月火水木金土日
std::u32stringをFreeType2+HarfBuzzで描画する処理を関数化
諸事情により、以前作成したFreeType2+HarfBuzzのコードを関数化する。
HarfBuzzを使いまわす場合、バッファのクリアが必要となり、hb_buffer_clear_contentsを使用する。
render_font.hpp
#pragma once #ifdef _DEBUG #pragma comment(lib,"freetyped.lib") #pragma comment(lib,"harfbuzz.lib") #else #pragma comment(lib,"freetype.lib") #pragma comment(lib,"harfbuzz.lib") #endif #include <ft2build.h> #include FT_FREETYPE_H #include <hb.h> #include <hb-ft.h>
struct Image { int imageWidth; int imageHeight; std::vector<unsigned char> image; Image(int w, int h) { image.resize(w * h); imageWidth = w; imageHeight = h; } //! @brief imageへの書き込み時のピクセル計算 int pixel_pos(const int x, const int y) { return y * imageWidth + x; } bool is_valid_area(int xx, int yy) { if (xx < 0)return false; if (yy < 0)return false; if (xx >= imageWidth)return false; if (yy >= imageHeight)return false; return true; } };
//! @brief imageへbmpの内容を書き込む //! @param [in] bmp 文字画像 //! @param [in] startx image画像内の書き込み開始位置 //! @param [in] starty image画像内の書き込み開始位置 void draw(Image* image, const FT_Bitmap& bmp, int startx, int starty) { int Width = bmp.width; int Height = bmp.rows; for (size_t y = 0; y < Height; y++) { for (size_t x = 0; x < Width; x++) { int xx = startx + x; int yy = starty + y; if( image->is_valid_area(xx, yy) == false)continue; if (bmp.buffer[y * Width + x]) { (image->image)[image->pixel_pos(xx, yy)] = 1; } } } }
//! @brief フォントの読込 FreeType2の処理 //! @param [in] library FT_Library //! @param [in] fontfile フォントファイルへのパス //! @return フェイスオブジェクト FT_Face* my_LoadFonts( FT_Library& library, const char* fontfile ) { FT_Face* face = new FT_Face; FT_Error error; // フォントファイル読み込み error = FT_New_Face( library, fontfile, 0, face ); //文字コード指定 error = FT_Select_Charmap( *face, FT_ENCODING_UNICODE // エンコード指定 ); if (error == FT_Err_Unknown_File_Format) return nullptr; else if (error) return nullptr; int pixel_size_y = 64; error = FT_Set_Pixel_Sizes( *face, 0, pixel_size_y); return face; }
//! @brief HarfBuzzで計算した座標を使いFreeType2で文字列を描画する //! @param [in] image 描画先 //! @param [in] hbbuf HarfBuzzオブジェクト //! @param [in] face FreeType2のフェイス void my_FaceDraw(Image* image, hb_buffer_t* hbbuf, FT_Face* face) { // 描画先をクリア std::fill(image->image.begin(), image->image.end(), 0); //文字数を格納 （書記素数ではない。例えば「あ゙」は２文字） unsigned int glyph_count; hb_glyph_info_t* glyph_info = hb_buffer_get_glyph_infos(hbbuf, &glyph_count); hb_glyph_position_t* glyph_pos = hb_buffer_get_glyph_positions(hbbuf, &glyph_count); hb_position_t cursor_x = 0; hb_position_t cursor_y = 0; // 各文字ごとに描画する for (unsigned int i = 0; i < glyph_count; i++) { // codepointという変数名だが実際にはグリフインデクスが入っている hb_codepoint_t glyphid = glyph_info[i].codepoint; // 一文字分のオフセット。本来描画される位置からどれぐらいずれるか hb_position_t x_offset = glyph_pos[i].x_offset >> 6;// 結合文字の゛は本来の位置より左側に描画するので hb_position_t y_offset = glyph_pos[i].y_offset >> 6;// x_offsetにはマイナスの値が入る // 次の文字の描画開始位置までのピクセル数 hb_position_t x_advance = glyph_pos[i].x_advance >> 6; hb_position_t y_advance = glyph_pos[i].y_advance >> 6; /////////////////////////////////////// /////////////////////////////////////// /////////////////////////////////////// FT_Error error = FT_Load_Glyph(*face, glyphid, FT_LOAD_RENDER); if (error) { continue; } // 文字を画像化 FT_Render_Glyph((*face)->glyph, FT_RENDER_MODE_NORMAL); // 画像書き込み // オフセットを加えて座標調整する draw( image, (*face)->glyph->bitmap, cursor_x + x_offset + (*face)->glyph->bitmap_left, cursor_y + y_offset - (*face)->glyph->bitmap_top + 100 ); /////////////////////////////////////// /////////////////////////////////////// /////////////////////////////////////// // 次の文字の描画開始値 cursor_x += x_advance; cursor_y += y_advance; } }
void render_by_font( Image* image, FT_Face* ft_face, const std::u32string& text, hb_script_t script, hb_buffer_t* hbbuf, hb_font_t* hbfont, std::string lang ) { // バッファの内容をクリア // hb_buffer_tを再利用するときは、hb_buffer_clear_contents()でバッファをクリアする hb_buffer_clear_contents(hbbuf); // バッファにテキストを追加 hb_buffer_add_utf32(hbbuf, (const std::uint32_t*)text.data(), -1, 0, -1);// 描画したいテキストの設定 hb_buffer_set_direction(hbbuf, HB_DIRECTION_LTR); // 文字の方向を左から右として設定 hb_buffer_set_script(hbbuf, script); // Unicodeの用字(Script)として日本語を指定 hb_buffer_set_language(hbbuf, hb_language_from_string(lang.c_str(), -1));// 言語として日本語を設定 //////////////////////// hb_shape(hbfont, hbbuf, NULL, 0); //////////////////////// my_FaceDraw(image,hbbuf, ft_face);//FreeType2とHarfBuzzで文字列描画 //////////////////////// }
main.cpp
#include <iostream> #include <vector> #include <fstream> #include <filesystem> #include <unordered_map> #include"render_font.hpp" #pragma warning(disable:4996) #include <string> #include <array> //! @brief PBM(1byte,テキスト)を書き込む //! @param [in] fname ファイル名 //! @param [in] width 画像の幅 //! @param [in] height 画像の高さ //! @param [in] p 画像のメモリへのアドレス //! @details 1画素1Byteのメモリを渡すと、0,1テキストでファイル名fnameで書き込む void pbmP1_Write(const char* const fname, const int width, const int height, const unsigned char* const p);
//! @brief フォント情報を管理 struct FaceInfo { FT_Face* face; // フェイス（Freetype） hb_font_t* hbfont; // フェイス（HarfBuzz） hb_script_t script; // Unicodeの用字(=Script) std::string lang; // HarfBuzzに指定する言語 FaceInfo(FT_Face* f, hb_script_t s, const char* l) : face(f), script(s), lang(l) { // フォントオブジェクト作成 hbfont = hb_ft_font_create(*face, nullptr); } FaceInfo(FaceInfo&& fr){ face = fr.face; script = fr.script; lang = fr.lang; hbfont = fr.hbfont; fr.face = nullptr; fr.hbfont = nullptr; } // フォント破棄 void Delete() { if (hbfont) hb_font_destroy(hbfont); if (face) FT_Done_Face(*face); } };
int main() { FT_Library library; // handle to library FT_Error error; error = FT_Init_FreeType(&library); if (error) return -1; // HarfBuzzのオブジェクト作成 hb_buffer_t* hbbuf; hbbuf = hb_buffer_create(); ////////////////////////////////////////////////////// ////////////////////////////////////////////////////// ////////////////////////////////////////////////////// // 出力先を作成 Image image(300, 150); ///////////////////////////////////////////// // フォント情報作成 FaceInfo faces[3] = { FaceInfo( my_LoadFonts(library, "C:\\Windows\\Fonts\\msgothic.ttc"), HB_SCRIPT_HIRAGANA, "jp" ), FaceInfo( my_LoadFonts(library, "C:\\Windows\\Fonts\\seguiemj.ttf"), HB_SCRIPT_HIRAGANA, "jp" ), FaceInfo( my_LoadFonts(library, "C:\\Windows\\Fonts\\Times.ttf"), HB_SCRIPT_LATIN, "en" ) }; ////////////////////////////////////////////////////// ////////////////////////////////////////////////////// ////////////////////////////////////////////////////// { // フォントを使って文字列を描画 render_by_font( &image, faces[0].face, U"あ゙いう", faces[0].script, hbbuf, faces[0].hbfont, faces[0].lang.c_str() ); pbmP1_Write("freetypetest_jp.pbm", image.imageWidth, image.imageHeight, &image.image[0]);// 結果を保存 } { // フォントを使って文字列を描画 render_by_font( &image, faces[1].face, U"👨👨👧👦", faces[1].script, hbbuf, faces[1].hbfont, faces[1].lang.c_str() ); pbmP1_Write("freetypetest_mj.pbm", image.imageWidth, image.imageHeight, &image.image[0]);// 結果を保存 } { // フォントを使って文字列を描画 render_by_font( &image, faces[2].face, U"àbâáăã", faces[2].script, hbbuf, faces[2].hbfont, faces[2].lang.c_str() ); pbmP1_Write("freetypetest_la.pbm", image.imageWidth, image.imageHeight, &image.image[0]);// 結果を保存 } for(auto& f : faces){ f.Delete(); } ///////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////////////// // HarfBuzzのオブジェクト破棄 hb_buffer_destroy(hbbuf); // FreeType2の解放 FT_Done_FreeType(library); } //! @brief PBM(1byte,テキスト)を書き込む //! @param [in] fname ファイル名 //! @param [in] width 画像の幅 //! @param [in] height 画像の高さ //! @param [in] p 画像のメモリへのアドレス //! @details 1画素1Byteのメモリを渡すと、0,1テキストでファイル名fnameで書き込む void pbmP1_Write(const char* const fname, const int width, const int height, const unsigned char* const p) { // PPM ASCII FILE* fp = fopen(fname, "wb"); fprintf(fp, "P1\n%d\n%d\n", width, height); size_t k = 0; for (size_t i = 0; i < (size_t)height; i++) { for (size_t j = 0; j < (size_t)width; j++) { fprintf(fp, "%d ", p[k] ? 0 : 1); k++; } fprintf(fp, "\n"); } fclose(fp); }
結果
WSL2で動作するアプリケーションのための環境作り
やりたいこと
WSL2＋Pythonでプログラムを書いた。これをWindows 11上でアイコンをダブルクリックして起動したい。
Step1. WSL2環境を用意
基本の環境を汚さないようにするため、Ubuntuをもう一つ入れてそちらで実行できるようにする。
wsl --install -d Ubuntu-20.04
ユーザ名、パスワードを入力した後、コンソールをもう一つ開いてwsl -l -v を実行すると、有効な環境一覧が得られる。
wsl -l -v
環境が分かったら、 wsl --set-default <環境名> で、使用する環境を切り替える。
wsl --set-default Ubuntu-20.04
wsl -d <環境名> で、環境に入れる
wsl -d Ubuntu-20.04
Step2. プログラム作成（test.py）
sudo apt update
sudo apt install python3 python3-pip python3-tk
sudo apt install python3 python3-pip python3-tk
以下のコードをtest.pyとして保存。
import tkinter as tk from tkinter import messagebox # クリックイベント def on_button_click(): messagebox.showinfo("Message", "HelloWorld") # メインウィンドウの作成 root = tk.Tk() root.title("MessageBox") root.geometry("200x100") # ボタンの作成 button = tk.Button(root, text="Click Me!", command=on_button_click) button.pack(pady=20) # ウィンドウの表示 root.mainloop()
実行
python3 test.py
Step3. アイコンダブルクリックで実行
バッチファイルを作成し、以下を記述
wsl -d Ubuntu-20.04 python3 /path/to/script/test.py
-d オプションで使用する環境を指定。
python3 の後は自分のスクリプトが置いてあるパスを指定。
Ubuntuで弥生の青色申告オンラインを動かせるか試した
Ubuntu 22.04 LTS +Firefox 129.0.2 で動作確認。ちゃんと動いた。
Pybind11でC++からPythonモジュールを作成
Pybind11を使ってみる。
基本
my_module_name.pyd
PYBIND11_MODULE(pydファイル名, 変数名 ) {
変数名 . def (
"Python側の関数名" ,
&C++側の関数名
);
}
// 呼び出し側のPythonのバージョンのライブラリを使用する
#pragma comment(lib, "python39.lib") #include <pybind11/pybind11.h> namespace py = pybind11; int my_add_func(int a, int b) { return a + b; } // PYBIND11_MODULE(モジュール名, モジュール変数名) // 生成物はmy_module_name.pydという名前にしなければならない PYBIND11_MODULE(my_module_name, m) { m.def( "call_in_python", // Python側で呼び出す関数名 &my_add_func, // C++側の関数名 py::arg("a"), // Python側での引数名（指定省略可） py::arg("b") // Python側での引数名（指定省略可） ); }
test.py
import my_module_name val = my_module_name.call_in_python(10,2) print(val)
複数の値をタプルで返す
my_module_name.pyd
#pragma comment(lib, "python39.lib") #include <pybind11/pybind11.h> namespace py = pybind11;
std::tuple<int,float> my_calc_func(int a, int b) { return std::make_tuple( a + b, (float)(a) / (float)(b) ); }
// PYBIND11_MODULE(モジュール名, モジュール変数名) // 生成物はmy_module_name.pydという名前にしなければならない PYBIND11_MODULE(my_module_name, m) { m.def( "call_in_python", // Python側で呼び出す関数名 &my_calc_func, // C++側の関数名 py::arg("a"), // Python側での引数名（指定省略可） py::arg("b") // Python側での引数名（指定省略可） ); }
test.py
import my_module_name val1,val2 = my_module_name.call_in_python(10,2) print(val1) print(val2)
クラス,メンバ関数
#pragma comment(lib, "python39.lib") #include <pybind11/pybind11.h> namespace py = pybind11;
class MyClass { std::string m_str; int value; public: MyClass(std::string str,int val) : m_str(str),value(val) {} std::string get() { return m_str + " " + std::to_string(value); } void set(std::string str) { m_str = str; } };
std::string version() { return "1.0.0"; }
// PYBIND11_MODULE(モジュール名, モジュール変数名) // 生成物はmy_module_name.pydという名前にしなければならない PYBIND11_MODULE(my_module_name, m) { // クラスを追加 pybind11::class_<MyClass>(m, "MyClassInCPP") // クラス名を指定 PythonからMyClassInCPPとしてアクセス .def(pybind11::init<std::string,int>()) // コンストラクタを指定 .def("get_str", &MyClass::get) // メンバ関数を追加。Pythonからget_strとしてアクセス .def("set_str", &MyClass::set); // 関数を追加 m.def("get_version", &version, "get version function"); }
test.py
import my_module_name ss = my_module_name.MyClassInCPP("hello",15) print("get_str " , ss.get_str() ) ss.set_str("string") print("get_str " , ss.get_str() ) print("version:" , my_module_name.get_version() )
CLionでGithub Copilotを使う
CLionでGithub Copilotを使用する。
設定から[プラグイン] → [Marketplace]で Github Copilot を検索。
サードパーティプラグインに関する通知 が出るが、Github公式のもなので安心して同意する。
IDEを再起動する。
再起動後、右下のアイコンをクリックしてLogin to Githubを選択。選択できないなら一度ログアウトする。
Copy and OpenでGithubへ入って完了。動かないようなら一度CLionを再起動する。
C++にLuaを組み込む（３）テーブルの値の取得とスタックの状態の確認
Luaに構造体はないがテーブルがあり構造体と同じような書き方ができる。
LuaとC++の通信はLuaのスタックを介して行われるため、Luaのスタックの挙動を知っておく必要がある。
基本的な使い方
１．lua_getglobalでスクリプト内のテーブルへの参照をスタックへPush
２．lua_getfieldでテーブルへの参照から指定したキーの値をスタックへPush
３．lua_tostringでスタックの先頭の値を読み込んで表示
４．スタックをPopして次の処理に備える
#include <lua.hpp> // lua54.dllが必要 #pragma comment(lib, "lua54.lib") // Luaスクリプト static const char* script = R"(
MyLuaTable ={ val_a = "VAL_A", val_b = "VAL_B", val_c = "VAL_C", val_d = "VAL_D", }
)"; int main() { lua_State* luas = luaL_newstate(); // Luaの標準ライブラリを読み込む luaL_openlibs(luas); // 文字列で与えてスクリプトを実行する luaL_dostring(luas, script); // テーブルへアクセス lua_getglobal(luas, "MyLuaTable");// MyLuaTableへの参照をスタックの一番上にPush{ // lua_getfieldでテーブルから値を取得 // 第一引数 ... lua_State // 第二引数 ... テーブルのスタック上の位置を現在のスタック位置からの差で表す // 第三引数 ... テーブルのキー /* * スタックの状態 * 4 □ * 3 □ * 2 □ 現在位置==2。 現在位置-1 == 1。従ってlua_getfieldは'1'で参照されているテーブルから'val_a'を取り出し、ここへPushする * 1 ■ MyLuaTableへの参照 lua_getglobalによりPushされている */ lua_getfield(luas, -1, "val_a"); // val_aの値（現在位置からMyLuaTableまでの距離は-1）をスタックの一番上にPush const char* value = lua_tostring(luas, -1); // スタックの一番上の値を取得 printf("value: %s\n", value); lua_pop(luas, 1/*要素を一つPOP*/); // スタックの一番上の要素をPop。これで現在のスタック位置が２に戻る }
{ lua_getfield(luas, -1, "val_b"); // val_bの値（MyLuaTableまでの距離は-1）をスタックの一番上にPush const char* value = lua_tostring(luas, -1); // スタックの一番上の値を取得 printf("value: %s\n", value); lua_pop(luas, 1/*要素を一つPOP*/); // スタックの一番上の要素をPop }
// Luaの終了。全てのメモリ解放 lua_close(luas); }
value: VAL_A
value: VAL_B
value: VAL_B
スタックの状態確認
lua_getglobalとlua_getfieldの挙動がわからなかったので、スタックの状態を確認する。
以下のコードはスクリプトで定義されたテーブルへアクセスするために、各値をひたすらスタックへ積んでいく。
#include <lua.hpp> // lua54.dllが必要 #pragma comment(lib, "lua54.lib") // Luaスクリプト static const char* script = R"(
MyLuaTable_1 ={ val_1_a = "VAL_1_A", val_1_b = "VAL_1_B", val_1_c = "VAL_1_C", val_1_d = "VAL_1_D", } MyLuaTable_2 ={ val_2_a = "VAL_2_A", val_2_b = "VAL_2_B", val_2_c = "VAL_2_C", val_2_d = "VAL_2_D", }
)";
// Lua スタックの内容を表示 void print_stack(lua_State* luas) { // スタックのトップの位置を取得 int top = lua_gettop(luas); // 全てのスタックの内容を表示 // Luaのスタックは1から始まる for (int pos = 1; pos <= top; pos++) { int type = lua_type(luas, pos); printf("%d: ", pos); switch (type) { case LUA_TSTRING: printf("'%s'", lua_tostring(luas, pos)); break; case LUA_TBOOLEAN: printf(lua_toboolean(luas, pos) ? "true" : "false"); break; case LUA_TNUMBER: printf("%g", lua_tonumber(luas, pos)); break; case LUA_TNIL: printf("nil"); break; case LUA_TTABLE: printf("table Reference"); break; case LUA_TFUNCTION: printf("function"); break; case LUA_TUSERDATA: printf("userdata"); break; case LUA_TTHREAD: printf("thread"); break; case LUA_TLIGHTUSERDATA: printf("light userdata"); break; default: printf("unknown"); break; } printf("\n"); } }
int main() { lua_State* luas = luaL_newstate(); // Luaの標準ライブラリを読み込む luaL_openlibs(luas); // 文字列で与えてスクリプトを実行する luaL_dostring(luas, script); { // テーブルへアクセス lua_getglobal(luas, "MyLuaTable_1");// MyLuaTable_1への参照をスタックの一番上にPush lua_getglobal(luas, "MyLuaTable_2");// MyLuaTable_2への参照をスタックの一番上にPush lua_getfield(luas, -1, "val_2_a"); // val_2_aの値（MyLuaTable_2までの距離は-1）をスタックの一番上にPush lua_getfield(luas, -2, "val_2_b"); // val_2_bの値（MyLuaTable_2までの距離は-2）をスタックの一番上にPush lua_getfield(luas, -3, "val_2_c"); // val_2_aの値（MyLuaTable_2までの距離は-3）をスタックの一番上にPush lua_getfield(luas, -4, "val_2_d"); // val_2_bの値（MyLuaTable_2までの距離は-4）をスタックの一番上にPush // [現在位置-5] にはMyLuaTable_2への参照が積まれている lua_getfield(luas, -6, "val_1_a"); // val_1_aの値（MyLuaTable_1までの距離は-6）をスタックの一番上にPush lua_getfield(luas, -7, "val_1_b"); // val_1_bの値（MyLuaTable_1までの距離は-7）をスタックの一番上にPush lua_getfield(luas, -8, "val_1_c"); // val_1_cの値（MyLuaTable_1までの距離は-8）をスタックの一番上にPush lua_getfield(luas, -9, "val_1_d"); // val_1_dの値（MyLuaTable_1までの距離は-9）をスタックの一番上にPush } print_stack(luas); // スタックの内容を表示 // Luaの終了。全てのメモリ解放 lua_close(luas); }
1: table Reference
2: table Reference
3: 'VAL_2_A'
4: 'VAL_2_B'
5: 'VAL_2_C'
6: 'VAL_2_D'
7: 'VAL_1_A'
8: 'VAL_1_B'
9: 'VAL_1_C'
10: 'VAL_1_D'
2: table Reference
3: 'VAL_2_A'
4: 'VAL_2_B'
5: 'VAL_2_C'
6: 'VAL_2_D'
7: 'VAL_1_A'
8: 'VAL_1_B'
9: 'VAL_1_C'
10: 'VAL_1_D'
スタックの値へアクセス
lua_tostringの第二引数には、スタックの先頭からの距離を指定する。-1は先頭に積まれている値を指す。例えば-4を指定すれば、先頭から４つ目の値へアクセスする。
// テーブルへアクセス lua_getglobal(luas, "MyLuaTable_1");// MyLuaTable_1への参照をスタックの一番上にPush lua_getglobal(luas, "MyLuaTable_2");// MyLuaTable_2への参照をスタックの一番上にPush lua_getfield(luas, -1, "val_2_a"); // val_2_aの値（MyLuaTable_2までの距離は-1）をスタックの一番上にPush lua_getfield(luas, -2, "val_2_b"); // val_2_bの値（MyLuaTable_2までの距離は-2）をスタックの一番上にPush lua_getfield(luas, -3, "val_2_c"); // val_2_aの値（MyLuaTable_2までの距離は-3）をスタックの一番上にPush lua_getfield(luas, -4, "val_2_d"); // val_2_bの値（MyLuaTable_2までの距離は-4）をスタックの一番上にPush // [現在位置-5] にはMyLuaTable_2への参照が積まれている lua_getfield(luas, -6, "val_1_a"); // val_1_aの値（MyLuaTable_1までの距離は-6）をスタックの一番上にPush lua_getfield(luas, -7, "val_1_b"); // val_1_bの値（MyLuaTable_1までの距離は-7）をスタックの一番上にPush lua_getfield(luas, -8, "val_1_c"); // val_1_cの値（MyLuaTable_1までの距離は-8）をスタックの一番上にPush lua_getfield(luas, -9, "val_1_d"); // val_1_dの値（MyLuaTable_1までの距離は-9）をスタックの一番上にPush
///////////////////////////////////////// // 現在位置から -4 の位置にある値を取得 const char* value = lua_tostring(luas, -4); // val_1_a の値を取得 printf("value: %s\n", value);
value: VAL_1_A