グラフィックス（６）-Bitmapの描画とMatrixの操作

drawBitmapメソッドの簡単なサンプル

CanvasクラスのdrawBitmapメソッドを使って、Bitmapを描画する事ができます。

以下に、drawBitmapメソッドを使ってBitmapを描画する、簡単なサンプルを示します。

1Resources r = getResources();
2Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeResource(r, R.drawable.sample);
3 
4canvas.drawBitmap(bmp, 0, 0, null);

このプログラムを実行するには、res/drawableデレクトリに、画像ファイルsample.JPGが保存されている必要があります。

画像ファイルは、JPGだけでなくBMP，PNG，GIFも表示可能なようです。

BitmapFactory.decodeResourceメソッドは、res/drawableデレクトリの画像ファイルを、Bitmapオブジェクトとして取得するメソッドです。

drawBitmapメソッドは、CanvasにBitmapオブジェクトを描画するメソッドで、引数の意味については、次の「drawBitmapメソッドのオーバロードメソッド」を参照して下さい。

このプログラムを実行すると、以下のように、画像ファイルsample.JPGが表示されます。

drawBitmapメソッドのオーバロードメソッド

drawBitmapメソッドには、以下のようにオーバロードされたメソッドが存在します。

void drawBitmap(Bitmap bitmap, float left, float top, Paint paint)
Bitmapをcanvasの座標（left, top）の位置を起点として、描画します。
void drawBitmap(Bitmap bitmap, Rect src, Rect dst, Paint paint)
Bitmap内の矩形srcで囲まれた領域を、canvasの矩形dst領域に、描画します。
結果としてBitmapの１部の領域を縮小・拡大して、canvasの矩形dst領域に、描画する事になります。
void drawBitmap(Bitmap bitmap, Rect src, RectF dst, Paint paint)
１つ前のメソッドのdst引数のクラスが、RectクラスではなくRectFクラスに、変わったものです。
void drawBitmap(Bitmap bitmap, Matrix matrix, Paint paint)
matrixオブジェクトの操作に従って、Bitmapを描画します。
void drawBitmap(int[] colors, int offset, int stride, float x, float y, int width, int height, boolean hasAlpha, Paint paint)
引数colorsで示されるピクセル配列より、Bitmapを描画します。
void drawBitmap(int[] colors, int offset, int stride, int x, int y, int width, int height, boolean hasAlpha, Paint paint)
１つ前のメソッドのレガシー（従来）バージョンで、引数x,yの型がfloatではなくint型になっています。
void drawBitmapMesh(Bitmap bitmap, int meshWidth, int meshHeight, float[] verts, int vertOffset, int[] colors, int colorOffset, Paint paint)
BitmapMesh.java - Android Developersにサンプルプログラムがありますが、詳細はよくわかりませんでした。

矩形領域Rectを指定してBitmapの１部の領域を縮小・拡大してcanvasに描画する

次のプログラムは、Bitmap画像の右半分の画像を、縦横それぞれ半分の大きさに縮小して、座標（50, 50）の点を起点として、描画するサンプルです、

1int width = bitmap.getWidth();
2int height = bitmap.getHeight();
3 
4canvas.drawBitmap(bitmap, new Rect(width / 2, 0, width, height),
5        new Rect(50, 50, width / 4 + 50, height / 2 + 50), null);

このプログラムを実行すると、以下のように画像が表示されます。

Bitmapオブジェクトの新規作成とコピーとBitmapオブジェクト内のcanvasへの描画

Bitmapオブジェクトを新規に作成するには、BitmapクラスのcreateBitmapメソッドを使います。

既存のBitmapオブジェクトをコピーして、新たなBitmapオブジェクトを作成するには、Bitmapクラスのcopyメソッドを使います。

新規に作成したBitmapオブジェクトのCanvasオブジェクトを取得して、図形を描画する事もできます。

以下に、その例を示します。

01canvas.drawColor(Color.BLUE);
02 
03Bitmap bitmap;
04Canvas bitmapCanvas;
05Paint paint = new Paint();
06paint.setColor(Color.GREEN);
07 
08// Bitmapを新規に作成し、そのBitmapのCqanvasに円を描いて表示する。
09bitmap = Bitmap.createBitmap(100, 100, Bitmap.Config.ARGB_8888);
10bitmapCanvas = new Canvas(bitmap);
11bitmapCanvas.drawColor(Color.BLACK);
12bitmapCanvas.drawCircle(50, 50, 40, paint);
13canvas.drawBitmap(bitmap, 10, 10, null);
14 
15// 既存のBitmapのコピーを作成し、そのBitmapのCqanvasに円を描いて表示する。
16bitmap = BitmapFactory
17        .decodeResource(getResources(), R.drawable.sample);
18if (!bitmap.isMutable()) {
19    bitmap = bitmap.copy(Bitmap.Config.ARGB_8888, true);
20}
21 
22bitmapCanvas = new Canvas(bitmap);
23bitmapCanvas.drawCircle(50, 50, 40, paint);
24canvas.drawBitmap(bitmap, 10, 120, null);

18行目のisMutableメソッドは、Bitmapが変更可能かどうかを返します。

Bitmapが変更可能でない場合に、変更可能なコピーを作成して、これに描画しています。

9行目のcreateBitmapメソッドと、19行目のcopyメソッドの引数、Bitmap.Config.ARGB_8888は、 32ビットのARGBデータでBitmapを作成する事を、示しています。

Color値は32ビットのARGBデータですので、通常、このBitmap.Config.ARGB_8888を指定して、Bitmapを作成します。

enum型Bitmap.Configは、Bitmapのピクセルフォーマットを指定するもののようで、他にもALPHA_8，ARGB_4444，RGB_565があり、それぞれBitmapがARGBの各値に何ビット使用するかを、示しているようです。

22行目～24行目は、BitmapオブジェクトのCanvasオブジェクトを作成し、bitmapCanvas変数に代入して、このbitmapCanvasに対して、すなわちBitmap内に、円を描画した後、そのBitmapをViewのCanvasに描画しています。

余談ですが、CanvasクラスにはsetBitmapメソッドもあります。

setBitmapメソッドを使うと、上記プログラムの22行目は、以下のコードに置き換えることができます。

`1`	`bitmapCanvas =` `new` `Canvas();`

`2`	`bitmapCanvas.setBitmap(bitmap);`

このプログラムを実行すると、以下のように画像が表示されます。

Bitmapオブジェクトの、新規作成とコピーのためのメソッドは幾つかあります。

以下に、その書式を列挙します。

Bitmap copy(Bitmap.Config config, boolean isMutable)
static Bitmap createBitmap(Bitmap src)
static Bitmap createBitmap(int[] colors, int width, int height, Bitmap.Config config)
static Bitmap createBitmap(int[] colors, int offset, int stride, int width, int height, Bitmap.Config config)
static Bitmap createBitmap(Bitmap source, int x, int y, int width, int height, Matrix m, boolean filter)
static Bitmap createBitmap(int width, int height, Bitmap.Config config)
static Bitmap createBitmap(Bitmap source, int x, int y, int width, int height)
static Bitmap createScaledBitmap(Bitmap src, int dstWidth, int dstHeight, boolean filter)

ピクセルによるBitmapの画像の加工

Bitmapクラスには、Bitmapのピクセルデータを取得，設定するメソッドが用意されています。

以下のプログラムは、Bitmapのピクセルデータを取得して、ピクセルデータに修正を加えて、表示するサンプルです。

01Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.sample);
02 
03if (!bitmap.isMutable()) {
04    bitmap = bitmap.copy(Bitmap.Config.ARGB_8888, true);
05}
06 
07int width = bitmap.getWidth();
08int height = bitmap.getHeight();
09int[] pixels = new int[width * height];
10 
11bitmap.getPixels(pixels, 0, width, 0, 0, width, height);
12 
13for (int y = 0; y < height; y++) {
14    for (int x = 0; x < width; x++) {
15        pixels[x + y * width] ^= 0x00ffffff;
16    }
17}
18 
19bitmap.setPixels(pixels, 0, width, 0, 0, width, height);
20canvas.drawBitmap(bitmap, 0, 0, new Paint());

ピクセルデータのRGBの値の各ビットの反転を行っています。

getPixelsメソッド，setPixelsメソッドの引数の意味については、「しずくくんのAndroidでゲームプログラミングしてみたいなblog - Bitmap.getPixels()のstride引数の意味がわかった」が参考になります。

このプログラムを実行すると、以下のような画面が表示されます。

このプログラムは、drawBitmapのオーバロードされたメソッドを使って、以下のように記述する事も可能です。

01Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.sample);
02 
03if (!bitmap.isMutable()) {
04    bitmap = bitmap.copy(Bitmap.Config.ARGB_8888, true);
05}
06 
07int width = bitmap.getWidth();
08int height = bitmap.getHeight();
09int[] pixels = new int[width * height];
10 
11bitmap.getPixels(pixels, 0, width, 0, 0, width, height);
12 
13for (int y = 0; y < height; y++) {
14    for (int x = 0; x < width; x++) {
15        pixels[x + y * width] ^= 0x00ffffff;
16    }
17}
18 
19canvas.drawBitmap(pixels, 0, width, 10, 10, width, height, true, null);

Matrixの操作によるBitmap画像の加工

Matrixオブジェクトを操作すると、Bitmap画像の回転やスケールの変更等の、操作をおこなう事ができます。

以下に、そのプログラムの例を示します。

01Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.sample);
02int width = bitmap.getWidth();
03int height = bitmap.getHeight();
04 
05Bitmap bitmap2;
06Matrix matrix;
07 
08// Bitmapを45度回転
09matrix = new Matrix();
10matrix.postRotate(45);
11bitmap2 = Bitmap.createBitmap(bitmap, 0, 0, width, height, matrix, true);
12canvas.drawBitmap(bitmap2, 0, 0, null);
13 
14// Bitmapの縦横の長さを半分変更
15matrix = new Matrix();
16matrix.postScale(0.5f, 0.5f);
17bitmap2 = Bitmap.createBitmap(bitmap, 0, 0, width, height, matrix, true);
18canvas.drawBitmap(bitmap2, 0, 0, null);
19 
20// Bitmapの左右を逆に変更
21matrix = new Matrix();
22matrix.preScale(-1, 1);
23bitmap2 = Bitmap.createBitmap(bitmap, 0, 0, width, height, matrix, true);
24canvas.drawBitmap(bitmap2, width / 2, height / 2, null);

MatrixのpostRotateメソッドを使うと、Bitmapオブジェクトを回転させることができます。

postScaleメソッドを使うと、スケールを変更することができます。

このプログラムを実行すると、以下のような画面が表示されます。

ImageViewウィジェットによるBitmapの描画

ウィジェットを使って、ActivityにBitmapを描画する事もできます。

以下に、そのプログラムの例を示します。

01package gudon.sample.imageview;
02 
03import android.app.Activity;
04import android.graphics.Bitmap;
05import android.graphics.BitmapFactory;
06import android.os.Bundle;
07import android.widget.ImageView;
08 
09public class ImageViewSample extends Activity {
10 
11    @Override
12    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
13        super.onCreate(savedInstanceState);
14        Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.sample);
15        ImageView imageView = new ImageView(this);
16        imageView.setImageBitmap(bitmap);
17 
18        setContentView(imageView);
19    }

その他

Bitmapを描画するには、他にもDrawableを使う手もあります。

これについては、グラフィックス（７）-Drawableによる描画を参照して下さい。

Bitmap#compressメソッドを使って、JPEG，PNGファイルとして保存する事もできるようです。

参考URL

Android Developers
- リファレンス
しずくくんのAndroidでゲームプログラミングしてみたいなblog - Bitmap.getPixels()のstride引数の意味がわかった

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