QColor QColor::fromRgba64()

2025-05-26

`QColor QColor::fromRgba64()` とは

QColor QColor::fromRgba64() は、Qt の QColor クラスの静的ファクトリ関数です。この関数は、64ビットのRGBA（Red, Green, Blue, Alpha）値を基にして新しい QColor オブジェクトを作成します。

`QRgba64` とは

この関数は引数として QRgba64 型のオブジェクトを受け取ります。QRgba64 は、各色チャンネル（赤、緑、青、アルファ）が16ビットで表現される64ビットのRGBAカラーデータを格納するための構造体です。通常の QRgb が各チャンネル8ビット（合計32ビット）であるのに対し、QRgba64 はより高い色深度と精度を提供します。

関数シグネチャ

この関数には主に2つのオーバーロードがあります。

- rgba64: 64ビットの符号なし整数として表現されたRGBA値。この整数には、赤、緑、青、アルファの各16ビット値がパックされています。
QColor QColor::fromRgba64(quint16 r, quint16 g, quint16 b, quint16 a)
- r: 赤成分（0から65535の範囲）。
- g: 緑成分（0から65535の範囲）。
- b: 青成分（0から65535の範囲）。
- a: アルファ成分（透明度、0から65535の範囲）。0は完全透明、65535は完全不透明です。

使用目的と利点

静的ファクトリ関数
QColor のコンストラクタではなく静的関数として提供されているため、コードの可読性が向上し、特定のRGBA64形式から色を作成するという意図が明確になります。
HDR (High Dynamic Range) コンテンツのサポート
高い色深度を持つ画像やビデオを扱う際に、元の色情報をより忠実に保持することができます。
高精度な色表現
QColor::fromRgba64() を使用することで、従来の8ビット/チャンネルよりもはるかに高い精度で色を表現できます。これは、グラフィックデザイン、画像処理、科学的な可視化など、色のグラデーションや微細な色の違いが重要なアプリケーションで特に役立ちます。

#include <QColor>
#include <QDebug> // デバッグ出力用

int main() {
    // 各チャンネルを16ビット値で指定してQColorを作成
    // ここでは、各色成分を最大の65535（完全な色）とし、
    // アルファ値を半分（半透明）に設定しています。
    quint16 red = 65535;   // 最大の赤
    quint16 green = 0;     // 緑なし
    quint16 blue = 0;      // 青なし
    quint16 alpha = 32767; // 約50%の透明度

    QColor color1 = QColor::fromRgba64(red, green, blue, alpha);
    qDebug() << "Color 1 (RGBA64):" << color1;
    qDebug() << "  Red (16-bit):" << color1.redF() * 65535; // floatから16bit値に戻す
    qDebug() << "  Green (16-bit):" << color1.greenF() * 65535;
    qDebug() << "  Blue (16-bit):" << color1.blueF() * 65535;
    qDebug() << "  Alpha (16-bit):" << color1.alphaF() * 65535;


    // 64ビット整数からQColorを作成
    // 各16ビットをパックしてquint64を作成
    // AARRGGBB の順でパック (0xAAAA RR GG BB)
    quint64 rgba64_packed = ((quint64)65535 << 48) | // Alpha (完全に不透明)
                            ((quint64)0 << 32)   | // Red
                            ((quint64)65535 << 16) | // Green
                            ((quint64)0);        // Blue

    QColor color2 = QColor::fromRgba64(rgba64_packed);
    qDebug() << "Color 2 (packed RGBA64):" << color2;
    qDebug() << "  Red (16-bit):" << color2.redF() * 65535;
    qDebug() << "  Green (16-bit):" << color2.greenF() * 65535;
    qDebug() << "  Blue (16-bit):" << color2.blueF() * 65535;
    qDebug() << "  Alpha (16-bit):" << color2.alphaF() * 65535;


    return 0;
}

この例では、QColor::fromRgba64() を使って、各チャンネルが16ビットの精度を持つ色を作成する方法を示しています。QColor オブジェクトが作成されると、通常の red(), green(), blue(), alpha() (8ビット値) や、redF(), greenF(), blueF(), alphaF() (浮動小数点値) などのメソッドを使って色成分を取得できます。16ビットの元の値に戻すには、浮動小数点値に65535を掛ける必要があります。

QColor::fromRgba64() は、各チャンネルが16ビットの高精度な色を扱うための強力な関数ですが、その特性ゆえにいくつかの落とし穴があります。

色の表示がおかしい、期待通りの色にならない

原因

表示環境の制限
アプリケーションを実行しているディスプレイやグラフィックカードが16ビット/チャンネルのカラーを適切に表示できない場合、ダウンスケールされた結果が表示され、期待する色精度が得られないことがあります。
パックされた quint64 のビット配置の誤り
quint64 rgba64 オーバーロードを使用する場合、アルファ、赤、緑、青の各16ビット値が正しく64ビット整数にパックされていない可能性があります。一般的には、最上位ビットがアルファ、次が赤、といった順序で格納されますが、これは環境や実装に依存する可能性もあります。Qtのドキュメントで推奨されるパック方法を確認することが重要です。
値の範囲の誤解
fromRgba64() は、各チャンネル（赤、緑、青、アルファ）が quint16 (0から65535) の範囲であることを期待します。従来の8ビットカラー（0から255）の感覚で値を与えてしまうと、期待する色とは大きく異なる結果になります。

トラブルシューティング

デバッグ出力
作成した QColor オブジェクトの redF(), greenF(), blueF(), alphaF() (0.0〜1.0の浮動小数点値) や rgba64() (生の値) を qDebug() で出力し、実際に格納されている値が期待通りであるかを確認してください。これにより、変換過程でのエラーを発見できます。
パック順序の確認
quint64 でパックする場合は、ビットシフトの順序が (alpha << 48) | (red << 32) | (green << 16) | blue のようになっているか確認してください。Qtの内部で期待されるフォーマットに合わせる必要があります。

値の確認とスケーリング
各色チャンネルに与える値が 0 から 65535 の範囲であることを確認してください。もし8ビット値（0-255）から変換する場合は、value * 257 や value * (65535 / 255.0) のようにスケーリングする必要があります。

// 8ビット値から16ビット値への変換例
quint8 r8 = 255;
quint8 g8 = 128;
quint8 b8 = 0;
quint8 a8 = 200;

quint16 r16 = r8 * 257;   // または r8 * (65535 / 255.0);
quint16 g16 = g8 * 257;
quint16 b16 = b8 * 257;
quint16 a16 = a8 * 257;

QColor color = QColor::fromRgba64(r16, g16, b16, a16);

アルファ値が無視される、透明度が機能しない

原因

描画コンテキストの制限
Qtの描画はデフォルトでアルファブレンディングをサポートしていますが、カスタム描画や特定のグラフィックシステムでは、アルファチャンネルが適切に処理されない場合があります。
異なる QColor コンストラクタ/ファクトリ関数の使用
QColor::fromRgba64() ではなく、アルファ値を無視する、またはデフォルトで不透明にする他の QColor コンストラクタ（例: QColor(int r, int g, int b) や QColor::fromRgb(QRgb rgb)）を使用してしまっている可能性があります。特に QRgb 型はアルファ値を含むことができますが、一部の古いAPIや誤った使用方法ではアルファ値が無視され、常に不透明として扱われることがあります。

トラブルシューティング

対象ウィジェット/画像フォーマットの確認
描画先のウィジェットや QImage がアルファチャンネルをサポートするフォーマットであるか確認してください。例えば、QImage::Format_RGBA8888 や QImage::Format_RGBA64 など、アルファチャンネルを持つフォーマットを使用していることを確認します。
描画設定の確認
QPainter を使用して描画する場合は、QPainter::CompositionMode が適切に設定されているか確認してください。デフォルトの QPainter::CompositionMode_SourceOver はアルファブレンディングを行います。
fromRgba64() を正しく使用しているか確認
必ず QColor::fromRgba64() を使用し、アルファチャンネルに適切な quint16 値（または QRgba64 内のアルファ値）が設定されていることを確認してください。

互換性の問題 (特に古いQtバージョン)

原因

QColor::fromRgba64() や QRgba64 は、Qt 5.12 で導入されました。それ以前のQtバージョンを使用している場合、これらの機能は利用できません。

トラブルシューティング

代替手段の検討
もし古いQtバージョンを使用する必要がある場合は、各チャンネルを qreal (double) で扱う QColor::fromRgbF(qreal r, qreal g, qreal b, qreal a) などの関数を検討してください。ただし、この場合も qreal の精度は double に依存し、16ビット整数のような直接的な精度保証はありません。
Qtバージョンの確認
使用しているQtのバージョンが5.12以降であることを確認してください。qmake --version やプロジェクトファイルの設定で確認できます。

パフォーマンスへの影響

原因

QColor::fromRgba64() 自体は非常に効率的ですが、高解像度の画像や大量のピクセルデータを16ビット/チャンネルで処理する場合、メモリ使用量と処理時間が8ビット/チャンネルの場合に比べて増加する可能性があります。

プロファイリング
パフォーマンスが問題となる場合は、Qt のプロファイリングツールなどを使用して、ボトルネックとなっている箇所を特定し、最適化を検討してください。
必要な部分のみ適用
高精度な色が必要な部分にのみ QRgba64 を使用し、それ以外の部分では QRgb や8ビット QColor を使用するなど、適切に使い分けることでパフォーマンスを最適化できます。
本当に高精度が必要か再検討
アプリケーションの要件を再評価し、本当に16ビット/チャンネルの精度が必要かどうかを検討してください。多くの場合、通常の8ビット/チャンネルで十分なことがあります。

QColor::fromRgba64() は、各色チャンネル（赤、緑、青、アルファ）が16ビットで表現される高精度な色を作成するために使用されます。これにより、8ビットカラー（0-255）では表現できない、より滑らかなグラデーションや広い色域を扱うことができます。

主に以下の2つのオーバーロードがよく使われます。

QColor QColor::fromRgba64(quint16 r, quint16 g, quint16 b, quint16 a = USHRT_MAX): 各色成分を個別の quint16 (0〜65535) で指定する。
QColor QColor::fromRgba64(QRgba64 rgba64): 64ビットの単一整数 QRgba64 で色を指定する。

以下にそれぞれの使用例と、関連する概念を示すコード例を挙げます。

例1: 各色成分を `quint16` で指定する

最も直接的な使用方法です。赤、緑、青、アルファの各成分を 0 から 65535 の範囲で指定します。

#include <QApplication>
#include <QLabel>
#include <QPixmap>
#include <QPainter>
#include <QColor>
#include <QDebug> // デバッグ出力用

int main(int argc, char *argv[]) {
    QApplication app(argc, argv);

    // (1) 明るい赤色（半透明）を作成する例
    quint16 red = 65535;   // 赤成分を最大 (100%)
    quint16 green = 0;     // 緑成分を最小 (0%)
    quint16 blue = 0;      // 青成分を最小 (0%)
    quint16 alpha = 32767; // アルファ成分を約50% (半透明)

    QColor brightRedHalfTransparent = QColor::fromRgba64(red, green, blue, alpha);
    qDebug() << "Bright Red (Half Transparent):" << brightRedHalfTransparent;
    // 作成されたQColorの各成分を検証
    qDebug() << "  R (16-bit):" << static_cast<quint16>(brightRedHalfTransparent.redF() * 65535.0);
    qDebug() << "  G (16-bit):" << static_cast<quint16>(brightRedHalfTransparent.greenF() * 65535.0);
    qDebug() << "  B (16-bit):" << static_cast<quint16>(brightRedHalfTransparent.blueF() * 65535.0);
    qDebug() << "  A (16-bit):" << static_cast<quint16>(brightRedHalfTransparent.alphaF() * 65535.0);

    // (2) 非常に暗い青色（ほぼ不透明）を作成する例
    quint16 darkBlueR = 0;
    quint16 darkBlueG = 0;
    quint16 darkBlueB = 10000; // 低い青成分
    quint16 darkBlueA = 65535; // 完全不透明

    QColor veryDarkBlueOpaque = QColor::fromRgba64(darkBlueR, darkBlueG, darkBlueB, darkBlueA);
    qDebug() << "Very Dark Blue (Opaque):" << veryDarkBlueOpaque;

    // (3) 8ビットカラーからの変換
    quint8 r8 = 200; // 8ビットの赤
    quint8 g8 = 100; // 8ビットの緑
    quint8 b8 = 50;  // 8ビットの青
    quint8 a8 = 255; // 8ビットのアルファ (不透明)

    quint16 r16 = r8 * 257;   // 8ビット値を16ビット値にスケーリング
    quint16 g16 = g8 * 257;
    quint16 b16 = b8 * 257;
    quint16 a16 = a8 * 257; // USHRT_MAX / 255.0 でも可

    QColor colorFrom8bit = QColor::fromRgba64(r16, g16, b16, a16);
    qDebug() << "Color from 8-bit values:" << colorFrom8bit;

    // ウィジェットに色を表示するための簡単な設定
    QLabel label;
    QPixmap pixmap(200, 100);
    pixmap.fill(Qt::white); // 背景を白で塗りつぶし

    QPainter painter(&pixmap);
    painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);

    // 最初の色を描画
    painter.fillRect(0, 0, 100, 100, brightRedHalfTransparent);
    painter.drawText(10, 20, "Bright Red (50% Alpha)");

    // 二番目の色を描画
    painter.fillRect(100, 0, 100, 100, veryDarkBlueOpaque);
    painter.drawText(110, 20, "Dark Blue (Opaque)");

    label.setPixmap(pixmap);
    label.show();

    return app.exec();
}

例2: `QRgba64` 型のオブジェクトを使用する

QRgba64 は、各色成分を16ビットで保持する構造体です。fromRgba64() 関数には、この QRgba64 オブジェクトを直接渡すオーバーロードもあります。これは、既に QRgba64 形式のデータがある場合に便利です。

#include <QApplication>
#include <QLabel>
#include <QPixmap>
#include <QPainter>
#include <QColor>
#include <QDebug>
#include <QRgba64> // QRgba64 型を使用するために必要

int main(int argc, char *argv[]) {
    QApplication app(argc, argv);

    // QRgba64 オブジェクトを作成する
    // QRgba64::fromRgba(r, g, b, a) または手動でのパック
    // Qt 6では QRgba64 型が導入されています。
    // アルファ成分を最上位16ビット、次に赤、緑、青の順でパックすることが一般的です。
    // (AARRGGBB) の形式に注意
    quint16 customR = 40000; // 中程度の赤
    quint16 customG = 50000; // 明るい緑
    quint16 customB = 10000; // 暗い青
    quint16 customA = 60000; // ほぼ不透明

    QRgba64 myRgba64Value = QRgba64::fromRgba(customR, customG, customB, customA);
    // Qt 5.12 では QRgba64::fromRgba が存在しない場合があるため、
    // その場合は手動でパックする必要があります。
    // quint64 packedValue = ((quint64)customA << 48) |
    //                       ((quint64)customR << 32) |
    //                       ((quint64)customG << 16) |
    //                       ((quint64)customB);
    // QRgba64 myRgba64Value(packedValue); // または QRgba64(packedValue)

    QColor colorFromRgba64Object = QColor::fromRgba64(myRgba64Value);
    qDebug() << "Color from QRgba64 object:" << colorFromRgba64Object;
    qDebug() << "  R (16-bit):" << static_cast<quint16>(colorFromRgba64Object.redF() * 65535.0);
    qDebug() << "  G (16-bit):" << static_cast<quint16>(colorFromRgba64Object.greenF() * 65535.0);
    qDebug() << "  B (16-bit):" << static_cast<quint16>(colorFromRgba64Object.blueF() * 65535.0);
    qDebug() << "  A (16-bit):" << static_cast<quint16>(colorFromRgba64Object.alphaF() * 65535.0);

    // ウィジェットに色を表示
    QLabel label;
    QPixmap pixmap(200, 100);
    pixmap.fill(Qt::lightGray); // 背景を薄いグレーで塗りつぶし

    QPainter painter(&pixmap);
    painter.setRenderHint(QPainter::Antialiasing);
    painter.fillRect(0, 0, 200, 100, colorFromRgba64Object);
    painter.drawText(10, 20, "Color from QRgba64 Object");

    label.setPixmap(pixmap);
    label.show();

    return app.exec();
}

例3: `QImage` との連携（16ビット画像）

QColor::fromRgba64() は、16ビット/チャンネルの画像を扱う際に非常に有用です。QImage::Format_RGBA64 などのフォーマットと組み合わせて使用できます。

#include <QApplication>
#include <QLabel>
#include <QPixmap>
#include <QImage>
#include <QColor>
#include <QPainter>
#include <QDebug>

int main(int argc, char *argv[]) {
    QApplication app(argc, argv);

    int imageWidth = 200;
    int imageHeight = 100;

    // 16ビット/チャンネルのRGBA画像を生成
    // QImage::Format_RGBA64 は Qt 5.12 以降で利用可能
    QImage image(imageWidth, imageHeight, QImage::Format_RGBA64);
    image.fill(Qt::black); // 初期化は黒で

    // 画像にグラデーションを描画
    for (int y = 0; y < imageHeight; ++y) {
        for (int x = 0; x < imageWidth; ++x) {
            // 左から右へ赤が強くなるグラデーション
            quint16 red = static_cast<quint16>((x / (qreal)imageWidth) * 65535);
            quint16 green = static_cast<quint16>((y / (qreal)imageHeight) * 65535); // 上から下へ緑が強くなる
            quint16 blue = 0; // 青は0
            quint16 alpha = 65535; // 不透明

            QColor pixelColor = QColor::fromRgba64(red, green, blue, alpha);
            image.setPixelColor(x, y, pixelColor);
        }
    }

    // 作成した画像を QLabel で表示
    QLabel label;
    label.setPixmap(QPixmap::fromImage(image));
    label.setWindowTitle("16-bit RGBA Image Example");
    label.show();

    // 画像の特定のピクセルカラーを読み取ってデバッグ出力
    QColor centerPixel = image.pixelColor(imageWidth / 2, imageHeight / 2);
    qDebug() << "Center pixel color (QColor):" << centerPixel;
    qDebug() << "  R (16-bit):" << static_cast<quint16>(centerPixel.redF() * 65535.0);
    qDebug() << "  G (16-bit):" << static_cast<quint16>(centerPixel.greenF() * 65535.0);
    qDebug() << "  B (16-bit):" << static_cast<quint16>(centerPixel.blueF() * 65535.0);
    qDebug() << "  A (16-bit):" << static_cast<quint16>(centerPixel.alphaF() * 65535.0);
    
    // QRgba64 として直接ピクセルデータを取得
    // 注: QImage::pixel は通常 QRgb を返しますが、
    // QImage::pixelColor は QColor を返します。
    // 生の64ビット値を取得するには、QColor::rgba64() を使用します。
    QRgba64 centerRgba64 = centerPixel.rgba64();
    qDebug() << "Center pixel color (QRgba64):" << QString("0x%1").arg(centerRgba64.toUInt64(), 16, 16, QChar('0'));
    qDebug() << "  R (from QRgba64):" << qRed(centerRgba64); // Qt 6で導入されたユーティリティ関数
    qDebug() << "  G (from QRgba64):" << qGreen(centerRgba64);
    qDebug() << "  B (from QRgba64):" << qBlue(centerRgba64);
    qDebug() << "  A (from QRgba64):" << qAlpha(centerRgba64);

    return app.exec();
}