382 Xサーバー 「私が書きました」案件 https://www.netbsd.org/releases/formal-11/NetBSD-11.0.html
11. NetBSD port maintainer  私 (tsutsui@NetBSD.org) の担当分
12. LUNAとは  よしだともこ先生のブロクより LUNAというのは、1980年代から1990年代 の初めごろにかけて、京都に本社を持つ オムロン株式会社が発売していた、 UNIXワークステーションの名前です （その当時、私はこの会社のUNIXワークス テーション開発部門で働いていました）
13. LUNAとBSD  4.4BSD/luna68k •純正OSは 4.3BSDベースの UniOS-B ▶SystemVベースの UniOS-Uもあり •前述の4.4BSDには LUNAサポートの ソースコードあり ▶OMRONの藤田さんがバークレー校で作業 ➔「次はLUNAですね」とNetBSD開発者に 狙われたのは自然な流れでした
14. OSC2011関西＠京都から15年  NetBSD/m68k Never die!  元々は「MC68030 workstation コラボ展示」  ご当地ということで LUNAをサプライズネタに 詳細はこちら http://www.ceres.dti.ne.jp/tsutsui/osc2011kyoto/index.html
15. 2011年OSC京都展示での反響  OMRON関係の方々に予想以上の反響 • 実行委員長のよしだともこ先生に感激いただく • 2日目にLUNAグッズを持ってきてくれた方も https://twitpic.com/5qeizb https://web.archive.org/web/20180401222750/http://movapic.com/ebijun/pic/3812352
16. OSC東京 2025年春 nanotodon + sayaka SNS×2 タイムライン
17. SNS認証重い問題 •16MBの初代LUNAだと認証や画像表示が 重くてちょっとキツい https://x.com/tsutsuii/status/1893540994148434253
18. SNSタイムライン垂れ流し 以外の展示デモ も なにか考えるべき？ というのを 試行錯誤してました
19. OSC京都 2023年 X.org 256色サーバーで MPlayerとか
20. 動画もイケる？ •LUNA-II は 68040 25MHz RAM 64MB で フレームバッファも256色対応 •640x480のDoomは「やや遅いかな？」 くらいで一応ゲームっぽく動く •MPlayer動画も 384x216 10fps 音声無し だとなんとか動画っぽく再生はできる ➔初代LUNAの 68030 20MHZ RAM 16MB 白黒Xサーバーでも動画再生できないか？ といろいろやってみたのが OSC2025京都
21. モノクロ対応Xアプリ？ •そもそもモノクロ対応のXアプリが少ない ➔GTKとかだと256色でも動作が怪しい •心当たりは 1994年製の xmris → •ウインドウマネージャーも twm くらいしかなさそう？ •AIに聞いてもほとんど出てこない •多くのアプリは起動しない or 白黒で潰れてまともに見えない
22. 試しにアニメGIFを動かしてみると •シンプルが売りの viewer の sxiv で モノクロのアニメGIF再生を試すと…… ▶モノクロ化済み 360x480 アニメGIFでも 1フレームあたり約15秒かかる (15spf) ➔紙芝居ですらない https://x.com/tsutsuii/status/1754568027902030066
23. 1989年製のアプリでも……? •モノクロ対応のビューア xv では？ Dithering with ’black’ and ’white’ •モノクロ画像を連続表示をさせてみても 画像を1枚開くたび10秒以上待たされる ➔実装を見ると、モノクロ画像の表示でも Xサーバー側が 1 bpp の場合は 無条件で 1 bpp ディザ変換が走る？
24. なぜモノクロ対応の Xアプリが少ないのか という理由について
25. 8 bpp フレームバッファの場合 8 bpp：１ドット＝１バイト | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 00 FF FF FF FF FF FF FF FF 00 00 00 00 00 FF 00 00 FF FF FF FF 00 00 00 00 FF FF FF FF FF FF FF •画像データは256色なら1ドット=1バイト フルカラーなら1ドット=3バイト •VRAMの読み書きは 1バイト単位 ➔事前に256色減色すればなんとかなる ✔そもそも1990年代は256色が一般的だった
26. 1 bpp フレームバッファの場合 1 bpp：１ドット＝１ビット |0 1 1 1 1 1 1 1|1 0 0 0 0 0 1 0|0 1 1 1 1 0 0 0|0 1 1 1 1 1 1 1| | 7F | 82 | 38 | 7F | •256色 1ドット=1バイト の画像でも 1ドットずつ1バイト中の8ビットに詰める という操作がVRAMアクセスで必要 ➔通常アプリはこれをXサーバーにお任せ つまり、描画するたび重い変換が走る？ ★モノクロ対応のためには自前で1 bppデータを用意必要？
27. 変換なしで表示するには？ •画像データを 1バイト=8ドットの形式で 持てば、VRAMへコピーだけで済むはず？ •おもむろに ChatGPTに書かせてみながら 聞いてみると、以下でイケるっぽい (1)gif libのライブラリで 8 bpp 形式で画像を読む (2)それを 1 bpp （1バイト=8ドット）形式に変換 (3)XCreateImage(3) で depth=1 のXImage を生成 (4)そこから XCreatePixmap(3) と XPutImage(3) で depth=1 の pixmap を生成 (5)その pixmap を XCopyPlane(3) で描画指示 等々 ➔つまりXserverは内部で1bpp形式もサポート ……しているが、ほとんど使われてないだけっぽい
28. そんな感じで ChatGPT に聞きながら アニメGIFモノクロ化ツール と モノクロXサーバーに最適化した モノクロアニメGIFプレーヤー を作って動画再生デモ展示したのが OSC2025京都でした
29. https://x.com/tsutsuii/status/1950152534678437974
30. ここまでが前振り(?)の 昨年のOSC京都展示まで のお話です
31. 今年のOSC京都 展示ネタを考えて 課題は２つ
32. 課題その① 緑色表示の液晶 OMRON印のCRT https://x.com/tsutsuii/status/1950152534678437974
33. 緑色表示の液晶 とは @OSC2024京都 https://x.com/tsutsuii/status/1817603982724092011
34. 過去の展示中にはよく 「なんで緑色なんですか？」 とか、そもそも 「どうやって液晶を つないでいるのか？」 とか 質問されてました
35. ディスプレー用信号線 •PC用ディスプレーは通常安価なVGA接続 •VGA線の中身は以下の構成 ①赤(R)信号 ②緑(G)信号 ③青(B)信号 ④水平同期(H-SYNC)信号 ⑤垂直同期(V-SYNC)信号 •一方、ワークステーション用は 高解像度対応でBNCコネクタの ケーブルが多かった https://ja.wikipedia.org/wiki/VGA%E7%AB%AF%E5%AD%90
36. シンク オン グリーン •BNCコネクタのケーブルは 高価・太い・ 5本もあると取り回しが大変、という問題 本体 R R 本体 R G G G B B B B H-SYNC H-SYNC H-SYNC H-SYNC V-SYNC V-SYNC V-SYNC V-SYNC ディスプレー ディスプレー R + •2つの同期信号のタイミングは 映像信号とは重ならないので、 緑信号に混ぜてしまえ、と いうのが Sync-on-Green 方式 ∈ G
37. LUNA用モノクロCRT仕様 •LUNA用モノクロフレームバッファは カラー用からRとBを削除したもの 本体 R G ディスプレー R + G ∈ B B H-SYNC H-SYNC V-SYNC V-SYNC •一部のNANAOやDELLのPC用 液晶は（なぜかDELLのは最近まで） Sync-on-Green 対応なので、 VGA緑の接続で緑一色で映る！ https://x.com/tsutsuii/status/1999656967795826914
38. 大昔は モノクロ用に 目に優しいグリーンモニタ などというものもあった のですが、 長時間見ているとややつらい のでなんとかしたい
39. OSC京都 2025 解決策 LUNA用純正モノクロ ブラウン管モニタ https://x.com/ebijun/status/1951800852118659278
40. OSC京都 2025 反省会 さすがにちょっと無理がありました •シンプルに重い（10kgくらい?） •いい感じの輸送用ケースがない→ •割れ物なので階段がツラい •60Hz走査線の描画で、 今どきのスマホだと シャッタースピードを 手動変更できないと いい感じの写真撮影が むずかしい
41. VGA白黒出力対応  原理は簡単 •緑(G)信号への同期信号混合をやめる •Gと同じ信号をRとBに分配して出してやる →R/G/B同じ明るさなら白に •同期信号を中から引っ張り出す R G B H-SYNC V-SYNC 本体 + 追加回路 ∈ VGA コネクタ
42. ChatGPTブーストでKiCAD設計
43. ChatGPTブーストでKiCAD設計
44. とりあえず回路図は人間で作成
45. ChatGPTダメ出し……
46. パターン引いて発注 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/116951866731970891
47. 月曜発注 木曜到着 週末製作 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/116982122524841937
48. ChatGPT フットプリントの罠  人間もやりがち •VGAコネクタは 上の列が 1〜5 下の列が 11〜15 •基板側は端子がL字形 で接続される ➔基板端面が 下側 11〜15 のはずが 見事に逆に… https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/116982383562642878
49. しょうがないので修正 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/116982496547264611
50. フレームバッファ側加工 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/116982122524841937 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/116986547592188814 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/116986689020684636
51. バックパネル加工 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/116986836908735999 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/116987130286735476
52. 取り付け https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/116987420550701989
53. 無事映った…と思いきやズレてる https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/116987487102270168 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/116987618426907678
54. ふたたびChatGPTトラップ
55. 同期信号反転回路をサクッと追加 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/116992284314879405 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/116992314412700268
56. というわけでやっとこさ改修完了 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/116992569418254738
57. これで 課題① VGA液晶白黒表示 は完了 スライドに載せるには ハード工作の方が写真映えする んですよね…
58. 課題その② 肝心のアニメGIF 再生コンテンツ https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/114931545967960422
59. 16MBでは Xserver 重すぎる問題 •LUNAのRAMは16MBで 起動後の空きは約12MB •さらにX.orgサーバーが数MB消費してる感 →フォントとかマウス処理とか背景とか •640x360モノクロ1画面容量は 約28KB •121frame 24fps で 4.8秒 3.4 MB 程度が限界 •fpsを落とすと見え方が微妙になったりする •短いループだといまいち展示映えしない ➔技術的には「すげぇ」と思ったのに、 展示としては「これだけ?」感が…… orz
60. 技術的に動いて満足して、 つい PC-6001 のデモ作成に のめり込んだせいですね…… https://x.com/tsutsuii/status/1948057523183059310
61. コンテンツ再生 解決策  Xserverが重いなら、直接書けばいいじゃない ▶思い出すのは 2013年 KOF展示 https://x.com/tsutsuii/status/398702685815181312
62. フレームバッファ描画方法 Xserverもやってることは同じ ①/dev/ttyE0 を open(2) する ②ioctl(2) でフレームバッファ情報を取得 ③mmap(2) でVRAMをアクセス可能にする ④ioctl(2) で直接描画モードに切り替え ➔プログラムから直接 1bpp VRAMが見える ✔去年の monoGIFPlay X版の描画部分を VRAM直接描画に書き換えるだけだよな …と思いつつ、いまいち面白味なくてサボってました
63. 困ったときの ChatGPT 頼み  材料とレシピを投げて設計書を書かせてみる •去年作った monoGIFPlay の GitHub を参照 •GIF入力処理と 1bpp データ作成までは同じ •画面表示だけ NetBSD wscons を使う •wscons使用例は mlterm GitHub の ui を参照 •具体的な手順は前のページ同様の手順を列挙
64. もう全部こいつでいいんじゃね？
65. ChatGPT仕様書レビュー 1回目 •「開始前の画面クリア」はオプションにして •空きメモリ12MB前提で、800x600, 640x480, 512x384 といったサイズで何フレームまで 現実的かという見積もりも書いて •メモリ使用量はGIFデコードと各フレームの ループ描画とは分けて検討して •誤記指摘はいいけどそれを仕様書に書かないで •改定欄は冒頭ではなくて末尾にまとめて書いて
66. 実装設計書 v2
67. ChatGPT仕様書レビュー 2回目 •だいたい良さそうなので monoGIFPlay 実装流 用前提で実装してみて、疑問点あれば挙げて •ループ再生中のアクティブメモリ量をなるべく GIFフレームデータに回せるように、つまり 再生可能フレーム数を増やせるような 動的メモリ設計として •アクティブでないメモリがスワップ領域に ページアウトされるのは影響ないので許容
68. 設計書に書く前に実装してくる
69. ChatGPT 教育的指導 •「再生可能フレーム数を増やせるような 動的メモリ設計としてください」に対して、 この設計方針自体はいいのですが、これだと v2 の設計書にある「3. 既存実装から流用する 処理」の定義から外れてませんか？ •提示してもらった実装を正にして良いので、 それに合わせて v3 として設計書も更新して ください •設計書承認なしで実装するのはダメですよ
70. 実装設計書 v3
71. ChatGPT に教えられたこと •アニメGIF再生データのような領域は malloc(3) より mmap(2) の匿名領域が有利 •mmap(2) 領域だと madvise(3) でメモリ管理の ページング挙動のヒントも与えられる （＝ページアウトされにくい・されやすいを をある程度コントロール可能）
72. 人間は仕様書をレビューするだけ •v3に X版と共用を見据えたI/F境界定義を追加 •v4としてGIF領域部分更新を見据えたフレーム データ構造修正（固定サイズ→可変サイズ） ➔ここまでで テストすると 一発でビルドも 動作もOK！？
73. 仕様と実装を順次追加 •v5 として -x, -y オプションの表示位置指定と -C のセンタリングオプションを追加 •これも一発で動作OK
74. これが7/23(木)で、 デモはできそうなので 背景画像を考え出す
75. 去年のKOFとOSC広島の背景 •これが良さげ？ といろいろ細工してみる
76. ディスプレーにGIFを出したい① •適当にレイヤー統合して目分量で回転
77. ディスプレーにGIFを出したい② •CRT面が長方形になる、かつ、X軸が8の倍数に なるように位置を合わせて拡大とトリミング
78. ディスプレーにGIFを出したい③ •モノクロ化して並行作業でいろいろ調整
79. さらに仕様と実装を順次追加 •v6 として -b オプションの背景読み込みと GIF→背景データ変換ツールの仕様を作成 •さらにChatGPTに CRT面サイズの 480x420で 適当なデモ動画を 作成させてテスト →これもＯＫ！
80. それっぽく動いたけど ChatGPTのデモGIFが あまりにショボいので 素材を探し始める
81. 行き着いたのがこちら •ニコニコ動画 リバースPさんによる ねんどろいどミクさんがDDR譜面を踊る動画 https://www.nicovideo.jp/watch/sm18646583
82. 行き着いたのがこちら https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/116975802574296764
83. モノクロアニメGIFデモ素材 ポイント •背景は無色 or ベタのほうがいい ➔2値化ディザすると混ざってしまう •セルアニメ調の絵の方が相性良い ➔ツヤや輪郭線があるとモノクロでも映える •顔の色が明るく出ているもの（逆光は厳しい） ➔画素数厳しいし 2値化するなら顔は白になるので •なるべくアップ、かつ、動きのあるもの ➔そうなると固定カメラ構図のものがベスト ✔ ねんどろミクさんDDR動画はすべて合格！
84. モノクロアニメGIF 変換方法 •切り抜きはさすがに AviUtl が楽 ➔こういうのはWindowsが強い感じ。 ついでに音声削除と 10fps (229フレーム) に変換 ✔最終版デモ仕様では 15fps 344フレーム に •ffmeg で mp4→アニメGIF変換 ➔どうせモノクロ化するのでディザ無しのほうが良い •昨年作成の animegif2mono で2値化 ➔ -d 2 -c 60 でいい感じでした •magick で見出し追加＋GIF矩形最適化 ➔disposeは monoGIFPlayが未対応なので none 指定
85. 時間軸が前後してますが これが 7/24(金)深夜で、 あまりに良かったので 週末のVGA変換基板作成が 加速したのでした
86. さらに背景画像をいろいろ調整 •微妙にCRT面のサイズを増やしたりとか
87. さらに背景画像をいろいろ調整 •微妙にCRT面のサイズを増やしたりとか
88. プレーヤーも仕様追加 •v7 で終了時画面復帰をオプションに（メモリ節約） •v8 でGIFの部分フレーム更新に対応して VRAM更新も8ドット単位矩形部分更新に対応 （これでOSC京都展示仕様としてFIX） ➔GIFデータは 480x420 15fps 344フレーム で データサイズは約6.5MB、ほぼswap使用無し！ （実再生速度は描画が遅くて 10.8fps 程度で30秒に）
89. うれしくてPSG BGMも作成 •いつも通り WaveToneと3MLで 2時間で採譜 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/116976519589569040
90. 自作P6PSGツール無双 •今まで作ったP6PSGドライバ用MMLコンパイラ とラズパイP6PSGドライバ演奏プレーヤーで 試聴と修正とついでにノイズパートも追加 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/116983176110221485 https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/117003980167628287
91. というわけで セミナースライドも 出来上がったので、 GIF再生+PSG演奏の 耐久試験させてた LUNAもこれから 梱包します！ 2026/8/1(土) 00:45
92. まとめ •LUNAで 30秒のモノクロ動画再生！ •PSGの BGMも鳴るマルチメディア！ •技術検証でChatGPT実装を活用 ➔仕様書レビューと仕様書指示がいい感じでした 🤔ただ「自分で作った料理は美味しい」感はナイ •展示デモはコンテンツも大事…… ➔素晴らしい動画をUPされたリバースPさんに感謝! •自分で作ったツールでデモを作成！ ➔これからもこんな感じで続けていきたいですね