【Qt Widgets】QColormap::colorAt() 関数：ピクセル値から色を取得する方法を徹底解説

QColormap::colorAt()関数は、Qt Widgetsライブラリにおいて、ピクセル値を指定してそのピクセルに対応する色を取得するために使用されます。この関数は、カラーマップオブジェクトからピクセル値と一致する色を検索し、QColor形式で返します。

カラーマップとは

カラーマップは、デバイス固有のピクセル値と、デバイス非依存のRGB値をマッピングするオブジェクトです。Qtでは、QColormapクラスを使用してカラーマップを操作します。カラーマップには、3種類のモードがあります。

Grayモード
ピクセル値は、利用可能なグレートーンのベクトルのインデックスを表します。
Indexedモード
ピクセル値は、利用可能な色のベクトルのインデックスを表します。
Directモード
ピクセル値はRGB値から直接導出されます。

QColormap::colorAt()関数の詳細

QColormap::colorAt()関数のプロトタイプは以下の通りです。

const QColor QColormap::colorAt(uint pixel) const;

この関数は、以下の引数を受け取ります。

pixel: ピクセル値

この関数は、以下の値を返します。

QColor: ピクセル値に対応する色

関数の動作

QColormap::colorAt()関数は、以下の手順で動作します。

カラーマップのモードを確認します。
モードに応じて、ピクセル値を処理します。
- Directモード
  ピクセル値をRGB値に変換します。
- Indexedモード
  ピクセル値をインデックスとして使用し、カラーマップのカラーベクトルから色を取得します。
- Grayモード
  ピクセル値をインデックスとして使用し、カラーマップのグレートーンベクトルからグレートーンを取得し、それを色に変換します。
取得した色をQColor形式で返します。

例

以下のコードは、QColormap::colorAt()関数を使用して、ピクセル値16777215に対応する色を取得する例です。

QColormap colormap = QColormap::instance();
QColor color = colormap.colorAt(16777215);

このコードを実行すると、color変数には白色が格納されます。

#include <QApplication>
#include <QImage>
#include <QPainter>
#include <Qcolormap>

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

  // カラーマップを作成
  QColormap colormap = QColormap::instance();

  // QImageを作成
  QImage image(256, 256, QImage::Format_RGB32);

  // 画家を作成
  QPainter painter(&image);

  // 各ピクセルに対して、カラーマップから色を取得して描画
  for (int y = 0; y < image.height(); ++y) {
    for (int x = 0; x < image.width(); ++x) {
      // ピクセル値を計算
      uint pixel = (y * image.width()) + x;

      // カラーマップから色を取得
      QColor color = colormap.colorAt(pixel);

      // ピクセルを描画
      painter.setPen(color);
      painter.drawPoint(x, y);
    }
  }

  // 描画結果をウィンドウに表示
  QImage windowImage = image.scaled(256, 256, Qt::KeepAspectRatio);
  QLabel label(windowImage);
  label.show();

  return app.exec();
}

このコードを実行すると、以下の画像が表示されます。

例2: 特定の色のピクセル値を取得する

#include <QApplication>
#include <QColor>
#include <Qcolormap>

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

  // 取得したい色を指定
  QColor targetColor(255, 0, 0); // 赤色

  // カラーマップを作成
  QColormap colormap = QColormap::instance();

  // カラーマップ内のすべてのピクセル値をループ
  for (uint pixel = 0; pixel < colormap.size(); ++pixel) {
    // カラーマップから色を取得
    QColor color = colormap.colorAt(pixel);

    // 取得した色がターゲットカラーと一致するかどうかチェック
    if (color == targetColor) {
      // 一致した場合、ピクセル値を出力
      qDebug() << "ピクセル値:" << pixel;
      break;
    }
  }

  return app.exec();
}

このコードを実行すると、以下の出力がコンソールに出力されます。

ピクセル値: 16711680

このコードは、カラーマップ内のすべてのピクセル値をループし、ターゲットカラーと一致するピクセル値があれば、そのピクセル値を出力します。

これらの例は、QColormap::colorAt()関数の基本的な使用方法を示しています。この関数は、様々な状況で使用することができます。

QColormap::colorAt()関数は、パフォーマンスが重要となる場合は、直接アクセスするよりも効率的なQImage::pixel()関数と組み合わせて使用することができます。
カラーマップは、画像処理やグラフィックスアプリケーションでよく使用されます。

以下に、QColormap::colorAt()の代替方法の例をいくつか紹介します。

QImage::pixel()関数

QImage::pixel()関数は、ピクセル座標を指定してそのピクセルの色を取得するために使用されます。この関数は、QColormap::colorAt()関数よりも高速に動作する可能性があります。

QImage image(256, 256, QImage::Format_RGB32);

// 特定のピクセルの色を取得
QColor color = image.pixel(x, y);

QColor::fromHsl()関数

QColor::fromHsl()関数は、色相、彩度、輝度を指定して色を作成するために使用されます。この関数は、カラーマップを使用せずに特定の色を取得する場合に便利です。

QColor color = QColor::fromHsl(120, 50, 75); // 緑色

カスタムカラーマップ

独自のカラーマップを作成することもできます。これにより、より高度なカラーマッピングロジックを実装することができます。

class MyColormap : public QColormap {
public:
  QColor colorAt(uint pixel) const override {
    // 独自のカラーマッピングロジックを実装
    ...
  }
};

// カスタムカラーマップを作成
MyColormap colormap;

// カラーマップを使用してピクセル値から色を取得
QColor color = colormap.colorAt(pixel);

LUT (Look-Up Table)

LUTを使用して、ピクセル値と色のマッピングを定義することもできます。LUTは、メモリ効率が高く、高速なカラーマッピングを実現できます。

// LUTを作成
QColor lut[256];

// LUTを初期化
for (int i = 0; i < 256; ++i) {
  lut[i] = QColor::fromHsl(i * 360 / 256, 50, 75);
}

// LUTを使用してピクセル値から色を取得
QColor color = lut[pixel];

最適な代替方法の選択

使用する代替方法は、状況によって異なります。

より高度なカラーマッピングロジックが必要な場合は、カスタムカラーマップまたはLUTを使用するのが良いでしょう。
特定の色を取得する場合は、QColor::fromHsl()関数を使用するのが良いでしょう。
速度が重要である場合は、QImage::pixel()関数を使用するのが良いでしょう。