簡単な Direct2D アプリケーションを作成する

[アーティクル]
06/12/2023

このトピックでは、ウィンドウを作成し、Direct2D を使用してコンテンツを描画する DemoApp クラスを作成するプロセスについて説明します。このチュートリアルでは、Direct2D リソースを作成し、基本的な図形を描画する方法について説明します。また、リソースの作成を最小限に抑えて、パフォーマンスを向上させるためにアプリケーションを構築する方法についても説明します。

このチュートリアルに従うには、Microsoft Visual Studio を使用して Win32 プロジェクトを作成し、メインアプリケーションヘッダーと.cppファイルのコードを、このチュートリアルで説明されているコードに置き換えます。

GitHub の Simple Direct2D アプリケーションサンプルアプリも参照してください。

注意

Direct2D を使用するユニバーサル Windows プラットフォーム (UWP) アプリを作成する場合は、「Windows 8の Direct2D クイックスタート」トピックを参照してください。

Direct2D コンテンツの作成に使用できるインターフェイスの概要については、 Direct2D API の概要に関するページを参照してください。

チュートリアルが完了すると、 DemoApp クラスによって次の図に示す出力が生成されます。

グリッド背景上の 2 つの四角形の図

パート 1: DemoApp ヘッダーを作成する

この手順では、必要なヘッダーとマクロを追加して、Direct2D を使用するようにアプリケーションを設定します。また、このチュートリアルの後の部分で使用するメソッドとデータメンバーも宣言します。

アプリケーションヘッダーファイルに、よく使用される次のヘッダーを含めます。

// Windows Header Files:
#include <windows.h>

// C RunTime Header Files:
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
#include <memory.h>
#include <wchar.h>
#include <math.h>

#include <d2d1.h>
#include <d2d1helper.h>
#include <dwrite.h>
#include <wincodec.h>

インターフェイスを解放するための追加の関数と、モジュールのベースアドレスのエラー処理と取得のためのマクロを宣言します。

template<class Interface>
inline void SafeRelease(
    Interface **ppInterfaceToRelease)
{
    if (*ppInterfaceToRelease != NULL)
    {
        (*ppInterfaceToRelease)->Release();
        (*ppInterfaceToRelease) = NULL;
    }
}

#ifndef Assert
#if defined( DEBUG ) || defined( _DEBUG )
#define Assert(b) do {if (!(b)) {OutputDebugStringA("Assert: " #b "\n");}} while(0)
#else
#define Assert(b)
#endif //DEBUG || _DEBUG
#endif

#ifndef HINST_THISCOMPONENT
EXTERN_C IMAGE_DOS_HEADER __ImageBase;
#define HINST_THISCOMPONENT ((HINSTANCE)&__ImageBase)
#endif

クラスの初期化、リソースの作成と破棄、メッセージループの処理、コンテンツのレンダリング、および Windows プロシージャのメソッドを宣言します。

class DemoApp
{
public:
    DemoApp();
    ~DemoApp();

    // Register the window class and call methods for instantiating drawing resources
    HRESULT Initialize();

    // Process and dispatch messages
    void RunMessageLoop();

private:
    // Initialize device-independent resources.
    HRESULT CreateDeviceIndependentResources();

    // Initialize device-dependent resources.
    HRESULT CreateDeviceResources();

    // Release device-dependent resource.
    void DiscardDeviceResources();

    // Draw content.
    HRESULT OnRender();

    // Resize the render target.
    void OnResize(
        UINT width,
        UINT height
        );

    // The windows procedure.
    static LRESULT CALLBACK WndProc(
        HWND hWnd,
        UINT message,
        WPARAM wParam,
        LPARAM lParam
        );
};

クラスメンバーとして、 ID2D1Factory オブジェクト、 ID2D1HwndRenderTarget オブジェクト、および 2 つの ID2D1SolidColorBrush オブジェクトのポインターを宣言します。
```
private:
HWND m_hwnd;
ID2D1Factory* m_pDirect2dFactory;
ID2D1HwndRenderTarget* m_pRenderTarget;
ID2D1SolidColorBrush* m_pLightSlateGrayBrush;
ID2D1SolidColorBrush* m_pCornflowerBlueBrush;
```

パート 2: クラスインフラストラクチャを実装する

このパートでは、 DemoApp コンストラクターとデストラクター、その初期化メソッドとメッセージループメソッド、および WinMain 関数を実装します。これらの方法のほとんどは、他の Win32 アプリケーションで見られる方法と同じように見える。唯一の例外は、CreateDeviceIndependentResources メソッド (次の部分で定義します) を呼び出す Initialize メソッドです。これにより、複数の Direct2D リソースが作成されます。

クラス実装ファイルで、クラスコンストラクターとデストラクターを実装します。コンストラクターは、そのメンバーをに初期化する NULL必要があります。デストラクターは、クラスメンバーとして格納されているすべてのインターフェイスを解放する必要があります。
```
DemoApp::DemoApp() :
    m_hwnd(NULL),
    m_pDirect2dFactory(NULL),
    m_pRenderTarget(NULL),
    m_pLightSlateGrayBrush(NULL),
    m_pCornflowerBlueBrush(NULL)
{}

DemoApp::~DemoApp()
{
    SafeRelease(&m_pDirect2dFactory);
    SafeRelease(&m_pRenderTarget);
    SafeRelease(&m_pLightSlateGrayBrush);
    SafeRelease(&m_pCornflowerBlueBrush);
}
```

メッセージを変換してディスパッチする DemoApp::RunMessageLoop メソッドを実装します。

void DemoApp::RunMessageLoop()
{
    MSG msg;

    while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
    {
        TranslateMessage(&msg);
        DispatchMessage(&msg);
    }
}

ウィンドウを作成し、それを表示し、DemoApp::CreateDeviceIndependentResources メソッドを呼び出す Initialize メソッドを実装します。次のセクションでは、 CreateDeviceIndependentResources メソッドを実装します。

HRESULT DemoApp::Initialize()
{
    HRESULT hr;

    // Initialize device-independent resources, such
    // as the Direct2D factory.
    hr = CreateDeviceIndependentResources();

    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        // Register the window class.
        WNDCLASSEX wcex = { sizeof(WNDCLASSEX) };
        wcex.style         = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
        wcex.lpfnWndProc   = DemoApp::WndProc;
        wcex.cbClsExtra    = 0;
        wcex.cbWndExtra    = sizeof(LONG_PTR);
        wcex.hInstance     = HINST_THISCOMPONENT;
        wcex.hbrBackground = NULL;
        wcex.lpszMenuName  = NULL;
        wcex.hCursor       = LoadCursor(NULL, IDI_APPLICATION);
        wcex.lpszClassName = L"D2DDemoApp";

        RegisterClassEx(&wcex);

        // In terms of using the correct DPI, to create a window at a specific size
        // like this, the procedure is to first create the window hidden. Then we get
        // the actual DPI from the HWND (which will be assigned by whichever monitor
        // the window is created on). Then we use SetWindowPos to resize it to the
        // correct DPI-scaled size, then we use ShowWindow to show it.

        m_hwnd = CreateWindow(
            L"D2DDemoApp",
            L"Direct2D demo application",
            WS_OVERLAPPEDWINDOW,
            CW_USEDEFAULT,
            CW_USEDEFAULT,
            0,
            0,
            NULL,
            NULL,
            HINST_THISCOMPONENT,
            this);

        if (m_hwnd)
        {
            // Because the SetWindowPos function takes its size in pixels, we
            // obtain the window's DPI, and use it to scale the window size.
            float dpi = GetDpiForWindow(m_hwnd);

            SetWindowPos(
                m_hwnd,
                NULL,
                NULL,
                NULL,
                static_cast<int>(ceil(640.f * dpi / 96.f)),
                static_cast<int>(ceil(480.f * dpi / 96.f)),
                SWP_NOMOVE);
            ShowWindow(m_hwnd, SW_SHOWNORMAL);
            UpdateWindow(m_hwnd);
        }
    }

    return hr;
}

アプリケーションエントリポイントとして機能する WinMain メソッドを実装します。 DemoApp クラスのインスタンスを初期化し、そのメッセージループを開始します。

int WINAPI WinMain(
    HINSTANCE /* hInstance */,
    HINSTANCE /* hPrevInstance */,
    LPSTR /* lpCmdLine */,
    int /* nCmdShow */
    )
{
    // Use HeapSetInformation to specify that the process should
    // terminate if the heap manager detects an error in any heap used
    // by the process.
    // The return value is ignored, because we want to continue running in the
    // unlikely event that HeapSetInformation fails.
    HeapSetInformation(NULL, HeapEnableTerminationOnCorruption, NULL, 0);

    if (SUCCEEDED(CoInitialize(NULL)))
    {
        {
            DemoApp app;

            if (SUCCEEDED(app.Initialize()))
            {
                app.RunMessageLoop();
            }
        }
        CoUninitialize();
    }

    return 0;
}

パート 3: Direct2D リソースを作成する

このパートでは、描画に使用する Direct2D リソースを作成します。 Direct2D には、2 種類のリソースが用意されています。これは、アプリケーションの期間中に使用できるデバイスに依存しないリソースと、デバイスに依存するリソースです。デバイスに依存するリソースは、特定のレンダリングデバイスに関連付けられます。そのデバイスが削除されると機能しなくなります。

DemoApp::CreateDeviceIndependentResources メソッドを実装します。メソッドで、他の Direct2D リソースを作成するためのデバイスに依存しないリソースである ID2D1Factory を作成します。クラスメンバーを m_pDirect2DdFactory 使用してファクトリを格納します。
```
HRESULT DemoApp::CreateDeviceIndependentResources()
{
    HRESULT hr = S_OK;

    // Create a Direct2D factory.
    hr = D2D1CreateFactory(D2D1_FACTORY_TYPE_SINGLE_THREADED, &m_pDirect2dFactory);

    return hr;
}
```
DemoApp::CreateDeviceResources メソッドを実装します。このメソッドは、ウィンドウのデバイスに依存するリソース、レンダーターゲット、および 2 つのブラシを作成します。クライアント領域のサイズを取得し、ウィンドウの HWND にレンダリングされるのと同じサイズの ID2D1HwndRenderTarget を作成します。レンダーターゲットをクラスメンバーに m_pRenderTarget 格納します。
```
RECT rc;
GetClientRect(m_hwnd, &rc);

D2D1_SIZE_U size = D2D1::SizeU(
    rc.right - rc.left,
    rc.bottom - rc.top);

// Create a Direct2D render target.
hr = m_pDirect2dFactory->CreateHwndRenderTarget(
    D2D1::RenderTargetProperties(),
    D2D1::HwndRenderTargetProperties(m_hwnd, size),
    &m_pRenderTarget);
```

レンダーターゲットを使用して、灰色 の ID2D1SolidColorBrush とコーンフラワーブルー ID2D1SolidColorBrush を作成します。

if (SUCCEEDED(hr))
{
    // Create a gray brush.
    hr = m_pRenderTarget->CreateSolidColorBrush(
        D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::LightSlateGray),
        &m_pLightSlateGrayBrush
        );
}

if (SUCCEEDED(hr))
{
    // Create a blue brush.
    hr = m_pRenderTarget->CreateSolidColorBrush(
        D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::CornflowerBlue),
        &m_pCornflowerBlueBrush
        );
}

このメソッドは繰り返し呼び出されるため、レンダーターゲット (m_pRenderTarget) が既に存在するかどうかをチェックにステートメントを追加ifします。次のコードは、 CreateDeviceResources メソッド全体を示しています。

HRESULT DemoApp::CreateDeviceResources()
{
    HRESULT hr = S_OK;

    if (!m_pRenderTarget)
    {
        RECT rc;
        GetClientRect(m_hwnd, &rc);

        D2D1_SIZE_U size = D2D1::SizeU(
            rc.right - rc.left,
            rc.bottom - rc.top
            );

        // Create a Direct2D render target.
        hr = m_pDirect2dFactory->CreateHwndRenderTarget(
            D2D1::RenderTargetProperties(),
            D2D1::HwndRenderTargetProperties(m_hwnd, size),
            &m_pRenderTarget
            );

        if (SUCCEEDED(hr))
        {
            // Create a gray brush.
            hr = m_pRenderTarget->CreateSolidColorBrush(
                D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::LightSlateGray),
                &m_pLightSlateGrayBrush
                );
        }
        if (SUCCEEDED(hr))
        {
            // Create a blue brush.
            hr = m_pRenderTarget->CreateSolidColorBrush(
                D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::CornflowerBlue),
                &m_pCornflowerBlueBrush
                );
        }
    }

    return hr;
}

DemoApp::D iscardDeviceResources メソッドを実装します。このメソッドでは、 DemoApp::CreateDeviceResources メソッドで作成したレンダーターゲットと 2 つのブラシを解放します。
```
void DemoApp::DiscardDeviceResources()
{
    SafeRelease(&m_pRenderTarget);
    SafeRelease(&m_pLightSlateGrayBrush);
    SafeRelease(&m_pCornflowerBlueBrush);
}
```

パート 4: Direct2D コンテンツをレンダリングする

このパートでは、ウィンドウプロシージャ、 OnRender メソッド (コンテンツを塗りつぶす)、 OnResize メソッド (ウィンドウのサイズ変更時にレンダーターゲットのサイズを調整する) を実装します。

DemoApp::WndProc メソッドを実装して、ウィンドウメッセージを処理します。 WM_SIZE メッセージの場合は、DemoApp::OnResize メソッドを呼び出し、新しい幅と高さを渡します。 WM_PAINTメッセージとWM_DISPLAYCHANGE メッセージの場合は、DemoApp::OnRender メソッドを呼び出してウィンドウを描画します。次の手順では、 OnRender メソッドと OnResize メソッドを実装します。

LRESULT CALLBACK DemoApp::WndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    LRESULT result = 0;

    if (message == WM_CREATE)
    {
        LPCREATESTRUCT pcs = (LPCREATESTRUCT)lParam;
        DemoApp *pDemoApp = (DemoApp *)pcs->lpCreateParams;

        ::SetWindowLongPtrW(
            hwnd,
            GWLP_USERDATA,
            reinterpret_cast<LONG_PTR>(pDemoApp)
            );

        result = 1;
    }
    else
    {
        DemoApp *pDemoApp = reinterpret_cast<DemoApp *>(static_cast<LONG_PTR>(
            ::GetWindowLongPtrW(
                hwnd,
                GWLP_USERDATA
                )));

        bool wasHandled = false;

        if (pDemoApp)
        {
            switch (message)
            {
            case WM_SIZE:
                {
                    UINT width = LOWORD(lParam);
                    UINT height = HIWORD(lParam);
                    pDemoApp->OnResize(width, height);
                }
                result = 0;
                wasHandled = true;
                break;

            case WM_DISPLAYCHANGE:
                {
                    InvalidateRect(hwnd, NULL, FALSE);
                }
                result = 0;
                wasHandled = true;
                break;

            case WM_PAINT:
                {
                    pDemoApp->OnRender();
                    ValidateRect(hwnd, NULL);
                }
                result = 0;
                wasHandled = true;
                break;

            case WM_DESTROY:
                {
                    PostQuitMessage(0);
                }
                result = 1;
                wasHandled = true;
                break;
            }
        }

        if (!wasHandled)
        {
            result = DefWindowProc(hwnd, message, wParam, lParam);
        }
    }

    return result;
}

DemoApp::OnRender メソッドを実装します。まず、 HRESULT を定義します。次に、 CreateDeviceResource メソッドを 呼び出します。このメソッドは、ウィンドウが描画されるたびに呼び出されます。パート 3 の手順 4 では、レンダーターゲットが既に存在する場合にメソッドが何も行わないようにするステートメントを追加 if したことを思い出してください。
```
HRESULT DemoApp::OnRender()
{
    HRESULT hr = S_OK;

    hr = CreateDeviceResources();
```
CreateDeviceResource メソッドが成功したことを確認します。そうでない場合は、描画を実行しないでください。
```
if (SUCCEEDED(hr))
{
```
追加したステートメント内 if で、レンダーターゲットの BeginDraw メソッドを呼び出して描画を開始します。レンダーターゲットの変換を ID マトリックスに設定し、ウィンドウをクリアします。
```
m_pRenderTarget->BeginDraw();
m_pRenderTarget->SetTransform(D2D1::Matrix3x2F::Identity());
m_pRenderTarget->Clear(D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::White));
```

図面領域のサイズを取得します。

D2D1_SIZE_F rtSize = m_pRenderTarget->GetSize();

ループとレンダーターゲットの DrawLine メソッドをfor使用してグリッドの背景を描画し、一連の線を描画します。

// Draw a grid background.
int width = static_cast<int>(rtSize.width);
int height = static_cast<int>(rtSize.height);

for (int x = 0; x < width; x += 10)
{
    m_pRenderTarget->DrawLine(
        D2D1::Point2F(static_cast<FLOAT>(x), 0.0f),
        D2D1::Point2F(static_cast<FLOAT>(x), rtSize.height),
        m_pLightSlateGrayBrush,
        0.5f
        );
}

for (int y = 0; y < height; y += 10)
{
    m_pRenderTarget->DrawLine(
        D2D1::Point2F(0.0f, static_cast<FLOAT>(y)),
        D2D1::Point2F(rtSize.width, static_cast<FLOAT>(y)),
        m_pLightSlateGrayBrush,
        0.5f
        );
}

画面の中央に配置された 2 つの四角形プリミティブを作成します。

// Draw two rectangles.
D2D1_RECT_F rectangle1 = D2D1::RectF(
    rtSize.width/2 - 50.0f,
    rtSize.height/2 - 50.0f,
    rtSize.width/2 + 50.0f,
    rtSize.height/2 + 50.0f
    );

D2D1_RECT_F rectangle2 = D2D1::RectF(
    rtSize.width/2 - 100.0f,
    rtSize.height/2 - 100.0f,
    rtSize.width/2 + 100.0f,
    rtSize.height/2 + 100.0f
    );

レンダーターゲットの FillRectangle メソッドを使用して、最初の四角形の内部を灰色のブラシで塗りつぶします。
```
// Draw a filled rectangle.
m_pRenderTarget->FillRectangle(&rectangle1, m_pLightSlateGrayBrush);
```
レンダーターゲットの DrawRectangle メソッドを使用して、2 番目の四角形の輪郭を cornflower ブルーブラシで描画します。
```
// Draw the outline of a rectangle.
m_pRenderTarget->DrawRectangle(&rectangle2, m_pCornflowerBlueBrush);
```
レンダーターゲットの EndDraw メソッドを呼び出します。 EndDraw メソッドは、描画操作が成功したかどうかを示す HRESULT を返します。手順 3 で開始した if ステートメントのスコープを閉じます。
```
    hr = m_pRenderTarget->EndDraw();
}
```
EndDraw によって返される HRESULT を確認します。レンダーターゲットを再作成する必要があることを示す場合は、DemoApp::D iscardDeviceResources メソッドを呼び出して解放します。次回ウィンドウがWM_PAINTまたは WM_DISPLAYCHANGEメッセージを受信すると再作成されます。
```
if (hr == D2DERR_RECREATE_TARGET)
{
    hr = S_OK;
    DiscardDeviceResources();
}
```
HRESULT を返し、メソッドのスコープを閉じます。
```
    return hr;
}
```

DemoApp::OnResize メソッドを実装して、レンダーターゲットのサイズをウィンドウの新しいサイズに変更します。

void DemoApp::OnResize(UINT width, UINT height)
{
    if (m_pRenderTarget)
    {
        // Note: This method can fail, but it's okay to ignore the
        // error here, because the error will be returned again
        // the next time EndDraw is called.
        m_pRenderTarget->Resize(D2D1::SizeU(width, height));
    }
}

これでチュートリアルが完了しました。

注意

Direct2D を使用するには、アプリケーションにヘッダーファイルが含まれていることを d2d1.h 確認し、ライブラリに d2d1.lib 対してコンパイルします。とは、Windows SDK で見つけることができますd2d1.hd2d1.lib。

まとめ

このチュートリアルでは、Direct2D リソースを作成し、基本的な図形を描画する方法について説明しました。また、リソースの作成を最小限に抑えて、パフォーマンスを向上させるためにアプリケーションを構築する方法についても学習しました。

簡単な Direct2D アプリケーションを作成する

パート 1: DemoApp ヘッダーを作成する

パート 2: クラスインフラストラクチャを実装する

パート 3: Direct2D リソースを作成する

パート 4: Direct2D コンテンツをレンダリングする

まとめ

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その他のリソース

簡単な Direct2D アプリケーションを作成する

パート 1: DemoApp ヘッダーを作成する

パート 2: クラス インフラストラクチャを実装する

パート 3: Direct2D リソースを作成する

パート 4: Direct2D コンテンツをレンダリングする

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パート 2: クラスインフラストラクチャを実装する