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Beyond-KLE/keyboard-design-layers.md
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ewdernaandClaude Opus 5 2eb2867c13 IDX: キー番号の正本としてIDXレイヤーを確定し、MAPの参照をPHYへ移す
キー番号はPHYの幾何からもELCの配線からも導出できない決めごとなので、IDXが正本を持つ。
公開した基板のキー番号は他人のキーマップが依存する公開インターフェースであり、
出力のたびに生成し直さず固定する。

「最も重要な抽象化層」「最も欠けている層」という位置づけは誤りだったので落とした。
QMKのLAYOUTマクロの引数順、ZMKのmatrix transformのmap、KMKのcoord_mappingとして
既に存在していて、形式化されていないだけである。

あわせて2点。MAPはキー番号ではなくPHYのキーIDを参照する(IDXへの挿入でMAPがずれないため)。
IDXの保存形式は order: string[] とし、ELCのLEDChain.orderと同じく並びの位置を番号とする。

phase1-json-schema.md の P-1 を解消。

Journal: journal/2026-09-21-idx-necessity.md

Co-Authored-By: Claude Opus 5 <noreply@anthropic.com>
2026-09-21 08:52:27 +09:00

7.1 KiB

Beyond KLE: キーボード設計レイヤー構造とツール設計方針

背景

KLEの問題点

  • 物理配置と論理構造の混同: y座標や回転角度で行を判定するため、カラムスタッガードや曲線配列で大量の行が生成される
  • データモデルの限界: 物理配置(PHY)のみを扱い、マトリックス座標やキーマップ情報を保持できない
  • VIAのhackyな対応: ラベルフィールドに"1,5"と入れてmatrix:[1,5]を表現

設計思想

  • 「Better KLE」ではなく「Beyond KLE」: UIではなくデータモデルとワークフロー全体の再設計
  • UNIX哲学の適用: 小さな役割のツールがそれぞれしっかり機能する
  • 統合環境(IDE)の提供: 独立したツール群をオーケストレート

レイヤー構造

レイヤーは一列に積み上がらない。ELC・IDX・MAPはそれぞれ独立にPHYを参照する。 ELCはIDXを参照せず、IDXもELCを参照しない。MAPもIDXを参照しない。 他レイヤーからキーや部品を指す参照には、PHYのノードIDを使う。

1. PHYレイヤー (物理配置)

  • 役割: キーと部品の物理的な位置、サイズ、回転
  • 対応ツール: PCBエディタ、KLE
  • 出力: 相対座標の木(キー・クラスター・部品ノード)。各ノードはIDを持つ

2. ELCレイヤー (電気配線)

  • 役割: ピン提供者が提供する論理ピンと、各キーの端子・LEDの対応
  • 入力: PHYのノードID
  • 対応ツール: 回路図エディタ、ファームウェア
  • 出力: 提供者定義、キーごとの端子の接続先、LEDチェーン
  • 備考: 配線方式(マトリクス / direct / charlieplexing)を区分として選ばせず、端子の接続先の組み合わせとして表すため、非標準的な実装も同じ形で書ける
  • 備考: row / col は正本に持たない。QMKなどが要求する形は出力時に割り当てる

3. IDXレイヤー (キー識別)

  • 役割: PHYのキーに"キー番号"を与える
  • 入力: PHYのキーID
  • 対応ツール: QMKの LAYOUT マクロ、ZMKの matrix transform、KMKの coord_mapping
  • 出力: 番号を振るキーの並び。並びの位置がキー番号
  • 備考: キー番号はPHYの幾何からもELCの配線からも導出しない(導出すると、幾何の編集や再配線でキーマップがずれる)
  • 備考: キー番号は公開インターフェースであり、出力のたびに生成し直さず固定する
  • 備考: マトリックス座標とLEDの識別番号はIDXが持たない(どちらも配線で決まるためELCが持つ)
  • 備考: 既存のエコシステムでは、この並びが LAYOUT マクロの引数順などとして手書きされている。欠けている層ではなく、形式化されていない層

4. MAPレイヤー (キーマップ)

  • 役割: キーとキーコードの対応
  • 入力: PHYのキーID
  • 対応ツール: ファームウェア、VIA、Remap
  • 出力: レイヤー別キーコード
  • 備考: キーの参照にキー番号を使わない。配列としての並べ替えは、出力時にIDXの並び順で行う

5. IMEレイヤー (入力変換)

  • 役割: キーコードと実際の入力文字の対応
  • 対応ツール: OS
  • 備考: MAPレイヤー設計時に考慮が必要

ツール設計方針

個別ツール (独立動作可能)

PHY Editor

  • 物理配置の視覚的編集
  • KLE JSONの読み込み・書き出し
  • 出力: PHY JSON

Key Indexer

  • PHY JSONを入力
  • キーにキー番号を割り当て
  • 出力: IDX JSON

Wiring Editor

  • PHY JSONを入力
  • ピン提供者(マイコン、マルチプレクサ等)を置き、各キーの端子の接続先を指定
  • 視覚的に配線を確認
  • 出力: ELC JSON

Keymap Designer

  • PHY JSONを入力
  • レイヤー別キーコード割り当て
  • VIA/Remapとの互換性
  • 出力: MAP JSON

Firmware Generator

  • 全レイヤーの情報を統合
  • row / col など、ターゲットが要求する派生情報をここで割り当てる
  • QMK/VIA/KMK等へ変換
  • 出力: ターゲット固有の設定ファイル

統合環境 (IDE)

  • プロジェクトファイル: 全レイヤーの状態を一元管理
  • リアルタイムプレビュー: レイヤー間の依存関係を可視化
  • バージョン管理統合: テキストベース定義でgit管理
  • ワークフローサポート: ガイド付きウィザード、テンプレート

プロトコル設計

レイヤー間インターフェース

PHY → ELC
  Input:  ノードID + 配置
  Output: 提供者定義 + 端子の接続先 + LEDチェーン

PHY → IDX
  Input:  キーID + 配置
  Output: 番号を振るキーIDの並び

PHY → MAP
  Input:  キーID
  Output: レイヤー別キーコード

All → Firmware
  Output: QMK keyboard.json / VIA JSON / KMK .py

データフォーマット

  • JSON Schema で各レイヤーの入出力を定義
  • 後方互換性の維持 (KLE JSONからのインポート)
  • 拡張可能な設計 (3D配置、非標準マトリックス対応)

実装戦略

Phase 1: プロトコル策定

  • JSON Schemaでフォーマット定義
  • リファレンス実装(言語・構成は implementation-plan.md で選定)
  • CLIツールとして動作確認

Phase 2: 個別ツール開発

  • 各レイヤー用エディタを独立開発
  • 既存ツールからのインポート機能
  • 単独利用可能な設計

Phase 3: IDE統合

  • Electron/Tauri or Webアプリ
  • プロジェクト管理機能
  • ワークフロー支援

既存ツールとの関係

  • KLE: PHYデータを表示できる既存のビュワー。KLE JSONの読み書きで連携する
  • VIA/Remap: MAP Layerクライアントとして連携
  • QMK Configurator: Firmware Generatorのターゲット

配慮事項

学習コスト

  • テンプレートプロジェクト提供 (60%, Split等)
  • 簡易モード/詳細モードの切り替え
  • 段階的な機能開示

互換性

  • 既存KLE JSONの読み込み(PHYデータがなくても読める)
  • 段階的移行パスの提供
  • レガシーツールとの共存

次のステップ

  1. プロトコル仕様ドラフト作成
  2. GitHubでRFCリポジトリ立ち上げ
  3. 小規模コミュニティでフィードバック収集
  4. リファレンス実装の開発

未確認事項

P-1 アナログ値の解釈をどの層が持つか

  • 位置づけ: 未解決の問い。ELCは配線だけを持つと決めたため、生値から押下深さを出す変換の置き場が空いている
  • 現状の認識: センサの品種と出力特性はPCB設計ツール側、キャリブレーションは実機ごとの実測値で設計データではない、とまでは決まっている。残りをMAPに寄せるか、別の層を立てるかは未定
  • 格上げ条件: アナログ入力のキーボードを1つ通しで設計し、変換に必要な情報と、それを置く層をユーザーが決める