Windows プログラミング

【解説編】ウインドウを作らずにOpenGLでレンダリングする方法

先日、ウインドウの作成なしにOpenGLでレンダリングする方法として、以下の記事にサンプルコードを載せました。

記事の中ではコードの解説は一切していなかったので、あらためて以下に解説をまとめたいと思います。あくまでも私自身の理解を書き連ねているだけなので、間違いなどあるかもしれません。もし間違いにお気づきの方はコメントいただけると嬉しいです。

OpenGLのレンダリングに必要な要素

まず、具体的なコードの解説に入る前に、OpenGLのレンダリングに必要な要素のお話しです。

OpenGLでレンダリングするには「レンダリングコンテキスト(以下RC)」というデータを用意する必要があります。RCはOpenGLの内部状態を管理するために用いられます。OpenGLのプログラミングは、このRCにあれやこれやと命令を出していくイメージです。

通常、RCは「ハンドルデバイスコンテキスト(以下HDC)」という別のデータから作られます。HDCとは表示デバイスを抽象化したデータ構造体で、Windows内で表示デバイスごとの差を意識させない描画の仕組みを提供しています。

そして、このHDCはどこにあるのかというと、一般的にはGUIウインドウだったりします。つまり、以下の図のような、GUIウインドウから始まりRCに至るまでのつながりが、WindowsにおけるOpenGLの前提にあります。

ウインドウなしでレンダリングするには?

上記の仕組みで考えれば、OpenGLにはRCさえあれば良いので、そこにGUIウインドウの有無は関係ありません。つまり、ウインドウに依存しない形でHDCを用意し、そこからRCを作成することができれば、ウインドウなしでOpenGLのレンダリングができることになります。

そして、その考え方で作ったのが前回の記事で掲載したサンプルコードになります。

コードの解説

HDCの作成

まず、ウインドウに依存しないHDCを作成します。このHDCは別名「メモリデバイスコンテキスト」とも呼ばれるそうです。

CreateCompatibleDC関数は引数に渡したHDCと互換性のあるHDCを返してくれます。今回は元となるHDCがないのでNULLを渡していますが、この場合は現在の画面(ディスプレイ?)と互換性のあるHDCを返してくれます。

ビットマップの割り当て

作成したHDCは、初期状態では1×1の描画領域しか持ちません。そこで、描画領域として必要なサイズのビットマップを作成してHDCに割り当てます。

CreateDIBSection関数を使えば、第2引数に渡したBITMAPINFO構造体の中身に従ってビットマップのオブジェクトを作成できます。こうして作成したビットマップをSelectObject関数でHDCに割り当てておきます。

また、HDCにはピクセルの持つ情報の定義として「ピクセルフォーマット」を設定する必要があります。PIXELFORMATDESCRIPTOR構造体に必要な情報を定義した上で、ChoosePixelFormat関数を使って該当するピクセルフォーマットのインデックスを取得し、そのインデックスをHDCに指定してあげればOKです。

RCの作成と有効化

ここまでの処理でHDCの準備は完了です。続いて、RCの作成と有効化を行います。

まず、wglCreateContext関数でHDCを元にRCを作成します。しかし、RCは作成しただけではレンダリングに利用されません。そこで、wglMakeCurrent関数を使って、OpenGLに対して「このRCに対してレンダリングしてね」と指示する必要があります。

これでOpenGLによるレンダリング準備は完了です。あとはOpenGLのAPIを叩けば、そこでの指示に応じたレンダリングが実行されます。

レンダリング結果を取り出す

せっかくレンダリングができても、そのデータを取り出すことができなければ意味がありません。OpenGLによるレンダリング結果を取り出すには、glReadPixels関数を使います。

サンプルコード中では、取り出したデータを格納する箱としてOpenCVのIplImageを使っています。今回はピクセルフォーマットに32bitのRGBA形式(4チャンネル)を指定しているので、作成するIplImageもその形式に合わせています。

以上がコードの解説になります。OpenGLに加えてWindows APIの知識も必要になるので、ややこしいところが多いかと思います。特にWindows APIについては、私も完全に理解していない部分もあるので、より詳細を知りたい方はMicrosoftのリファレンスページなどを調べてみると良いかと思います。

ではではノシ

関連記事

Linux

2019/10/6

Docker + Growiでイントラ向けWikiを立ち上げる

チーム開発をしていくうえで、課題の1つになるのが情報共有です。チームの歴史が長いと経験値は溜まっていきますが、それらが情報として整理されていないとメンバー交代時などに大きなコストが発生します。 そこで、イントラ向けのナレッジベース(Wiki)を探していたところ、Growiという良さげなOSSを見つけたので、お試し環境を立ち上げてみることにしました。手元の環境はUbuntu18.04ですが、Linuxであれば大体同じような手順になると思います。 目次1 Dockerのインストール2 Growiの準備2.1 ...

この記事を読む

Linux

2019/8/14

カゴヤVPSで自分専用の開発環境を立ち上げてみた

どこからでもアクセスできる自分専用の開発環境が欲しい…。 そんな願いを叶えるべく、VPSのことを調べていたのですが、いままで「なんか難しそう…」と尻込みしていました。しかし、最近は値段も安くて扱いやすいVPSも増えてきたので、この機会に試してみることにしました。 ということで、今回はVPSを契約して最低限の環境を立ち上げるまでの備忘録です。 目次1 VPSについて1.1 VPSって何?1.2 カゴヤのVPSを契約してみた2 手順1:インスタンスを立ち上げる3 手順2:インスタンスにSSH接続する4 手順3 ...

この記事を読む

Windows

2019/5/5

Windows10で不要なブートエントリを削除する

Windowsのブートまわりで少しハマったので覚え書きです。 私のメインPCはWindows10とUbuntuのデュアルブートだったのですが、とある事情でUbuntuを削除しWindowsのみの構成に戻すことにしました。ちなみに、デュアルブート時の環境はこんな感じ(だったはず)。 元に戻したくなったときのことを考え、別HDD(ドライブB)にUbuntuとGRUBを入れ、GRUB経由でWindowsとUbuntuを立ち上げる形にしていました。 そのため、起動ドライブをWindowsのドライブ(ドライブA)に ...

この記事を読む

C言語 プログラミング

2018/12/25

mmapの下処理にftruncate関数を利用する

以前このブログで公開した記事の中に、C言語のmmap関数の使い方についてまとめた記事がありました。 Corgi Lab. ~備忘録のための技術ブログ~  3 shares 3 users 4 pocketsファイルの読み書きにmmapを使ってみるプログラムのループ中でファイルに何かしらのデータを書き込むとき、そのたびにwriteをしていたのではディスクへのI/Oが頻発してしまい、パフォーマンスに影響することがあります。「C言語だとそんなときはmmapを使うと良い」と ...

この記事を読む

Mac Linux

2018/12/2

Mac mini (2012) にUbuntu18.04をインストールしてみた

今年のアップデートにより、ついに旧型となってしまったMac mini(2012年モデル)。私の自宅にも箱に収められたままひっそりと眠るMac miniがありました。 約6年前のモデルと言うことで、最近のマシンから見ればスペック的に見劣りするPCになってしまいましたが、Linux機として運用するならまだまだ輝けるはず! ということで、今回はMac miniをUbuntu専用マシンとして復活させてみたので、その備忘録です。 目次1 用意するもの2 Ubuntuのインストール3 インストール後のセットアップ3. ...

この記事を読む

-Windows, プログラミング

Copyright© Corgi Lab. ~備忘録のための技術ブログ~ , 2019 All Rights Reserved.