Qt GUI プログラミングにおける画像変換の達人：QPixmap::transformed() を使いこなして、アプリに新たな表現力を！

QPixmap::transformed()：魔法の杖の使い道

QPixmap::transformed()関数は、以下の2つの引数を受け取ります。

QTransform: 画像変換を定義する行列を表すオブジェクト。回転、拡大縮小、移動、歪曲など、様々な変換を表現できます。
Qt::TransformationMode: 変換処理の品質を調整するモード。高速処理を優先するQt::FastTransformation、滑らかな結果を重視するQt::SmoothTransformation、詳細な制御を可能にするQt::UserModeの3種類があります。

これらの引数を組み合わせて、画像を思いのままに変形させることができます。

例：画像を90度回転させる

QPixmap originalPixmap("image.jpg"); // 元画像を読み込む
QTransform transform;
transform.rotate(90); // 90度回転させる変換行列を作成
QPixmap transformedPixmap = originalPixmap.transformed(transform); // 変換された画像を作成
// transformedPixmapを画面に表示したり、保存したりする

このコードでは、"image.jpg"という画像を90度回転させて、新しいtransformedPixmapを作成しています。

QPixmap originalPixmap("image.jpg");
int newWidth = 200; // 新しい幅
int newHeight = 150; // 新しい高さ
QTransform transform;
transform.scale((double)newWidth / originalPixmap.width(), (double)newHeight / originalPixmap.height()); // 拡大縮小変換行列を作成
transform.translate((originalPixmap.width() - newWidth) / 2, (originalPixmap.height() - newHeight) / 2); // 中央に配置する変換行列を追加
QPixmap transformedPixmap = originalPixmap.transformed(transform);
// transformedPixmapを画面に表示したり、保存したりする

このコードでは、"image.jpg"という画像をnewWidthとnewHeightのサイズに拡大縮小し、中央に配置して、新しいtransformedPixmapを作成しています。

QPixmap::transformed()関数は、Qt GUIプログラミングにおいて、画像を様々な方法で変換するために不可欠なツールです。この関数をマスターすることで、画像を自在に操り、アプリケーションに新たな表現力を与えることができます。

画像を回転させる

#include <QApplication>
#include <QLabel>
#include <QPixmap>
#include <QTransform>

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

  // 元画像を読み込む
  QPixmap originalPixmap("image.jpg");

  // 90度回転させる変換行列を作成
  QTransform transform;
  transform.rotate(90);

  // 変換された画像を作成
  QPixmap transformedPixmap = originalPixmap.transformed(transform);

  // ラベルを作成して、変換された画像を表示する
  QLabel label;
  label.setPixmap(transformedPixmap);
  label.show();

  return app.exec();
}

画像を拡大縮小して中央に配置する

#include <QApplication>
#include <QLabel>
#include <QPixmap>
#include <QTransform>

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

  // 元画像を読み込む
  QPixmap originalPixmap("image.jpg");

  // 新しい幅と高さを設定
  int newWidth = 200;
  int newHeight = 150;

  // 拡大縮小変換行列を作成
  QTransform transform;
  transform.scale((double)newWidth / originalPixmap.width(), (double)newHeight / originalPixmap.height());

  // 中央に配置する変換行列を追加
  transform.translate((originalPixmap.width() - newWidth) / 2, (originalPixmap.height() - newHeight) / 2);

  // 変換された画像を作成
  QPixmap transformedPixmap = originalPixmap.transformed(transform);

  // ラベルを作成して、変換された画像を表示する
  QLabel label;
  label.setPixmap(transformedPixmap);
  label.show();

  return app.exec();
}

このコードは、"image.jpg"という画像をnewWidthとnewHeightのサイズに拡大縮小し、中央に配置して、ウィンドウに表示します。

画像を鏡像反転する

#include <QApplication>
#include <QLabel>
#include <QPixmap>
#include <QTransform>

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

  // 元画像を読み込む
  QPixmap originalPixmap("image.jpg");

  // 鏡像反転させる変換行列を作成
  QTransform transform;
  transform.scale(-1, 1);

  // 変換された画像を作成
  QPixmap transformedPixmap = originalPixmap.transformed(transform);

  // ラベルを作成して、変換された画像を表示する
  QLabel label;
  label.setPixmap(transformedPixmap);
  label.show();

  return app.exec();
}

このコードは、"image.jpg"という画像を左右に鏡像反転させて、ウィンドウに表示します。

#include <QApplication>
#include <QLabel>
#include <QPixmap>
#include <QTransform>

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

  // 元画像を読み込む
  QPixmap originalPixmap("image.jpg");

  // 画像を歪ませる変換行列を作成
  QTransform transform;
  transform.translate(50, 50); // 画像を50ピクセル移動
  transform.rotate(30); // 画像を30度回転
  transform.scale(0.7, 1.2); // 画像を横方向に70%、縦方向に120%に拡大縮小

  // 変換された画像を作成
  QPixmap transformedPixmap = originalPixmap.transformed(transform);

  // ラベルを作成して、変換された画像を表示する
  QLabel label;
  label.setPixmap(transformedPixmap);
  label.show();

  return app.exec();
}

このコードは、"image.jpg"という画像を移動、回転、拡大縮小して歪ませ、ウィンドウに表示します。

QPainter を使用する

QPainter クラスは、描画操作を直接キャンバスに書き込むための低レベルなツールです。QPixmap::transformed() 関数よりも柔軟性が高く、より複雑な変換やエフェクトを適用できます。

利点

より複雑な変換やエフェクトを適用できる
より柔軟性が高い

欠点

パフォーマンスが劣化する可能性がある
QPixmap::transformed() 関数よりもコード量が多くなる

例

void paintEvent(QPaintEvent *event) {
  QPainter painter(&pixmap);

  // 変換行列を適用
  painter.setTransform(transform);

  // 画像を描画
  painter.drawPixmap(0, 0, originalPixmap);
}

OpenGL を使用する

OpenGL は、3D グラフィックスをレンダリングするための高性能なライブラリです。QPixmap::transformed() 関数よりも高速で、より複雑なエフェクトを適用できます。

利点

複雑なエフェクトを適用できる
高速

欠点

Qt との統合が難しい
学習曲線が険しい

例

void paintEvent(QPaintEvent *event) {
  // OpenGL コンテキストを初期化
  QOpenGLContext context;
  context.create();
  context.makeCurrent(this);

  // シェーダープログラムを作成
  QOpenGLShaderProgram program;
  program.addShaderFromSourceFile(QVertexShader, "vertex.vert");
  program.addShaderFromSourceFile(QFragmentShader, "fragment.frag");
  program.link();

  // テクスチャを作成
  GLuint textureId;
  glGenTextures(1, &textureId);
  glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureId);
  glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, originalPixmap.width(), originalPixmap.height(), 0, GL_BGRA, GL_UNSIGNED_BYTE, originalPixmap.bits());

  // 変換行列を適用
  QMatrix4x4 mv;
  mv.translate(0.5f, 0.5f, 0.0f);
  mv.rotate(45.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
  mv.scale(0.5f, 0.5f, 1.0f);
  program.setUniformValue("mv", mv);

  // 画像を描画
  glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

  // OpenGL コンテキストを解放
  context.doneCurrent();
}

QImage を使用する

QImage クラスは、画像データをメモリ上で保持するためのデータ構造です。QPixmap::transformed() 関数よりも軽量で、パフォーマンスが優れています。

利点

高速
軽量

欠点

QPixmap::transformed() 関数ほど機能が豊富ではない

例

QImage transformedImage = originalImage.transformed(transform);
QPixmap pixmap = QPixmap::fromImage(transformedImage);

外部ライブラリを使用する

Qt には、画像処理に特化した様々な外部ライブラリが存在します。例えば、OpenCV や ImageMagick などは、QPixmap::transformed() 関数よりも高度な機能を提供しています。

利点

豊富なコミュニティサポート
高度な機能

欠点

Qt との統合が難しい
学習曲線が険しい

#include <opencv2/opencv.hpp>

cv::Mat originalMat = cv::imread("image.jpg");
cv::Mat transformedMat;

// 変換処理を実行
cv::rotate(originalMat, transformedMat, 45);

// QPixmapに変換
QPixmap pixmap = QPixmap::fromImage(QImage(transformedMat.data, transformedMat.cols, transformedMat.rows, transformedMat.step, QImage::Format_RGB888));