硝子窓ライブラリ

　硝子窓ライブラリを使えば、ほとんどのWindowsに対応した半透明アプリケーションをOSの違いを意識することなく開発できます。

◆機能

　このライブラリが提供する透明／半透明の機能は以下の通りです。

• 一定アルファ

  ウィンドウ全域を一定のアルファ値（不透明度）で半透明にする機能。
  これは他の機能と組み合わせて使用できます。

• カラーキー透過

  指定した色（カラーキー）の部分だけを透明にする機能。

• ピクセル単位アルファブレンディング
  

  ピクセル毎にアルファ値を指定する機能。

• ウィンドウの背景は隠された瞬間に固定されるので、見えているものは最新とは限らない。
• ウィンドウの背景は正しく取得できないこともある。

　透明や半透明の効果は、次のようなウィンドウには適用できません。

• トップレベルではないウィンドウ（すなわち子ウィンドウ）
• 枠（非クライアント領域）を持つウィンドウ
• メインメニューを持つウィンドウ
• 子ウィンドウ（ボタンなど）をその上に持つウィンドウ

◆画面サンプル

　以上の作業により半透明機能が実現します。

　SetImage() を呼び出せばいつでも表示内容を変えることができます。

◆リファレンス

◆クラス TTransparentWindowManager

#include "libgw.h"
class libgw::TTransparentWindowManager;

[説明]
    透明や半透明の機能をウィンドウに適用するマネージャクラス。
    1つの TTransparentWindowManager インスタンスは、1つのウィンドウ
    を透明や半透明にする。
[namespace]
    libgw


◆メンバ関数 TTransparentWindowManager::Init

bool TTransparentWindowManager::Init(HWND handle, UINT timerID);

[機能]
    マネージャを初期化する。
[引数]
    handle    透明や半透明にするウィンドウのハンドル
    timerID   マネージャが内部で使用するためのタイマー識別子
[戻り値]
    成功したらtrueを返す。
[説明]
    timerID にはアプリケーションで使用しない適当なタイマー識別子を
    指定してください。handle引数で指定されるウィンドウがタイマーを
    使用しない場合 timerID 引数には適当に 12345 などを指定できます。


◆メンバ関数 TTransparentWindowManager::OnWindowMessage

void TTransparentWindowManager::OnWindowMessage(
    bool *handled, LRESULT *result,
    UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam );

[機能]
    ウィンドウメッセージをマネージャに通知し、必要なら処理させる。
[引数]
    handled   マネージャがウィンドウメッセージを処理したかどうかを
              受け取る bool 変数へのポインタ
              処理した場合は true が書き込まれる。
    result    マネージャがウィンドウメッセージを処理した場合の結果
              を受け取る LRESULT 変数へのポインタ
    msg       ウィンドウメッセージ
    wParam    ウィンドウメッセージの WPARAM 引数
    lParam    ウィンドウメッセージの LPARAM 引数
[説明]
    アプリケーションは、ウィンドウへ送られるウィンドウメッセージの
    すべてを OnWindowMessage 関数 によってマネージャに通知する必要
    があります。
    handled が指す bool 変数に true が返された時はアプリケーション
    はそのメッセージの処理を継続してはいけません。その時は、result
    が指す LRESULT 変数に返された値をメッセージの戻り値として下さい。


◆メンバ関数 TTransparentWindowManager::SetImage

bool TTransparentWindowManager::SetImage(
    swinlib::SMemoryBitmap const *foregroundImage,
    bool            enablePerPixelAlpha,
    COLORREF        colorKey,
    bool            enableColorKey,
    BYTE            constantAlpha );

[機能]
    表示内容と透明化／半透明化の機能を指定する。
[引数]
    foregroundImage     表示内容を保持する SMemoryBitmapインスタン
                        スへのポインタ
    enablePerPixelAlpha ピクセル単位アルファブレンディングを使うか
                        どうかのフラグ
    colorKey            カラーキーを指定する COLORREF 構造体
    enableColorKey      colorKey引数を使って透明化するかどうかのフ
                        ラグ
    constantAlpha       ウィンドウ全体に適用する一定のアルファ値
[戻り値]
    成功したらtrueを返す。
[説明]
    foregroundImage は 1ピクセル当たり32ビットのメモリビットマップ
    を格納した SMemoryBitmapインスタンスへのポインタを指定します。
    マネージャはこのポインタを内部に保持して描画のために使用します。
    従って次の SetImage 関数呼び出しによって表示内容を更新するまで
    の間、有効なインスタンスを指している必要があります。
    foregroundImage のピクセル形式は次のようになります。
        
        始めに説明のための構造体表記を示します。
          union Pixel{
            BYTE c[4];
            DWORD d;
          };
        
        * enablePerPixelAlpha == false の場合
          
          c[0]:     c[1]:     c[2]:     c[3]:
          [bbbbbbbb][gggggggg][rrrrrrrr][00000000]
          
          4バイトめ（c[3] ）は必ずゼロを格納する事に注意してくださ
          い。
          
          DWORD型でアクセスした場合は次のようになります。
          d:
          MSB                                  LSB
          [00000000  rrrrrrrr  gggggggg  bbbbbbbb]
          
        * enablePerPixelAlpha == true の場合
          
          c[0]:     c[1]:     c[2]:     c[3]:
          [bbbbbbbb][gggggggg][rrrrrrrr][aaaaaaaa]
          
          4バイトめ（c[3] ）はアルファ値（0〜255）を格納します。
          0から3バイトめはアルファ値を乗算済みのカラー値です。
          すなわち B <= A && G <= A && R <= A でなければなりません。
          乗算前のARGB形式から乗算済みのARGB形式に変換するには、
          swinlib::MultiplyAlpha 関数を利用できます。
          
          DWORD型でアクセスした場合は次のようになります。
          d:
          MSB                                  LSB
          [aaaaaaaa  rrrrrrrr  gggggggg  bbbbbbbb]
    
    enablePerPixelAlpha 引数が true の場合、アルファ値がゼロである
    ピクセルは透明化されます。
    
    カラーキーによる透明化処理を有効にする場合は、colorKey引数に有
    効なCOLORREF構造体（RGB マクロを使用して作ることができる）を指
    定し enableColorKey 引数に true を指定します。  表示内容の中の
    colorKey で指定される色と一致するピクセルは透明化されます。
    enableColorKey 引数が false の時は colorKey 引数は無視されます。
    
    透明化された領域は背後のウィンドウが完全におもてに見えるように
    なり、その領域におけるマウスクリックなどのメッセージはOSによっ
    て背後のウィンドウへ直接送られるようになります。
    
    enablePerPixelAlpha と enableColorKey には同時に true を指定す
    ることはできません。
    
    constantAlpha に指定するアルファ値は 0から255の範囲の値です。
    0を指定するとウィンドウ全体が見えなくなります。


◆クラス SMemoryBitmap

#include "sbitmap.h"
class swinlib::SMemoryBitmap;

[説明]
    メモリビットマップ（DIBセクション）を生成し保持するクラス。
[namespace]
    swinlib


◆メンバ関数 SMemoryBitmap::Create

void SMemoryBitmap::Create(HDC modelDC,
    SPixelFormat format, int width, int height );

[機能]
    メモリビットマップを生成する。
[説明]
    既に生成済みの場合は自動的に削除されてから新しいメモリビットマ
    ップが生成される。
[例]
    SMemoryBitmap memBitmap;
    memBitmap.Create(NULL, swinlib::pf_32bit, width, height );


◆メンバ関数 SMemoryBitmap::Free

[機能]
    メモリビットマップを破棄する。


◆メンバ関数 SMemoryBitmap::Bitmap

[機能]
    ハンドル（HBITMAP）を返す。


◆メンバ関数 SMemoryBitmap::DC

[機能]
    デバイスコンテキストを返す。


◆メンバ関数 SMemoryBitmap::BitmapInfo

[機能]
    ビットマップの形式を表す BITMAPINFO 構造体へのポインタを返す。


◆メンバ関数 SMemoryBitmap::Format

[機能]
    ピクセル形式を表す swinlib::SPixelFormat 値を返す。


◆メンバ関数 SMemoryBitmap::Bits

[機能]
    ピクセルデータの先頭（左上の角）へのポインタを返す。


◆メンバ関数 SMemoryBitmap::Width

[機能]
    ビットマップの横のピクセル数を返す。


◆メンバ関数 SMemoryBitmap::Height

[機能]
    ビットマップの縦のピクセル数を返す。


◆メンバ関数 SMemoryBitmap::Stride

[機能]
    ピクセルデータにおけるあるラインの左端から次のラインの左端まで
    のバイト数を返す。


◆メンバ関数 SMemoryBitmap::ScanLine

void* SMemoryBitmap::ScanLine(int row)const;

[機能]
    Y座標 row のラインの左端のピクセルデータへのポインタを返す。

◆技術的な詳細

　硝子窓ライブラリは以下の2つの内部モードを持っています。

• Win9x互換モード

  Windows 95以降のすべての対象OSで動作するモードです。

• Win2kモード

  Windows 2000 で導入されたレイヤードウィンドウの機能を利用するモードです。可能な環境では自動的にこのモードになります。

◆Win9x互換モード

　Win9x互換モードでは、 ウィンドウによって隠されている背景のイメージを実時間では取得できないというOSの制限があるため、半透明を実現するためには背景が隠される前になんとかしてそのイメージを取得する必要があります。

　そこで硝子窓ライブラリでは、ウィンドウが最初に画面に表示される直前にその背景のイメージを取得して保持します。その後、ウィンドウが移動やサイズ変更するときは、その移動が実際に画面に反映される直前に、移動によって新たに隠される画面領域のイメージを取得して、保持しているイメージに継ぎ足します。移動によっておもてに出る部分の背景イメージはすぐに破棄します。これにより常に、ウィンドウの後ろに隠されている背景のイメージをできるだけ最新の状態でしかも無駄なく保持し続ける仕組みになっています。

　背景の取得は GetDesktopWindow() --> GetWindowDC() --> BitBlt()で行います。ただしこれだけでは、描画が終わっていない不完全な背景イメージを取得してしまう可能性があります。この問題を解決するため、硝子窓ライブラリでは、 BitBlt() を行う直前にその領域にあるウィンドウに対して UpdateWindow() を呼び出すことで描画を完成させます。これにより描きかけではない背景イメージを最短の時間で取得します。

　Win9x互換モードにおいて、透明（アルファ値=0 ）なピクセルはリージョン機能によって実現されます。

◆Win2kモード

　Win2kモードでは、レイヤードウィンドウAPIを使用します。

　リージョン機能は使用しません。Windows2000 でリージョン機能を使うと極端にパフォーマンスが低下するためです。

◆既知の問題

　Win2kモードでカラーキー透過と255未満の一定アルファ値を組み合わせると、画面の色数、カラーキー、などによってはうまく透過しない。（Windows2000 の問題あるいは仕様と思われる）
カラーキーとして完全な黒（ RGB(0,0,0) ）を使用すればうまく行くようです。

　Win9xモードではウィンドウの背景は隠された瞬間に固定されるので、見えているものは最新とは限らない。（仕様）

　Win9xモードではウィンドウの背景は正しく取得できないこともある。（仕様）