Qt GUIでテクスチャ画像のサブデータをコピーする方法

Qt GUIにおける QOpenGLExtraFunctions::glCopyImageSubData() 関数の解説

QOpenGLExtraFunctions::glCopyImageSubData() は、OpenGL 4.3以降で導入された関数で、テクスチャ画像のサブデータを別のテクスチャ画像にコピーするために使用されます。Qt GUIでは、QOpenGLWidgetやQOpenGLWindowなどのクラスを通じてOpenGL機能を利用できます。これらのクラスは、QOpenGLExtraFunctionsクラスのインスタンスを提供し、glCopyImageSubData() などの拡張機能を利用することができます。

関数シグネチャ

void glCopyImageSubData(
    GLenum srcName,
    GLenum srcTarget,
    GLint srcLevel,
    GLint srcX,
    GLint srcY,
    GLint srcZ,
    GLenum dstName,
    GLenum dstTarget,
    GLint dstLevel,
    GLint dstX,
    GLint dstY,
    GLint dstZ,
    GLsizei width,
    GLsizei height,
    GLsizei depth);

引数

• srcName: コピー元のテクスチャの名前
• srcTarget: コピー元のテクスチャのターゲット
• srcLevel: コピー元のテクスチャのミップマップレベル
• srcX, srcY, srcZ: コピー元のテクスチャ画像内のサブデータの開始位置
• dstX, dstY, dstZ: コピー先のテクスチャ画像内のサブデータの開始位置
• width: コピーするサブデータの幅
• height: コピーするサブデータの高さ
• depth: コピーするサブデータの奥行き

使用例

QOpenGLWidget widget;

// テクスチャを作成
GLuint srcTexture, dstTexture;
glGenTextures(1, &srcTexture);
glGenTextures(1, &dstTexture);

// テクスチャにデータをバインド
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, srcTexture);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, width, height, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, data);

glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, dstTexture);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, width, height, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, nullptr);

// サブデータをコピー
QOpenGLExtraFunctions functions(&widget);
functions.glCopyImageSubData(
    GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_2D, 0, 0, 0, 0,
    GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_2D, 0, 0, 0, 0,
    width, height, 1);

// テクスチャを描画
...

注意事項

• コピー元のテクスチャとコピー先のテクスチャのフォーマットが一致する必要があります。
• コピー元のテクスチャとコピー先のテクスチャのサイズが一致する必要はありません。
• サブデータの範囲は、テクスチャ画像のサイズを超えてはいけません。

QOpenGLExtraFunctions::glCopyImageSubData() 関数は、Qt GUIアプリケーションでテクスチャ画像のサブデータをコピーするために使用できます。この関数は、テクスチャアトラスやmipmapなどのさまざまな用途で使用することができます。

QOpenGLExtraFunctions::glCopyImageSubData() のサンプルコード

テクスチャアトラス

// テクスチャアトラスを作成
GLuint atlasTexture;
glGenTextures(1, &atlasTexture);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, atlasTexture);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, atlasWidth, atlasHeight, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, nullptr);

// テクスチャ画像をアトラスに追加
for (int i = 0; i < numImages; i++) {
  // 画像データを読み込む
  ...

  // 画像をアトラスにコピー
  QOpenGLExtraFunctions functions(&widget);
  functions.glCopyImageSubData(
      GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_2D, 0, imageX[i], imageY[i], 0,
      GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_2D, 0, atlasX[i], atlasY[i], 0,
      imageWidth, imageHeight, 1);
}

// テクスチャアトラスを描画
...

ミップマップは、テクスチャ画像の複数の縮小バージョンを生成することで、テクスチャフィルタリングの品質を向上させる手法です。glCopyImageSubData() を使用して、テクスチャ画像のミップマップレベルを生成することができます。

// ミップマップ付きテクスチャを作成
GLuint texture;
glGenTextures(1, &texture);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, width, height, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, data);

// ミップマップレベルを生成
for (int i = 1; i < numMipmapLevels; i++) {
  int mipmapWidth = width / (1 << i);
  int mipmapHeight = height / (1 << i);

  // ミップマップレベル i のテクスチャ画像を生成
  glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, i, GL_RGBA, mipmapWidth, mipmapHeight, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, nullptr);

  // ミップマップレベル i-1 からレベル i に画像をコピー
  QOpenGLExtraFunctions functions(&widget);
  functions.glCopyImageSubData(
      GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_2D, i - 1, 0, 0, 0,
      GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_2D, i, 0, 0, 0,
      mipmapWidth, mipmapHeight, 1);
}

// テクスチャを描画
...

glCopyImageSubData() は、さまざまな用途に使用することができます。以下は、その他の使用例です。

• テクスチャの一部を更新
• テクスチャフォーマットを変換
• テクスチャを反転

QOpenGLExtraFunctions::glCopyImageSubData() は、Qt GUIアプリケーションでテクスチャ画像のサブデータをコピーするために使用できる汎用的な関数です。さまざまな用途に使用できるため、テクスチャ処理を行うアプリケーション開発において非常に有用な関数と言えるでしょう。

QOpenGLExtraFunctions::glCopyImageSubData() 以外の方法

glTexSubImage2D() 関数は、テクスチャ画像のサブデータを更新するために使用できます。glCopyImageSubData() と比べて、glTexSubImage2D() は以下の点が異なります。

• テクスチャ画像全体を更新するのではなく、サブデータのみを更新することができます。
• テクスチャフォーマットを変換することはできません。
• テクスチャを反転したり回転したりすることはできません。

glReadPixels() 関数は、テクスチャ画像のサブデータをメモリに読み込むために使用できます。読み込んだデータを別のテクスチャにコピーすることで、サブデータをコピーすることができます。glReadPixels() と比べて、glCopyImageSubData() は以下の点が異なります。

• CPUとGPU間でデータ転送が発生するため、パフォーマンスが低下する可能性があります。

フレームバッファオブジェクト (FBO)

FBO を使用して、テクスチャ画像をレンダリングターゲットとして設定し、glCopyTexSubImage2D() 関数を使用して別のテクスチャにコピーすることができます。FBO を使用した方法は、以下の点が異なります。

• 複雑な設定が必要となります。

• パフォーマンス
• 機能
• 複雑さ

パフォーマンスが重要な場合は、glCopyImageSubData() を使用するべきです。glTexSubImage2D() や glReadPixels() は、CPUとGPU間でデータ転送が発生するため、パフォーマンスが低下する可能性があります。

機能

テクスチャフォーマットを変換したり、テクスチャを反転したり回転したりしたい場合は、glCopyImageSubData() を使用する必要があります。glTexSubImage2D() や glReadPixels() は、これらの機能を提供していません。

複雑さ

最も簡単な方法は、glTexSubImage2D() を使用することです。glCopyImageSubData() は、より多くの機能を提供していますが、設定が複雑になります。FBO を使用した方法は、最も複雑な方法ですが、最も柔軟な方法です。

テクスチャ画像のサブデータをコピーするには、さまざまな方法があります。どの方法を選択するべきかは、パフォーマンス、機能、複雑さなどの要件によって異なります。