ソフトウェア設計及び演習2013

GDK2013::GdkPixbuf

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!!! GdkPixbuf とは
GTK, GDK を用いてプログラムを開発する際に、
画像データを簡単に扱えるようにする目的で作られたライブラリ

!! GdkPixbuf の特徴
GdkPixbuf では、pixmap ではなく pixbuf と呼ばれる画像領域が使われる．

!!!GdkPixbuf の主な特徴
* 多様なフォーマットの画像ファイルデータを読み込み、書き込み、表示ができる
* 読み込んだ画像データの加工（拡大縮小など）の関数も用意されている
* 画像データを二次元配列データとして処理するのが容易である．（読み込み画像に関係なくデータ形式が（RGB24bit+アルファ）に統一されるため．）

画像データ用に確保されたメモリ領域という意味では pixmap も pixbuf も同じだが、pixbuf には直接線を引いたり文字を書いたり等ができるわけではない

!!! GdkPixbuf を用いたプログラミング

!! （０）ヘッダファイル

8<
#include <gdk-pixbuf/gdk-pixbuf.h>
>8

!! （１）画像ファイルの pixbuf への読み込み

8<
GdkPixbuf* gdk_pixbuf_new_from_file (const char *filename, 
                                     GError **error);
>8

*[gdk_pixbuf_new_from_file|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-File-Loading.html#gdk-pixbuf-new-from-file] 
** 入門GTK+ 3版pdf：65（77）ページ

8<
GdkPixbuf* gdk_pixbuf_new_from_file_at_size (const char *filename, 
                                             int width, 
                                             int height, 
                                             GError **error);
>8

*[gdk_pixbuf_new_from_file_at_size|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-File-Loading.html#gdk-pixbuf-new-from-file-at-size] 
* 読み込み時にサイズを変更したいとき

8<
GdkPixbuf* gdk_pixbuf_new_from_file_at_scale (const char *filename,
                                              int width,
                                              int height,
                                              gboolean preserve_aspect_ratio,
                                              GError **error);
>8

*[gdk_pixbuf_new_from_file_at_scale|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-File-Loading.html#gdk-pixbuf-new-from-file-at-scale] 
* サイズを変更しつつ、アスペクト比を維持したいときは、こっち

以下の関数で読み込むと、画像データ自体がコンパイル後の実行ファイル内に格納されるので、
実行時に別途画像ファイルを用意する必要がなくなるが、
実行ファイルはその分大きくなる

8<
GdkPixbuf* gdk_pixbuf_new_from_xpm_data (const char **data);
>8

*[gdk_pixbuf_new_from_xpm_data|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-Image-Data-in-Memory.html#gdk-pixbuf-new-from-xpm-data] 
** 入門GTK+ 3版pdf：67（79）ページ

8<
GdkPixbuf* gdk_pixbuf_new_from_inline (gint data_length,
                                       const guint8 *data,
                                       gboolean copy_pixels,
                                       GError **error);
>8

*[gdk_pixbuf_new_from_inline|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-Image-Data-in-Memory.html#gdk-pixbuf-new-from-inline] 
** 入門GTK+ 3版pdf：67（79）ページ

! 使い方

8<
GdkPixbuf *pixbuf;

pixbuf = gdk_pixbuf_new_from_file( "foo.jpg", NULL );
>8

* filename に画像ファイル名を指定することで、必要な pixbuf 領域を生成し画像データを読み込む

! ここの環境で読み込める画像形式
||名前|説明|書き込み|スケーラブル|認識する拡張子
||ani|The ANI image format|　|　|ani
||bmp|The BMP image format|可|　|bmp
||gif|The GIF image format|　|　|gif
||icns|The ICNS image format|　|　|icns
||ico|The ICO image format|可|　|ico,cur
||jpeg2000|The JPEG 2000 image format|　|　|jp2,jpc,jpx,j2k,jpf
||jpeg|The JPEG image format|可|　|jpeg,jpe,jpg
||pcx|The PCX image format|　|　|pcx
||png|The PNG image format|可|　|png
||pnm|The PNM/PBM/PGM/PPM image format family|　|　|pnm,pbm,pgm,ppm
||qtif|The QTIF image format|　|　|qtif,qif
||ras|The Sun raster image format|　|　|ras
||svg|Scalable Vector Graphics|　|可|svg,svgz,svg.gz
||tga|The Targa image format|　|　|tga,targa
||tiff|The TIFF image format|可|　|tiff,tif
||wbmp|The WBMP image format|　|　|wbmp
||xbm|The XBM image format|　|　|xbm
||xpm|The XPM image format|　|　|xpm
||wmf|Windows Metafile|　|　|wmf,apm
||GdkPixdata|The GdkPixdata format|　|　|gdkp

!! （２）読み込んだ画像の各種情報の取得

8<
GdkColorspace gdk_pixbuf_get_colorspace       (const GdkPixbuf *pixbuf);
int           gdk_pixbuf_get_n_channels       (const GdkPixbuf *pixbuf);
gboolean      gdk_pixbuf_get_has_alpha        (const GdkPixbuf *pixbuf);
int           gdk_pixbuf_get_bits_per_sample  (const GdkPixbuf *pixbuf);
guchar*       gdk_pixbuf_get_pixels           (const GdkPixbuf *pixbuf);
int           gdk_pixbuf_get_width            (const GdkPixbuf *pixbuf);
int           gdk_pixbuf_get_height           (const GdkPixbuf *pixbuf);
int           gdk_pixbuf_get_rowstride        (const GdkPixbuf *pixbuf);
const gchar*  gdk_pixbuf_get_option           (GdkPixbuf *pixbuf, 
                                               const gchar *key);
>8

*[gdk_pixbuf_get_colorspace|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-The-GdkPixbuf-Structure.html#gdk-pixbuf-get-colorspace]
*[gdk_pixbuf_get_n_channels|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-The-GdkPixbuf-Structure.html#gdk-pixbuf-get-n-channels]
** 入門GTK+ 3版pdf：68（80）ページ
*[gdk_pixbuf_get_has_alpha|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-The-GdkPixbuf-Structure.html#gdk-pixbuf-get-has-alpha]
** 入門GTK+ 3版pdf：68（80）ページ
*[gdk_pixbuf_get_bits_per_sample|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-The-GdkPixbuf-Structure.html#gdk-pixbuf-get-bits-per-sample]
*[gdk_pixbuf_get_pixels|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-The-GdkPixbuf-Structure.html#gdk-pixbuf-get-pixels]
** 入門GTK+ 3版pdf：68（80）ページ
*[gdk_pixbuf_get_width|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-The-GdkPixbuf-Structure.html#gdk-pixbuf-get-width]      
** 入門GTK+ 3版pdf：68（80）ページ
*[gdk_pixbuf_get_height|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-The-GdkPixbuf-Structure.html#gdk-pixbuf-get-height]
** 入門GTK+ 3版pdf：68（80）ページ
*[gdk_pixbuf_get_rowstride|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-The-GdkPixbuf-Structure.html#gdk-pixbuf-get-rowstride]     
** 入門GTK+ 3版pdf：68（80）ページ
*[gdk_pixbuf_get_option|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-The-GdkPixbuf-Structure.html#gdk-pixbuf-get-option]

* 画像サイズを得る関数 gdk_pixbuf_get_width, gdk_pixbuf_get_height はよく使う

! GdkPixbufの構造
圧縮されていない画像データが "行列" のような形式で格納
* 行方向には画像の上から下まで順にピクセル・データが格納
* 各行は画像の左から右に向かってデータが格納
* 各ピクセル・データの終端は画像以外の何らかのデータが埋められている場合あり

下の図と計算式は「8ビット/チャンネル」の場合。たいていのデータはこの形式

((img GdkPixbuf.png))
8<
p = pixels + y * rowstride + x * channels

pixels = gdk_pixbuf_get_pixels(pixbuf);
rowstride = gdk_pixbuf_get_rowstride(pixbuf);
 channels = gdk_pixbuf_get_n_channels(pixbuf);
>8

!! （３）pixbuf の描画
8<
GtkWidget* gtk_image_new_from_pixbuf (GdkPixbuf *pixbuf);
>8

*[gtk_image_new_from_pixbuf|https://developer.gnome.org/gtk2/2.24/GtkImage.html#gtk-image-new-from-pixbuf]
** 入門GTK+ 3版pdf：70（82）ページ
* pixbuf から image を作って、コンテナ（ボタン、ウィンドウなど）にのせる

8<
GtkWidget* gtk_image_new_from_file (const gchar *filename);
>8

*[gtk_image_new_from_file|https://developer.gnome.org/gtk2/2.24/GtkImage.html#gtk-image-new-from-file]
** 入門GTK+ 3版pdf：69（81）ページ
* 特に加工するつもりがないのなら、ファイルを指定して image を作れば、GTK が勝手に gdk-pixbuf ライブラリを利用してファイルを読み込んでくれる

!! （４）画像の拡大・縮小、回転
8<
GdkPixbuf* gdk_pixbuf_scale_simple (const GdkPixbuf *src,
                                    int dest_width,
                                    int dest_height,
                                    GdkInterpType interp_type);
>8

*[gdk_pixbuf_scale_simple|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-Scaling.html#gdk-pixbuf-scale-simple]

8<
void gdk_pixbuf_scale (const GdkPixbuf *src,
                       GdkPixbuf *dest,
                       int dest_x, int dest_y,
                       int dest_width, int dest_height,
                       double offset_x, double offset_y,
                       double scale_x, double scale_y,
                       GdkInterpType interp_type);
>8

*[gdk_pixbuf_scale|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-Scaling.html#gdk-pixbuf-scale]

いずれも pixbuf の画像データの拡大・縮小をする関数。
上の関数では拡大・縮小後の画像の pixbuf を新たに生成してくれるが、
下の関数の場合には拡大・縮小された画像用の pixbuf を予め生成しておく必要がある

8<
GdkPixbuf* gdk_pixbuf_rotate_simple (const GdkPixbuf *src,
                                     GdkPixbufRotation angle);
>8

*[gdk_pixbuf_rotate_simple|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-Scaling.html#gdk-pixbuf-rotate-simple]
* 回転は90度単位でしかできない。
** 細かい回転はCairoで

!! その他の関数
以上のほかによく使われると思われる関数

! 空の pixbuf 領域を生成する

8<
GdkPixbuf* gdk_pixbuf_new (GdkColorspace colorspace,
                           gboolean has_alpha,
                           int bits_per_sample,
                           int width, int height);
>8

*[gdk_pixbuf_new|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-Image-Data-in-Memory.html#gdk-pixbuf-new]
** 入門GTK+ 3版pdf：66（78）ページ

! pixbuf に透過情報を追加する

8<
GdkPixbuf* gdk_pixbuf_add_alpha (const GdkPixbuf *pixbuf,
                                 gboolean substitute_color,
                                 guchar r, guchar g, guchar b);
>8

*[gdk_pixbuf_add_alpha|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-Utilities.html#gdk-pixbuf-add-alpha]

! pixbuf の一部を他の pixbuf へコピーする

8<
void gdk_pixbuf_copy_area (const GdkPixbuf *src_pixbuf,
                           int src_x, int src_y,
                           int width, int height,
                           GdkPixbuf *dest_pixbuf,
                           int dest_x, int dest_y);
>8

*[gdk_pixbuf_copy_area|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/gdk-pixbuf-Utilities.html#gdk-pixbuf-copy-area]

! ドローワブル領域（pixmap等）を pixbuf に変換する

8<
GdkPixbuf* gdk_pixbuf_get_from_drawable (GdkPixbuf *dest,
                                         GdkDrawable *src,
                                         GdkColormap *cmap,
                                         int src_x, int src_y,
                                         int dest_x, int dest_y,
                                         int width, int height);
>8

*[gdk_pixbuf_get_from_drawable|https://developer.gnome.org/gdk2/2.24/gdk2-Pixbufs.html#gdk-pixbuf-get-from-drawable]

この他にも画像ファイルへの保存等いろいろな関数があるが、
その他については[GDK-PixBuf Reference Manual|https://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/]を参照

また、GdkPixbuf の関数ではないが、使われなくなった pixbuf については以下の関数で領域を解放する必要がある

8<
void g_object_unref (gpointer object);
>8

*[g_object_unref|https://developer.gnome.org/gobject/2.34/gobject-The-Base-Object-Type.html#g-object-unref]

!! サンプル
! ソースプログラムの所在 
* 以下のsvnのリポジトリ
** https://svn.cis.iwate-u.ac.jp/svn/csd/nakaya/gdk_pixbuf/
! 実行手順
8<
 #svnから持ってくる（実行した直下にgdk_pixbufディレクトリができる）
 svn export https://svn.cis.iwate-u.ac.jp/svn/csd/nakaya/gdk_pixbuf/
 
 #持ってきたディレクトリに移動
 cd gdk_pixbuf
 
 #make
 make
 
 #実行
 ./gdk_pixbuf
>8

!! CairoでGdkPixbufのサンプル
* Cairoを使って，画像を拡大・縮小，回転，半透明化するサンプル
! ソースプログラムの所在 
* 以下のsvnのリポジトリ
** https://svn.cis.iwate-u.ac.jp/svn/csd/nakaya/cairo_pixbuf/
! 実行手順
8<
 #svnから持ってくる（実行した直下にcairo_pixbufディレクトリができる）
 svn export https://svn.cis.iwate-u.ac.jp/svn/csd/nakaya/cairo_pixbuf/
 
 #持ってきたディレクトリに移動
 cd cairo_pixbuf
 
 #make
 make
 
 #実行
 ./cairo_pixbuf
>8

!! リンク

* [GDK-PixBuf Reference Manual|http://developer.gnome.org/gdk-pixbuf/2.26/]
** gdk-pixbuf 2.26.5対応（システムは2.26.4、2013/10/24現在）、英語

* [[GDK2013::概要]]

* [[GDK2013::アニメーション]]

* [[GDK2013::イベント]]

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