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

2020/3/28

SSHで公開鍵認証を設定する方法

これまでに何度かLinuxでサーバーを立てて遊んだりしていますが、毎回忘れてしまうのがSSHの公開鍵認証の設定方法です。一度設定してしまえば頻繁に触るものでもないので、ついつい忘却の彼方へ消えてしまいます(´・ω・`) この先、毎回調べなおすのも面倒なので、これを機に手順をまとめておくことにしました。ちなみに、サーバー(接続される側)がLinuxの想定です。 目次手順1:クライアント側で鍵ペアを作る手順2:サーバーに公開鍵を設定する手順3:SSHサーバーの設定 手順1:クライアント側で鍵ペアを作る まずは ...

この記事を読む

Flutter

2020/3/10

【Flutter】FutureBuilderで非同期にWidgetを生成する

ここ最近、Flutterでアプリを作ってきてある程度の知識がたまってきたので、徐々にこちらでもアウトプットしていこうと思います。 アプリの機能が複雑になってくると、外部との通信や重たい処理の終了を待ってからWidgetを生成したいときがあります。そんなときはFutureBuilderという仕組みを使うと簡単に非同期でWidgetが生成できます。 目次FutureBuilderの使い方builderについて非同期処理の状態を見る非同期処理の結果を取り出すまとめ参考 FutureBuilderの使い方 Fut ...

この記事を読む

日記 自作物

2020/3/7

FlutterでToDoアプリをつくってみた

最近、Flutterを使ったモバイルアプリの開発にハマっているのですが、前回このブログでも紹介した「SaltyStock」というアプリに続き、新しいアプリをリリースしました(・∀・) App Store‎CotoMemo‎CotoMemoはタブ型のToDoアプリです。仕事からプライベートまで、日々のやるべきこと(Coto)を気軽にメモ(Memo)する感覚で整理することができます。【主な機能】・タブによるタスク管理タブ毎にタスク整理ができるので、このアプリ1つで仕事もプライベートもあら... リリースしたの ...

この記事を読む

日記 自作物

2019/12/22

FlutterでiOS/Androidアプリを作ってみた

2019年の密かな目標の1つとして「スマホアプリを作ってリリースする」というのを掲げていたのですが、なんとか年内に達成することができました(・∀・) どうせ作るならiOS/Android両対応がいい!ということで、FlutterというGoogle製のフレームワークを使いました。開発したのは「SaltyStock」というアプリです。長期保有して塩漬け状態になっている株式銘柄を管理するというかなりニッチなアプリです笑。 「個人的にこういうのあったらいいな」というものを作ることができたので、概ね満足です。もし興 ...

この記事を読む

Linux

2020/3/10

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DockerのインストールGrowiの準備接続ポートの変更 ...

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~ , 2020 All Rights Reserved.