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Chapter.135 [ APIによる描画処理7:画像描画の仕組み編 ]

■いよいよ画像描画処理へ

前回までの講座では、API を用いた図形描画処理を扱いました。
既存の API だけで、矩形や楕円、直線などが描画できます。他にも扇形や多角形など、紹介しきれなかった図形描画関数もありますが、それはそれで、前回までの講座内容を理解できた人であれば、自分で調べて使いこなすことができるでしょう。基本さえわかってしまえば、それほど難しいものではありません。

さて、今回からは、いよいよ画像データを用いた描画処理へと内容が移っていきます。単なる図形の描画処理と比較すると、画像データを描画する一連の処理は非常に難易度が高くなり、且つ、複雑な処理を要求されます。

始めからこんなことを書いてしまうと脅しているのかと勘違いされてしまうかもしれませんが、API を用いた画像描画は、単なる図形描画に比べると多少難しい内容であることは間違いありません。しかしそこは怖気づくことなく、むしろ気合を入れて、がんばりましょう。

今回はまず、画像描画の仕組み編と題して、基本的な部分から解説していくことにします。実際問題、画像を画面上に描画すると言っても、それがどのような仕組みで、またどのような手順で行なわれるものなのか、その概念をまずはしっかり理解していただければと思います。


■様々な画像形式

画像データと一口に言っても、世の中には様々な画像データが存在します。
最も代表的なのは、拡張子が bmp で表されるウィンドウズビットマップ形式でしょう。他にも、写真データなどでよく使われる jpeg 形式や、アニメーションなどにも利用される gif 形式、web サイトなどで使われることが多くなってきた png 形式などもありますね。

API による画像の描画処理では、上記の様々な画像形式のうち bmp 形式のデータを使うことを基本とします。それ以外の形式が利用不可能なわけではありませんが、それはそれで敷居が高くなります。まずは、基本的なビットマップの使い方をしっかりマスターすることが最初の課題になるわけです。本講座でも、原則として bmp 形式の画像ファイルを用いて解説していきます。


■デバイスコンテキストとビットマップ

前回までの図形を描画する処理のなかで、ペンやブラシといったオブジェクトが登場しました。そして、ペンやブラシはデバイスコンテキストに含まれているオブジェクトであり、必要に応じて持ち替えながら処理を行なっていましたね。

実は、ビットマップも、ペンやブラシと同じように、デバイスコンテキストに選択させることで初めて利用できるようになるオブジェクトの一種です。
ペンオブジェクトを新しく生成し、デバイスコンテキストに選択させて線を引いたのと同じように、ビットマップもまた、生成してからデバイスコンテキストに関連付け、そこから次の処理を行ないます。

少し話が遡りますが、デバイスコンテキストは画材がワンセットになったようなものです……という話をしたのを憶えているでしょうか。ビットマップとは、その画材のなかの、言うなれば既に描き上がっている絵のようなものです。
デバイスコンテキストという画用紙の上に、ビットマップという絵を貼り付けることで、画面上に画像が描画されるわけですね。注意しなければならないのは、デバイスコンテキストに選択させられるペンやブラシがそれぞれひとつだけだったのと同様に、ビットマップもまた、関連付けられるのはひとつのビットマップオブジェクトのみです。もしも、複数の画像ファイルから、複数のビットマップを扱いたいと思うのなら、少なくとも複数のデバイスコンテキストを使いこなす必要があります。


■ビットブロック転送

API による画像の描画処理は、ビットブロック転送と呼ばれる技術によって実現することができます。
と、そんなふうにいきなり言われても、ビットブロック転送とはなんぞや! と思う人が大半ではないかと思います。

ビットブロック転送の詳細な定義を説明すると非常に長くなってしまうので、わかりやすくイメージしやすいように解説すると、ビットブロック転送とは言うなれば貼り絵のようなものです。
そして、先ほども書いたように、ビットマップオブジェクトは、常にデバイスコンテキストと関連付けられることによって利用できるものです。要は、元となるデバイスコンテキストから、別のデバイスコンテキストに対して、貼り絵の要領でビットマップデータを切り取って貼り付けていく処理こそがビットブロック転送だと考えてください。

実際の画用紙などに描かれた絵であれば、切り取って別のところに貼り付けてしまったらぽっかりと穴が開いてしまいますが、そこはパソコンの中にあるデータですから、当然のようにコピーすることが可能です。

画用紙の中に描かれた絵の、そのなかの一部だけ(あるいは全て)をコピーして、別の画用紙に貼り付ける……そんなイメージでビットブロック転送は行なわれます。また、これらの処理は非常に高速に動作します。仮に、1 秒間に 60 回の描画を行なうプログラムを組んだとして、貼り付ける作業を 100 回や 200回 程度、ループするたびに毎回行なったところで、まったく問題ない程度の速さです(もちろん動作するパソコンのスペックにもよりますが)。

この速さは、従来ユーザーフォーム上でイメージオブジェクトを使って行なっていた処理に比べると、とてつもない速さと言えます。そしてこの速さこそが、モード 4 、つまり API による描画処理を行なう最大の利点になるわけです。


■ビットブロック転送の基本

ビットブロック転送を行なうためには、BitBlt 関数という API を使います。

この API では、転送先のデバイスコンテキストはどれなのか、転送先の座標はどこなのか、また転送の元となるデバイスコンテキストはどれなのか、その座標はどの位置なのかなど、多くの引数を指定する必要があります。
引数が非常に多いので、一見すると使いこなすのが難しいように感じてしまうかもしれませんが、これは慣れてさえしまえばどうということのないレベルの話です。以下に、その宣言文と引数の意味を掲載しますので、とりあえず参考までに見てみてください。

Declare Function BitBlt Lib "gdi32" _
(ByVal hDestDC As Long, _ 転送先デバイスコンテキスト
ByVal x As Long, _ 転送先の X 座標(左上角の横位置)
ByVal y As Long, _ 転送先の Y 座標(左上角の縦位置)
ByVal nWidth As Long, _ 転送する横幅
ByVal nHeight As Long, _ 転送する縦幅
ByVal hSrcDC As Long, _ 転送元のデバイスコンテキスト
ByVal xSrc As Long, _ 転送元の X 座標(左上角の横位置)
ByVal ySrc As Long, _ 転送元の Y 座標(左上角の縦位置)
ByVal dwRop As Long) _ ラスタオペレーション
As Long


随分たくさんの引数があるということがわかると思います。
位置や、幅といった部分は、全てピクセル単位です。そして、転送先と転送元の都合ふたつのデバイスコンテキストのハンドルが必要になります。最もわかりにくいのが、一番最後の引数で指定されているラスタオペレーションだと思われますが、これについては、実際に使う段階になったらあらためて解説したいと思います。

詳細な使い方はさておき、この BitBlt 関数を使うことによって、デバイスコンテキストから、別のデバイスコンテキストに対してビットマップを転送することが可能です。

前回までの講座で、ユーザーフォームのデバイスコンテキストのハンドルを取得するところまではやりましたね。今後は、デバイスコンテキストを自前で複数用意して、そこにビットマップを関連付けたり、そこから画像データを転送することでユーザーフォーム上に画像を描画させたりといった処理を行なっていきます。

BitBlt 関数を駆使することによって、最終的にはマスク処理(余白部分の透過処理)など、高度な描画処理を実現することができます。まずは、API による画像の描画処理とはどういうことを指すのか、また、それはどのように実現されるのかを、なんとなくで構いませんのでイメージできるようにしておきましょう。


■まとめ

文章ばかりの味気ない講座になりましたが、内容を少しまとめてみましょう。

・画像描画に利用する画像形式は bmp 形式
・ビットマップはデバイスコンテキストに含まれるオブジェクト
・ビットマップはビットブロック転送によって描画される
・ビットブロック転送はデバイスコンテキスト間で行なわれる
・ビットブロック転送を行なうには BitBlt 関数を利用する

こんな感じですね。

重要なことは、ビットマップは、それ単体では描画処理に利用できないということです。少しわかりにくいかもしれませんが、ビットマップは、あくまでもデバイスコンテキストとワンセットで初めて利用することが可能になるオブジェクトなのですね。

ビットマップオブジェクトに画像データを読み込ませたあと、それを自前で用意したデバイスコンテキストに関連付けます。そして、そのビットマップを関連付けたデバイスコンテキストから、ユーザーフォームのデバイスコンテキストにビットブロック転送を行なうことで、初めて画像が画面上に現れます。

この大筋の流れが理解できていれば、今回の講座は修了したと言っていいでしょう。
一見すると面倒な処理のように見えますが、これこそが API による画像描画処理の基本になりますので、しっかり概念を理解しておいてください。

次回はいよいよ具体的なコードを掲載して解説していくことになりますが、新手の API もいくつか登場しますので、今回の講座の内容をいかに理解できているかが重要になってきます。

何度も言っていることですが、焦る必要はありません。しっかりと、そしてじっくりと、諦めずに取り組んでいきましょう。



■格言

ビットマップとデバイスコンテキストの関係について理解する
ビットブロック転送とはどんな処理なのかイメージできるようにしておく


今回は文章ばかりの内容となりましたが、次回からはガリガリと進めていきますので乞うご期待。

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