読み込んだビットマップを直接いじる

最終更新 2003 10/01

サンプルのダウンロード → API_Bitmap7.lzh(138k)

全ソースコード
#include <windows.h> //クラス名定義 #define CLASS_NAME "API_Bitmap7 Sample" //プロトタイプ宣言 LRESULT CALLBACK WinProc( HWND, UINT, WPARAM, LPARAM ); BOOL LoadBitmapImage( HWND, HDC *, HBITMAP *, LPCSTR ); BOOL BlackOut( HBITMAP ); void QuitApp(); //グローバル変数 HDC g_hOrgDC = NULL; //元の絵のメモリＤＣ HDC g_hMemDC = NULL; //変更する絵のメモリＤＣ HBITMAP g_hOrgBmp = NULL; //元の絵のＢＭＰハンドル HBITMAP g_hBmp = NULL; //変更する絵のＢＭＰハンドル //メイン int WINAPI WinMain( HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nShowCmd ) { //ウィンドウクラス設定＆登録 { WNDCLASS wc; wc.cbClsExtra = 0; wc.cbWndExtra = 0; wc.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject( BLACK_BRUSH ); wc.hCursor = LoadCursor( NULL, IDC_ARROW ); wc.hIcon = LoadIcon( NULL, IDI_WINLOGO ); wc.hInstance = hInstance; wc.lpfnWndProc = WinProc; wc.lpszClassName = CLASS_NAME; wc.lpszMenuName = NULL; wc.style = 0; if( !RegisterClass( &wc ) ) return 1; } //ウィンドウ作成 HWND hWnd = CreateWindow( CLASS_NAME, CLASS_NAME, WS_CAPTION|WS_SYSMENU, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, 600, 300, NULL, NULL, hInstance, NULL ); if( hWnd == NULL ) return 1; //ビットマップ読み込み if( !LoadBitmapImage( hWnd, &g_hOrgDC, &g_hOrgBmp, "sample.bmp" ) ){ QuitApp(); return 1; } if( !LoadBitmapImage( hWnd, &g_hMemDC, &g_hBmp, "sample.bmp" ) ){ QuitApp(); return 1; } //ウィンドウ表示 ShowWindow( hWnd, SW_SHOWNORMAL ); UpdateWindow( hWnd ); //メッセージループ while( true ) { MSG msg; if( PeekMessage( &msg, NULL, 0, 0, PM_REMOVE ) ) { if( msg.message == WM_QUIT ) break; TranslateMessage( &msg ); DispatchMessage( &msg ); } else { HDC hDC = GetDC( hWnd ); //元の絵を表示 BitBlt( hDC, 0, 0, 300, 200, g_hOrgDC, 0, 0, SRCCOPY ); //メモリに読み込んだビットマップのピクセルを直接いじる処理 if( !BlackOut( g_hBmp ) ) { //絵が真っ暗になったら元に戻す BitBlt( g_hMemDC, 0, 0, 300, 200, g_hOrgDC, 0, 0, SRCCOPY ); } else { //いじった絵を表示 BitBlt( hDC, 300, 0, 300, 200, g_hMemDC, 0, 0, SRCCOPY ); } //説明表示 char text[256]; SetBkColor( hDC, RGB(0,0,0) ); SetTextColor( hDC, RGB(255,255,255) ); wsprintf( text, "元の絵" ); TextOut( hDC, 120, 220, text, lstrlen( text ) ); wsprintf( text, "変更中の絵" ); TextOut( hDC, 400, 220, text, lstrlen( text ) ); ReleaseDC( hWnd, hDC ); } } //後始末 QuitApp(); return 0; } //メッセージの対応 LRESULT CALLBACK WinProc( HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam ) { switch( uMsg ) { case WM_DESTROY: PostQuitMessage(0); break; } return DefWindowProc( hWnd, uMsg, wParam, lParam ); } //後始末 void QuitApp() { DeleteDC( g_hOrgDC ); DeleteDC( g_hMemDC ); DeleteObject( g_hOrgBmp ); DeleteObject( g_hBmp ); } //--------------------------------------------------------------------------------------- // BlackOut 関数 // ビットマップの色データを直接いじって絵を暗くする // 注意！ // ２４ｂｉｔのビットマップ以外では使えません // 引数 // hBmp ブラックアウトさせるビットマップのハンドル // 戻り値 // ブラックアウト途中 TRUE // ブラックアウト終了 FALSE //--------------------------------------------------------------------------------------- BOOL BlackOut( HBITMAP hBmp ) { //ビットマップオブジェクトを取得する BITMAP bmp; if( GetObject( hBmp, sizeof( BITMAP ), &bmp ) == 0 ) return FALSE; //ビット情報は bmp.bmBits に入ってる LPBYTE lpBitHead = (LPBYTE)bmp.bmBits; //絵のサイズ取得 DWORD dwSize = bmp.bmWidth * bmp.bmHeight; //全てのピクセルが暗くなったかどうかをカウント DWORD dwEndCount = 0; DWORD i; for( i = 0; i < dwSize; i++ ) { //ピクセル読み取り LPBYTE lpR = lpBitHead + i * 3 + 2; LPBYTE lpG = lpBitHead + i * 3 + 1; LPBYTE lpB = lpBitHead + i * 3; //ビットデータ変更（値を減らして絵を暗くする） if( *lpR > 0 ) ( *lpR )--; if( *lpG > 0 ) ( *lpG )--; if( *lpB > 0 ) ( *lpB )--; //データが０に（一番黒く）なったら終了カウンタを増やす if( *lpR == 0 || *lpG == 0 || *lpB == 0 ) dwEndCount++; } //全ての絵が暗くなったら終了 if( dwEndCount >= dwSize ) return FALSE; return TRUE; } //--------------------------------------------------------------------------------------- //　LoadBitmapImage 関数 //　 ファイルあるいはリソースからメモリへビットマップを読み込む // 引数 // hInstance インスタンスハンドル // hWnd ウィンドウハンドル // *memDC デバイスの識別するためのハンドル変数へのポインタ // *hBit 読み込むビットマップを識別するためのハンドル変数へのポインタ // lpImageName 読み込むビットマップのファイル名あるいはリソースＩＤ //　戻り値 // 読み込み成功 TRUE // 読み込み失敗 FALSE //---------------------------------------------------------------------------------------- BOOL LoadBitmapImage( HWND hWnd, HDC *pMemDC, HBITMAP *pHBit, LPCSTR lpImageName ) { //ＨＤＣ取得 HDC hDC = GetDC( hWnd ); //メモリＤＣ取得 *pMemDC = CreateCompatibleDC( hDC ); //ＨＤＣ解放 ReleaseDC( hWnd, hDC ); //まず lpImageName で指定された名前がリソースにあるかどうか調べて //あるならリソースから読み込む *pHBit = (HBITMAP)LoadImage( (HINSTANCE)GetWindowLong( hWnd, GWL_HINSTANCE ), MAKEINTRESOURCE( lpImageName ), IMAGE_BITMAP, 0, 0, LR_CREATEDIBSECTION ); //リソースにないときはファイルから読み込む if( *pHBit == NULL ) { *pHBit = (HBITMAP)LoadImage( NULL, lpImageName, IMAGE_BITMAP, 0, 0, LR_CREATEDIBSECTION | LR_LOADFROMFILE ); //ファイルにもなかったら失敗＆終了 if( *pHBit == NULL ) return FALSE; } //デバイスとビットマップを対応させる SelectObject( *pMemDC, *pHBit ); return TRUE; }

メモリに読み込んだビットマップのピクセルを直接いじるには SetPixel()
というＡＰＩ関数を使ってもできます。
でも、このＡＰＩ関数は処理速度がめちゃくちゃ遅いです。
そこで少しでも処理速度を上げようと思ったら、メモリに読み込んだ
ビットマップのピクセルを、自分でメモリにアクセスしていじる必要が
出てきます。

自分でいじるのはかなり面倒ですが、SetPixel() を使うよりも１０倍以上は
速いです。

メモリに読み込んだビットマップのピクセルデータが格納されている
ポインタを取得するには GetObject() 関数を使います。

使い方はサンプルのように

BITMAP bmp;
if( GetObject( hBmp, sizeof( BITMAP ), &bmp ) == 0 )
{
    //失敗
}
LPBYTE p = (LPBYTE)bmp.bmBits;

こんな感じでやると、p にピクセルデータの先頭アドレスのポインタが
入ってきます。

ここまではただ関数を呼べばいいだけなので簡単なのですが、実際に
ピクセルデータをいじるのがとても面倒です。

なぜなら、ビットマップには、モノクロ、１６色、２５６色、１６Ｂｉｔ
２４Ｂｉｔ、３２Ｂｉｔの６種類のタイプがあって、それぞれでピクセル
データのいじり方が変わります。

サンプルは２４Ｂｉｔのビットマップにしか対応していません。

全てのタイプのビットマップに対応させるのは面倒な上に無駄な手間が
かかるので、あまり考えない方がよいです。
対応させるとしても、２４Ｂｉｔと２５６色で十分だと思います。

ここでは２４Ｂｉｔのビットマップのいじりかたのみ説明します。



【色の仕組み】

まずは色の仕組みからですが、ビットマップの色は三原色という
３種類の色の組み合わせで全ての色を表現します。
三原色はＲＧＢと呼ばれていて、Ｒは赤、Ｇは緑、Ｂは青に対応して
います。（そのまんま・・・

絵の具のパレットと同じように、赤と青を混ぜると紫になって赤と緑を
混ぜると黄色になります。
絵の具は全部の色をごちゃまぜにすると黒に近い色になりますが
三原色の場合は白になります。

Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれに０〜２５５までのレベルがあって
０が一番暗い色、２５５が一番明るい色です。
Ｒを２５５にすると、一番明るい赤になります。

たとえば、Ｒ２５５、Ｇ１００、Ｂ２００　という組み合わせで
色を混ぜるとピンクになります。

白はＲ２５５、Ｇ２５５、Ｂ２５５
黒はＲ０、Ｇ０、Ｂ０

２４ＢｉｔのビットマップのビットデータはこのＲＧＢのデータが
絵のサイズ分、ずらっと並んでいる形になります。

Ｒ、Ｇ、Ｂはそれぞれ１バイト（０〜２５５）で表現するので
１ピクセル分のデータはＲとＧとＢで３バイトになります。



【データの並び順】

絵の左上（０，０）からＲＧＢの順番で並んでいてくれれば操作は
楽なのですが、どういうわけかウィンドウズのビットマップは
絵の上下左右が逆になった形で保存されています。

これはリトルエンディアンというメモリの格納方法に基づいているの
ですが・・・多分、データを上下逆に格納する方がＣＰＵとメモリとの
やり取りが楽というような理由なんでしょうが・・・使う側にとっては
やりにくくて仕方がないです・・・

実際に図にしてみるとこんな感じです

絵の右下
       BGR(4,4) BGR(3,4) BGR(2,4) BGR(1,4) BGR(0,4)
       BGR(4,3) BGR(3,3) BGR(2,3) BGR(1,3) BGR(0,3)
       BGR(4,2) BGR(3,2) BGR(2,2) BGR(1,2) BGR(0,2)
       BGR(4,1) BGR(3,1) BGR(2,1) BGR(1,1) BGR(0,1)
       BGR(4,0) BGR(3,0) BGR(2,0) BGR(1,0) BGR(0,0)
                                                  絵の左上

本来、ＲＧＢの順番で並んでいるデータの後ろから読み取る形になるので
実際はＢＧＲの順番でデータは並んでいます。



【データの並び順の注意】

ウィンドウズ標準のビットマップは先ほど説明した通り、上下左右が
逆になった形で保存されていますが、絵を書くときに使ったソフトに
よっては、そのままの状態で保存されているケースも考えられます。

そういう場合はどうすればよいのかというと、ビットマップのヘッダ
情報を調べます。

BITMAP bmp;
if( GetObject( hBmp, sizeof( BITMAP ), &bmp ) == 0 )
{
    //失敗
}

//ヘッダ情報を取得
DIBSECTION dib;
if( GetObject( hBmp, sizeof( DIBSECTION ), &dib ) == 0 )
{
    //失敗
}

//ビットデータの先頭ポインタ取得
LPBYTE p = (LPBYTE)bmp.bmBits;

if( dib.dsBmih.biHeight == 0 )
{
    //高さが０の絵（エラー）
}

if( dib.dsBmih.biHeight < 0 )
{
    /*
        ピクセルデータは絵の左上から右下へ向かって
        保存されている
        （そのまま）
    */
}
else
{
    /*
        ピクセルデータは絵の右下から左上へ向かって
        保存されている
        （上下左右逆）
    */
}


実際にテストしていないのでどうか分かりませんが、こんな感じで
ビットマップのヘッダ情報はとってこれると思います。

で、ビットデータの並び順がそのままか、上下左右逆かでピクセルの
書き込み位置・読み取り位置を変えれば良いわけです。



【ピクセルをいじる関数を作ってみる】

サンプルとして、メモリに読み込んだビットマップのピクセルを
直接いじる関数を作ってみます。


●ピクセルに色を設定する関数

//ピクセルの色を設定
BOOL SetPixel(
    HBITMAP hBmp,
    DWORD x, DWORD y,
    COLORREF color
)
{
    BITMAP bmp;
    if( GetObject( hBmp, sizeof( BITMAP ), &bmp ) == 0 )
        return FALSE;

    //ヘッダ情報が格納されているポインタを取得
    DIBSECTION dib;
    if( GetObject( hBmp, sizeof( DIBSECTION ), &dib ) == 0 )
        return FALSE;

    //高さが０の絵・・・ありえないからエラーを返す
    if( dib.dsBmih.biHeight == 0 ) return FALSE;
    
    //色のそれぞれの要素(RGB)を取得
    BYTE r = GetRValue( color );
    BYTE g = GetGValue( color );
    BYTE b = GetBValue( color );
    
    //ビットデータの先頭ポインタ取得
    LPBYTE p = (LPBYTE)bmp.bmBits;

    if( dib.dsBmih.biHeight < 0 )
    {
        //ビットデータはそのままの形
        
        //書き込み位置を計算
        p += ( bmp.bmWidth * y + x ) * 3;
        
        *p = r;         //赤の要素を書き込み
        *( p + 1 ) = g; //緑の要素を書き込み
        *( p + 2 ) = b; //青の要素を書き込み
    }
    else
    {
        //ビットデータは上下左右逆の形
        
        //書き込み位置を計算
        p += ( bmp.bmWidth * bmp.bmHeight * 3 )
            - ( bmp.bmWidth * y + （ bmp.bmWidth - x ) ) * 3;
        
        *( p + 2 ) = r; //赤の要素を書き込み
        *( p + 1 ) = g; //緑の要素を書き込み
        *p = b;         //青の要素を書き込み
    }
    
    return TRUE;
}


【使い方】

HDC hMemDC;
HBITMAP hBmp;

// hMemDC と hBmp を使ってビットマップをメモリに読み込む
// 読み込み方は前の項を見て下さい

// 読み込んだビットマップの ( 10, 10 ) の位置に赤い点を打つ 
SetPixel( hBmp, 10, 10, RGB( 256, 0, 0 ) );



●ピクセルを読み取る関数

//ピクセルの色を読み取り
BOOL GetPixel(
    HBITMAP hBmp,
    DWORD x, DWORD y,
    COLORREF *pColor
)
{
    BITMAP bmp;
    if( GetObject( hBmp, sizeof( BITMAP ), &bmp ) == 0 )
        return FALSE;

    LPBYTE p = (LPBYTE)bmp.bmBits;

    //ヘッダ情報が格納されているポインタを取得
    DIBSECTION dib;
    if( GetObject( hBmp, sizeof( DIBSECTION ), &dib ) == 0 )
        return FALSE;

    //高さが０の絵・・・ありえないからエラーを返す
    if( dib.dsBmih.biHeight == 0 ) return FALSE;
    
    //色のそれぞれの要素(RGB)を取得する変数
    BYTE r, g, b;
    
    if( dib.dsBmih.biHeight < 0 )
    {
        //ビットデータはそのままの形
        
        //読み込み位置を計算
        p += ( bmp.bmWidth * y + x ) * 3;
        
        r = *p;         //赤の要素を読み込み
        g = *( p + 1 ); //緑の要素を読み込み
        b = *( p + 2 ); //青の要素を読み込み
    }
    else
    {
        //ビットデータは上下左右逆の形
        
        //読み込み位置を計算
        p += ( bmp.bmWidth * bmp.bmHeight * 3 )
            - ( bmp.bmWidth * y + ( bmp.bmWidth - x ) ) * 3;
        
        r = *( p + 2 ); //赤の要素を読み込み
        g = *( p + 1 ); //緑の要素を読み込み
        b = *p;         //青の要素を読み込み
    }

    //個別に受け取った r,g,b の値を COLORREF 形式に変換
    *pColor = ( b << 16 ) + ( g << 8 ) + r;

    return TRUE;
}


【使い方】

HDC hMemDC;
HBITMAP hBmp;

// hMemDC と hBmp を使ってビットマップをメモリに読み込む
// 読み込み方は前の項を見て下さい

// 読み込んだビットマップの ( 4, 8 ) の位置の色を読み取る
COLORREF color;
GetPixel( hBmp, 4, 8, &color );

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