mieki256's diary

Windows10 x64 21H2 + Python 2.7.18 32bit 上では、1024 x 1024の画像を8倍(8192 x 8192)まで拡大表示した際にメモリエラーが発生していたのだけど。

Ubuntu Linux 20.04 LTS上なら、Python 2.7.18 64bit、Python 3.8.10 64bit、どちらも8倍まで拡大表示できた。

つまり、この問題は、Python や Pillow のバージョンが原因では無く、32bit版か否かに起因する、ということになるのだろう…。

Ubuntu Linux 20.04 LTS + Python 3.8.10 + Pillow 9.1.0 で動かした際、拡大縮小アルゴリズムの種類を示す Image.LANCZOS や Image.NEAREST という指定に対して警告が表示された。

$ python3 04_canvas_zoom4.py
04_canvas_zoom4.py:173: DeprecationWarning: LANCZOS is deprecated and will be removed in Pillow 10 (2023-07-01). Use Resampling.LANCZOS instead.
  self.im_pad = self.im.resize((w, h), Image.LANCZOS)

04_canvas_zoom4.py:194: DeprecationWarning: LANCZOS is deprecated and will be removed in Pillow 10 (2023-07-01). Use Resampling.LANCZOS instead.
  self.im_pad = ImageOps.pad(self.im, (cw - 4, ch - 4), method=Image.LANCZOS)

04_canvas_zoom4.py:179: DeprecationWarning: NEAREST is deprecated and will be removed in Pillow 10 (2023-07-01). Use Resampling.NEAREST or Dither.NONE instead.
  self.im_pad = self.im.resize((w, h), Image.NEAREST)

Image.LANCZOS や Image.NEAREST は Pillow 10.x で削除される予定らしい…。Image.Resampleing.LANCZOS や Image.Resampling.NEAREST と記述せよとのこと。

しかし、新しい記述の仕方をしたら、例えば Python 2.7.x + Pillow 6.x.x で動かないスクリプトになりそうな気がする…。まあ、以下のような書き方をすれば動きそう。たぶん。

            try:
                mkind = Image.Resampling.LANCZOS
            except Exception:
                mkind = Image.LANCZOS
            self.im_pad = self.im.resize((w, h), mkind)

そんなわけで、スクリプトを少し修正。Windows10 x64 21H2 上でも、Ubuntu Linux 20.04 LTS 上でも、どちらでも動いてくれた。

_04_canvas_zoom4.py


使用画像は以下。

_tex_1024.png

tkinter の PhotoImage についてググってたら、zoom や subsample という、拡大や縮小に使えるメソッドがあると知った。

• PhotoImage.zoom(n) : 整数倍(n倍)で拡大する。
• PhotoImage.subsample(n) : 整数分の一(1/n)で縮小する。

整数を指定することしかできないので、細かいリサイズはできないけれど、これらのメソッドを使えば、Pillow を使って画像をリサイズするのと比べて、メモリエラーが出にくいのではと思えてきた。Pillow の ImageTk.PhotoImage() に、リサイズ後の巨大な Image を渡してしまうとメモリエラーが発生するわけだけど、PhotoImage.zoom() を使って拡大処理をすれば、Pillow の ImageTk.PhotoImage() は元々の画像サイズで変換することになるので、メモリエラーを回避できるのでは、と…。

ということで、試してみた。

_01_photoimage_zoom.py

try:
    import Tkinter as tk
except Exception:
    import tkinter as tk

from PIL import Image, ImageTk


class App(tk.Frame):

    def __init__(self, master=None):
        tk.Frame.__init__(self, master)

        self.frm = tk.Frame(self.master)
        self.frm.pack(expand=1, fill=tk.BOTH)
        self.frm.rowconfigure(1, weight=1)
        self.frm.columnconfigure(2, weight=1)

        self.btn0 = tk.Button(self.frm, text="-", command=lambda: self.dec_ratio())
        self.btn1 = tk.Button(self.frm, text="+", command=lambda: self.inc_ratio())
        self.zoomstr = tk.StringVar()
        self.zoomlbl = tk.Label(self.frm, textvariable=self.zoomstr)
        self.btn0.grid(row=0, column=0, ipadx=4)
        self.btn1.grid(row=0, column=1, ipadx=4)
        self.zoomlbl.grid(row=0, column=2)

        self.canvas = tk.Canvas(self.frm, bg="#666666")
        self.canvas.grid(row=1, column=0, columnspan=3, sticky=tk.N + tk.S + tk.W + tk.E)

        self.im = Image.open("tex_1024.png")
        self.photo_image = ImageTk.PhotoImage(image=self.im)

        self.ratio = 1
        self.set_image()

    def set_image(self):
        self.canvas.delete("all")
        if self.ratio == 1:
            # 1:1
            self.zoomstr.set("%d%%" % (self.ratio * 100))
            self.zoom_image = self.photo_image
        elif self.ratio > 1:
            # zoom (x 2, 3, 4, ...)
            zm = int(self.ratio)
            self.zoomstr.set("%d%%" % (self.ratio * 100))
            self.zoom_image = self.photo_image._PhotoImage__photo.zoom(zm)
        else:
            # subsample (/ 2, 3, 4, ...)
            zm = -self.ratio
            r = int(100 / zm)
            self.zoomstr.set("%d%%" % r)
            self.zoom_image = self.photo_image._PhotoImage__photo.subsample(zm)

        self.canvas.create_image(0, 0, image=self.zoom_image, anchor=tk.NW)

    def inc_ratio(self):
        maxratio = 16
        if self.ratio < maxratio:
            self.ratio = self.ratio + 1
            self.ratio = min([maxratio, self.ratio])
            if -1 <= self.ratio <= 1:
                self.ratio = 1
            self.set_image()

    def dec_ratio(self):
        minratio = -10
        if self.ratio > minratio:
            self.ratio = self.ratio - 1
            self.ratio = max([minratio, self.ratio])
            if -1 <= self.ratio <= 0:
                self.ratio = -2
            self.set_image()


def main():
    root = tk.Tk()
    app = App(master=root)
    app.mainloop()


if __name__ == '__main__':
    main()

使用画像は以下。

_tex_1024.png

動作確認環境は以下。

• Windows10 x64 21H2 + Python 3.9.12 64bit + Pillow 9.1.0
• Windows10 x64 21H2 + Python 2.7.18 32bit + Pillow 6.2.2

py 01_photoimage_zoom.py で実行。以下のような感じで動作した。




Python 2.7.18 32bit + Pillow 6.2.2 で処理をした場合、1024 x 1024 の画像を8倍(8192 x 8192)まで拡大させるとメモリエラーが発生してしまうけれど。.zoom() を使うと、Python 2.7.18 32bit上で9倍(9216 x 9216)まで拡大してもメモリエラーは出なかった。

しかし、どこまでも拡大できるわけでもないようで…。11倍(11264 x 11264)まで拡大しようとしたらメモリエラーが発生した。

> py -2 01_photoimage_zoom.py
Exception in Tkinter callback
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Python\Python27\lib\lib-tk\Tkinter.py", line 1547, in __call__
    return self.func(*args)
  File "01_photoimage_zoom.py", line 32, in <lambda>
    self.btn1 = tk.Button(self.frm, text="+", command=lambda: self.inc_ratio())
  File "01_photoimage_zoom.py", line 75, in inc_ratio
    self.set_image()
  File "01_photoimage_zoom.py", line 58, in set_image
    self.zoom_image = self.photo_image._PhotoImage__photo.zoom(zm)
  File "C:\Python\Python27\lib\lib-tk\Tkinter.py", line 3400, in zoom
    self.tk.call(destImage, 'copy', self.name, '-zoom',x,y)
TclError: not enough free memory for image buffer

また、10倍(10240 x 10240)まで拡大してから、9倍に戻そうとしたら、そのタイミングでもメモリエラーが発生した。

ということで、.zoom() を使えば、Python 32bit版上でも、Pillow でリサイズ処理をする場合と比べて、もうちょっと大きく拡大表示ができることが分かった。ただ、拡大率を上げていくと、そのうちどこかでメモリエラーが発生するし、拡大すると処理時間が目に見えて遅くなるあたりはどちらも同じなので、五十歩百歩な感も否めない…。

余談。Pillow の ImageTk.PhotoImage() を使って得られた PhotoImage に対して、.zoom() や .subsample() を使いたい場合は、hoge._PhotoImage__photo.zoom(n) といった具合に記述するらしい。「._PhotoImage__photo.」を挿入することで、.zoom() 等が呼べるようになる模様。

_python - PhotoImage zoom - Stack Overflow
_Tkinter Photoimage | Delft Stack

wx.EVT_PAINT(self, self.OnPaint)
wx.EVT_SIZE(self, self.OnSize)
↓
self.Bind(wx.EVT_PAINT, self.OnPaint)
self.Bind(wx.EVT_SIZE, self.OnSize)

item = file_menu.Append(wx.ID_EXIT, text="&Exit")
↓
item = file_menu.Append(wx.ID_EXIT, "&Exit")

以前も少し調べてメモしていたことをすっかり忘れてた…。

_mieki256's diary - wxPython 4.1.1 を少し触ってる

上記の変更を反映させて、以前書いたスクリプトを修正してみた。画像をウインドウ内にドラッグアンドドロップ(DnD)すると画像を表示して、その画像をドラッグすると位置を移動できるスクリプト。

_drag_image.py

import wx

USE_BUFFERED_DC = True


class MyObj():

    """マウスドラッグで移動できるオブジェクト用クラス"""

    def __init__(self, bmp, x=0, y=0):
        """初期化"""
        self.bmp = bmp  # bitmapを記録
        self.pos = wx.Point(x, y)  # 表示位置を記録
        self.diff_pos = wx.Point(0, 0)

    def HitTest(self, pnt):
        """座標とアタリ判定"""
        rect = self.GetRect()  # 矩形領域を取得
        
        # 座標が矩形内に入ってるか調べる
        try:
            r = rect.InsideXY(pnt.x, pnt.y)
        except:
            r = rect.Contains(pnt.x, pnt.y)
        return r
        

    def GetRect(self):
        """矩形領域を返す"""
        return wx.Rect(self.pos.x, self.pos.y,
                       self.bmp.GetWidth(), self.bmp.GetHeight())

    def SavePosDiff(self, pnt):
        """
        マウス座標と自分の座標の相対値を記録。
        この情報がないと、画像をドラッグした時の表示位置がしっくりこない
        """
        self.diff_pos.x = self.pos.x - pnt.x
        self.diff_pos.y = self.pos.y - pnt.y

    def Draw(self, dc, select_enable):
        """与えられたDCを使って画像を描画"""
        try:
            have_bitmap = self.bmp.Ok()
        except:
            have_bitmap = self.bmp.IsOk()

        if not have_bitmap:
            return False
        
        r = self.GetRect()  # 矩形領域を取得

        # ペンを設定しないと何故か描画できない
        dc.SetPen(wx.Pen(wx.BLACK, 4))
        dc.DrawBitmap(self.bmp, r.x, r.y, True)  # 画像を描画

        if select_enable:
            # 画像枠を描画
            dc.SetBrush(wx.TRANSPARENT_BRUSH)  # 透明塗り潰し
            dc.SetPen(wx.Pen(wx.RED, 1))  # 赤い線を指定
            dc.DrawRectangle(r.x, r.y, r.width, r.height)  # 矩形を描画

        return True


class MyFileDropTarget(wx.FileDropTarget):
    """ドラッグアンドドロップ担当クラス"""

    def __init__(self, obj):
        """初期化"""
        wx.FileDropTarget.__init__(self)
        self.obj = obj  # ファイルのドロップ対象を覚えておく

    def OnDropFiles(self, x, y, filenames):
        """ファイルドロップ時"""
        self.obj.LoadImage(filenames)  # 親？の画像読み込みメソッドを呼ぶ
        return True


class MyFrame(wx.Frame):
    """ダブルバッファで表示するFrame"""

    def __init__(self, parent=None, title=""):
        """初期化"""
        wx.Frame.__init__(self, parent=parent, title=title, size=(800, 600))

        # PAINTイベント、SIZEイベントで呼ばれるメソッドを割り当てる
        self.Bind(wx.EVT_PAINT, self.OnPaint)
        self.Bind(wx.EVT_SIZE, self.OnSize)

        # マウスボタンを押した時に呼ばれるメソッドを割り当てる
        self.Bind(wx.EVT_LEFT_DOWN, self.OnMouseLeftDown)
        self.Bind(wx.EVT_LEFT_UP, self.OnMouseLeftUp)

        # マウスカーソルを動かした時に呼ばれるメソッドを割り当てる
        self.Bind(wx.EVT_MOTION, self.OnMouseMotion)

        # 画像格納用リストを初期化
        self.objs = []

        # マウスドラッグ処理用の変数を確保
        self.drag_obj = None
        self.drag_start_pos = wx.Point(0, 0)

        # 描画用バッファ初期化のために一度 OnSize() を呼ぶ
        self.OnSize()

        # ファイルドロップの対象をフレーム全体に
        self.droptarget = MyFileDropTarget(self)

        # ファイルドロップ受け入れを設定
        self.SetDropTarget(self.droptarget)

    def LoadImage(self, files):
        """D&Dされた画像をロードして描画"""
        x, y = 0, 0
        for filepath in files:
            b = wx.Bitmap(filepath)
            obj = MyObj(b, x, y)
            self.objs.append(obj)
            x += 32
            y += 32

        self.UpdateDrawing()  # 描画更新

    def OnSize(self, event=None):
        """ウインドウサイズが変更された時に呼ばれる処理"""
        size = self.ClientSize  # クライアントのウインドウサイズを取得

        # ウインドウサイズで、空の描画用バッファ(bitmap)を作成
        self._buffer = wx.Bitmap(*size)

        self.UpdateDrawing()  # 描画更新

    def UpdateDrawing(self):
        """描画更新"""
        dc = wx.MemoryDC()
        dc.SelectObject(self._buffer)

        self.Draw(dc)  # 実際の描画処理
        del dc  # Update()が呼ばれる前に MemoryDC を削除しておく必要がある

        # Falseを指定して背景を消さなくしたら画面のちらつきが出なくなった
        self.Refresh(eraseBackground=False)

        self.Update()

    def Draw(self, dc):
        """実際の描画処理"""
        dc.Clear()  # デバイスコンテキストでクリア
        for obj in self.objs:
            obj.Draw(dc, True)  # オブジェクトを描画

    def OnPaint(self, event=None):
        """画面書き換え要求があった時に呼ばれる処理"""
        if USE_BUFFERED_DC:
            # ダブルバッファを使う場合
            dc = wx.BufferedPaintDC(self, self._buffer)
        else:
            # ダブルバッファを使わない場合
            dc = wx.PaintDC(self)
            dc.DrawBitmap(self._buffer, 0, 0, True)

    def FindObj(self, pnt):
        """マウス座標と重なってるオブジェクトを返す"""
        result = None
        for obj in self.objs:
            if obj.HitTest(pnt):
                result = obj
        return result

    def OnMouseLeftDown(self, event):
        """マウスの左ボタンが押された時の処理"""
        pos = event.GetPosition()  # マウス座標を取得
        obj = self.FindObj(pos)  # マウス座標と重なってるオブジェクトを取得
        if obj is not None:
            self.drag_obj = obj  # ドラッグ移動するオブジェクトを記憶
            self.drag_start_pos = pos  # ドラッグ開始時のマウス座標を記録
            self.drag_obj.SavePosDiff(pos)

    def OnMouseLeftUp(self, event):
        """マウスの左ボタンが離された時の処理"""
        if self.drag_obj is not None:
            pos = event.GetPosition()
            self.drag_obj.pos.x = pos.x + self.drag_obj.diff_pos.x
            self.drag_obj.pos.y = pos.y + self.drag_obj.diff_pos.y

        self.drag_obj = None
        self.UpdateDrawing()

    def OnMouseMotion(self, event):
        """マウスカーソルが動いた時の処理"""
        if self.drag_obj is None:
            # ドラッグしてるオブジェクトが無いなら処理しない
            return

        # ドラッグしてるオブジェクトの座標値をマウス座標で更新
        pos = event.GetPosition()
        self.drag_obj.pos.x = pos.x + self.drag_obj.diff_pos.x
        self.drag_obj.pos.y = pos.y + self.drag_obj.diff_pos.y
        self.UpdateDrawing()  # 描画更新

def main():
    app = wx.App(False)
    frame = MyFrame(None, "DnD Image display use Double Buffer")
    frame.Show()
    app.MainLoop()

if __name__ == '__main__':
    main()

py drag_image.py で実行。以下のような感じになった。