2022/09/06(火) [n年前の日記]
#1 [prog][windows] GDIでダブルバッファ描画
Windows10 x64 21H2上で、C/C++ (MinGW) と Windows API を使ってウインドウ描画ができるか実験中。
_昨日、GDI+を使ってpng画像を描画できるのか、 実験していたわけだけど。GDI+ は描画が遅いという話を見かけたので、GDI+ ではなく GDI だけを使って描画ができるならそのほうがいいのかなと…。そんなわけで、GDI でダブルバッファ描画をする方法を試してみた。まあ、png画像の使用を諦めて、bmp画像(bitmap画像)だけを利用することになってしまうけど…。
環境は、Windows10 x64 21H2 + MinGW (gcc 9.2.0)。MSYS2 + MinGW-w64 ではなくて、MinGW (+ MSYS) で実験してる。
以下を参考にさせてもらいました。
_ビットマップのマルチバッファリング【Windowsプログラミング研究所】
今回書いたサンプルの実行結果は以下。ちょっと解像度が荒いけど、雰囲気は伝わるかと…。ダブルバッファで描画しているので、ちらつきは感じられない。
_昨日、GDI+を使ってpng画像を描画できるのか、 実験していたわけだけど。GDI+ は描画が遅いという話を見かけたので、GDI+ ではなく GDI だけを使って描画ができるならそのほうがいいのかなと…。そんなわけで、GDI でダブルバッファ描画をする方法を試してみた。まあ、png画像の使用を諦めて、bmp画像(bitmap画像)だけを利用することになってしまうけど…。
環境は、Windows10 x64 21H2 + MinGW (gcc 9.2.0)。MSYS2 + MinGW-w64 ではなくて、MinGW (+ MSYS) で実験してる。
以下を参考にさせてもらいました。
_ビットマップのマルチバッファリング【Windowsプログラミング研究所】
今回書いたサンプルの実行結果は以下。ちょっと解像度が荒いけど、雰囲気は伝わるかと…。ダブルバッファで描画しているので、ちらつきは感じられない。
◎ リソースファイル。 :
リソースファイルは以下。このファイルは、windres を使って .o に変換する。
_res.rc
_res.rc
BALL_IMG BITMAP "ball.bmp" BALL_MSK BITMAP "ball_mask.bmp" BG_IMG BITMAP "bg2.bmp"
- 3つのbmp画像ファイルを含めるように指定している。
- 先頭に書かれている「BALL_IMG」「BALL_MSK」「BG_IMG」が、C言語のソース内で指定する識別名。
◎ 使用画像。 :
使用画像は以下。
_images.zip
一応、png画像も載せておきます。



_images.zip
- ball.bmp : 赤いボール画像。透明にしたい部分は黒(#000000)にしておく。
- ball_mask.bmp : ボール画像のマスク画像。不透明部分は黒(#000000)、透明部分は白(#ffffff)。アルファチャンネルを反転した感じの画像。
- bg2.bmp : 背景用画像。タイル状に描画することを前提にしている。
一応、png画像も載せておきます。



◎ C言語のソースファイル。 :
C言語のソースファイルは以下。今回は GDI+ を使ってないので、C++ ではなく C言語で書くことができる。
_01_dblbuf.c
_01_dblbuf.c
/* GDI Double buffer sample */
#include <windows.h>
#define SCRW 1280
#define SCRH 720
#define FPS 60
#define TM_COUNT1 101
#define LPCLASSNAME TEXT("DoubleBufferSample")
#define WINDOW_TITLE TEXT("Double Buffer Sample")
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wp, LPARAM lp)
{
static HBITMAP hBitmap;
static HBITMAP hBitmap_mask;
static HBITMAP hBitmap_bg;
static HBITMAP offScrnBitmap;
static int wdw_w, wdw_h;
static int imgw, imgh;
static int bgw, bgh;
static int bgx, bgy;
static float x, y;
static float dx, dy;
switch (msg)
{
case WM_CREATE:
// get window size
{
RECT rc;
GetClientRect(hwnd, &rc);
wdw_w = rc.right - rc.left;
wdw_h = rc.bottom - rc.top;
}
// create off screen bitmap
{
HDC hdc;
hdc = GetDC(hwnd);
offScrnBitmap = CreateCompatibleBitmap(hdc, wdw_w, wdw_h);
ReleaseDC(hwnd, hdc); // GetDC() -> ReleaseDC()
}
// load bitmaps from resource
hBitmap = LoadBitmap(((LPCREATESTRUCT)lp)->hInstance, TEXT("BALL_IMG"));
hBitmap_mask = LoadBitmap(((LPCREATESTRUCT)lp)->hInstance, TEXT("BALL_MSK"));
hBitmap_bg = LoadBitmap(((LPCREATESTRUCT)lp)->hInstance, TEXT("BG_IMG"));
// get images size
{
BITMAP bp;
// get ball image size
GetObject(hBitmap, sizeof(BITMAP), &bp);
imgw = bp.bmWidth;
imgh = bp.bmHeight;
// get bg image size
GetObject(hBitmap_bg, sizeof(BITMAP), &bp);
bgw = bp.bmWidth;
bgh = bp.bmHeight;
}
// init work
x = wdw_w / 2;
y = wdw_h / 2;
dx = (float)wdw_w / (float)FPS;
dy = dx * 0.2;
bgx = 0;
bgy = 0;
SetTimer(hwnd, TM_COUNT1, (int)(1000 / FPS), NULL);
return 0;
case WM_TIMER:
// main loop
x += dx;
y += dy;
if (x <= 0 || (x + imgw) >= wdw_w) dx *= -1;
if (y <= 0 || (y + imgh) >= wdw_h) dy *= -1;
bgx -= 1;
bgy -= 1;
if (bgx <= -(bgw)) bgx += bgw;
if (bgy <= -(bgh)) bgy += bgh;
if (0)
{
// clear background
InvalidateRect(hwnd, NULL, TRUE);
}
else
{
// not clear background
InvalidateRect(hwnd, NULL, FALSE);
}
break;
case WM_PAINT:
// draw window
{
HDC hdc, hBmpDC, hMemDC;
PAINTSTRUCT ps;
hdc = BeginPaint(hwnd, &ps);
// hdc = GetDC(hwnd);
// set off-screen bitmap
hMemDC = CreateCompatibleDC(hdc);
SelectObject(hMemDC, offScrnBitmap);
// draw bg to off-screen
hBmpDC = CreateCompatibleDC(hdc);
SelectObject(hBmpDC, hBitmap_bg);
{
int by = bgy;
while (by <= wdw_h)
{
int bx = bgx;
while (bx <= wdw_w)
{
BitBlt(hMemDC, bx, by, bgw, bgh, hBmpDC, 0, 0, SRCCOPY);
bx += bgw;
}
by += bgh;
}
}
DeleteDC(hBmpDC);
// draw mask to off-screen
hBmpDC = CreateCompatibleDC(hdc);
SelectObject(hBmpDC, hBitmap_mask);
BitBlt(hMemDC, (int)x, (int)y, imgw, imgh, hBmpDC, 0, 0, SRCAND);
DeleteDC(hBmpDC);
// draw source image to off-screen
hBmpDC = CreateCompatibleDC(hdc);
SelectObject(hBmpDC, hBitmap);
BitBlt(hMemDC, (int)x, (int)y, imgw, imgh, hBmpDC, 0, 0, SRCPAINT);
DeleteDC(hBmpDC);
// drawing to off-screen is finished
// draw off-screen bitmap to window
BitBlt(hdc, 0, 0, wdw_w, wdw_h, hMemDC, 0, 0, SRCCOPY);
DeleteDC(hMemDC); // Create*() -> DeleteDC()
EndPaint(hwnd, &ps);
}
return 0;
case WM_DESTROY:
KillTimer(hwnd, TM_COUNT1); // kill timer
DeleteObject(offScrnBitmap);
DeleteObject(hBitmap);
DeleteObject(hBitmap_mask);
DeleteObject(hBitmap_bg);
PostQuitMessage(0);
return 0;
}
return DefWindowProc(hwnd, msg, wp, lp);
}
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,
PSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
{
HWND hwnd;
MSG msg;
WNDCLASS winc;
winc.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
winc.lpfnWndProc = WndProc;
winc.cbClsExtra = winc.cbWndExtra = 0;
winc.hInstance = hInstance;
winc.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);
winc.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
winc.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);
winc.lpszMenuName = NULL;
winc.lpszClassName = LPCLASSNAME;
if (!RegisterClass(&winc)) return -1;
hwnd = CreateWindow(
LPCLASSNAME, WINDOW_TITLE,
WS_OVERLAPPEDWINDOW | WS_VISIBLE,
CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,
SCRW, SCRH,
NULL, NULL,
hInstance, NULL
);
if (hwnd == NULL) return -1;
while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
{
TranslateMessage(&msg);
DispatchMessage(&msg);
}
return msg.wParam;
}
- SetTimer() で指定したミリ秒が経過すると、その都度、WM_TIMER というメッセージが Windows から送られてくる。
- WM_TIMER が来た時に、ボールやBG画像の表示位置を更新することで、アニメーションをさせている。
- InvalidateRect() を呼べば、ウインドウの再描画を要求できる。(WM_PAINTメッセージが送られてくる。)
- InvalidateRect(hwnd, NULL, TRUE); なら、背景を消去しつつ、ウインドウを再描画(するように要求)。
- InvalidateRect(hwnd, NULL, FALSE); なら、背景を消去せずに、ウインドウを再描画(するように要求)。ダブルバッファ描画をする時はこちらを指定する。
- WM_PAINT が来た時に、描画処理を行う。
- WM_DESTROY が来たら、終了処理を行う。タイマーを殺して、bitmap を全部削除しておく。
◎ Makefile。 :
Makefile は以下。.c や .rc から .o を生成後、.o群をリンクして .exe を生成する。
_Makefile
_Makefile
01_dblbuf.exe: 01_dblbuf.o res.o
gcc 01_dblbuf.o res.o -o 01_dblbuf.exe -mwindows
01_dblbuf.o: 01_dblbuf.c
gcc -c 01_dblbuf.c
res.o: res.rc ball.bmp ball_mask.bmp bg2.bmp
windres res.rc res.o
.PHONY: clean
clean:
rm -f *.exe
rm -f *.o
◎ コンパイル/ビルド。 :
全部で以下のファイルになる。
ちなみに、make clean と打てば、*.o や *.exe を削除してくれる。
- 01_dblbuf.c
- ball.bmp
- ball_mask.bmp
- bg2.bmp
- Makefile
- res.rc
ちなみに、make clean と打てば、*.o や *.exe を削除してくれる。
◎ 余談。 :
DeleteDC() と ReleaseDC() の使い分けが分からなくて悩んだけれど、以下のページを眺めたら分かってきた。
_API 関数解説
_API 関数解説
- GetDC() を使って取得したデバイスコンテキストは、ReleaseDC() を使って解放する。
- Create*() を使って取得したデバイスコンテキストは、DeleteDC() を使って解放する。
◎ 余談その2。 :
今回のソースは、中括弧(?)を利用して、変数のスコープを極力狭めつつ書いてみた。
_変数のスコープ(C言語) - 超初心者向けプログラミング入門
_C/C++ 中括弧でローカルスコープを作る - 【はてな】ガットポンポコ
_変数のスコープ(C言語) - 超初心者向けプログラミング入門
_C/C++ 中括弧でローカルスコープを作る - 【はてな】ガットポンポコ
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以上です。