C言語でウィンドウ表示されたものを画像保存経由せずに0と1で配列表現したい。（もしくはウインドウ画素情報の取得方法）

前提・実現したいこと

現在windows10の環境でコマンドプロンプトにてgccを利用しC言語プログラムを行っております。
内容は、ウィンドウに表示されたものを、画像保存(BITMAP保存)を経由せずに、0と1で配列表現しようと思っております。

イメージとしては以下です。
（説明）
左のひよこ画像・・・PCに表示されている背景です。
右のひよこ・・・ウィンドウアプリで一定の範囲を映し出しています。

↓こちらを01表現に変える。

該当のソースコード

hiyoko_analysis.c

c
1#include <stdio.h>
2#include <windows.h>
3#define WINDOWS_CLASS_NAME TEXT("WisdomSoft.Sample.Window")
4
5LRESULT CALLBACK WndProc(HWND,UINT,WPARAM,LPARAM); // ウインドウプロシージャ関数
6ATOM InitApp(HINSTANCE);
7BOOL InitInstance(HINSTANCE,int);
8char szClassName[]="sample"; //ウインドウクラス
9
10HINSTANCE hInst;
11int ncshow;
12HWND hWnd;
13
14int WINAPI WinMain(HINSTANCE hCurInst,HINSTANCE hPrevInst,
15					LPSTR lpsCmdLine,int nCmdShow ){
16	MSG msg;
17	BOOL bRet;
18	hInst = hCurInst;
19    ncshow = nCmdShow;
20	if(!InitApp(hInst)) return FALSE;
21	if(!InitInstance(hCurInst,ncshow)) return FALSE;
22
23	while((bRet = GetMessage(&msg,NULL,0,0)) != 0){
24		if(bRet == -1){
25			MessageBox(NULL,"GetMessage ERR","Error",MB_OK);
26			break;
27		}else{
28            TranslateMessage(&msg); 
29            DispatchMessage(&msg); 
30			//} 
31		}
32	}
33	return (int)msg.wParam;
34}
35
36//ウインドウクラスの登録
37ATOM InitApp(HINSTANCE hInst){
38	WNDCLASSEX wc;
39	wc.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
40	wc.style =CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
41	wc.lpfnWndProc = WndProc;//プロ―ジャー名
42	wc.cbClsExtra = 0;
43	wc.cbWndExtra = 0;
44	wc.hInstance = hInst;//インスタンス
45	wc.hIcon = (HICON)LoadImage(NULL,
46		MAKEINTRESOURCE(IDI_APPLICATION),
47		IMAGE_ICON,
48		0,
49		0,
50		LR_DEFAULTSIZE | LR_SHARED);
51	wc.hCursor = (HCURSOR)LoadImage(NULL,
52		MAKEINTRESOURCE(IDC_ARROW),
53		IMAGE_CURSOR,
54		0,
55		0,
56		LR_DEFAULTSIZE | LR_SHARED);
57	wc.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);
58	wc.lpszMenuName = NULL;	//メニュー名
59	wc.lpszClassName = (LPCSTR)szClassName;
60	wc.hIconSm = (HICON)LoadImage(NULL,
61		MAKEINTRESOURCE(IDI_APPLICATION),
62		IMAGE_ICON,
63		0,
64		0,
65		LR_DEFAULTSIZE | LR_SHARED);
66	return (RegisterClassEx(&wc));
67}
68
69
70//ウインドウの生成
71BOOL InitInstance(HINSTANCE hInst,int nCmdShow)
72{
73
74	hWnd = CreateWindow(szClassName,
75		"title bar name",
76		WS_OVERLAPPEDWINDOW,//ウインドウの種類
77		1000,		//ｘ座標
78		600,	//ｙ座標
79		400,		//幅
80		300,		//高さ
81		NULL,	//親ウインドウのハンドル、親を作るときは NULL
82		NULL,	//メニューハンドル、クラスメニューを使うときは NULL
83		hInst,	//インスタンスハンドル
84		NULL);
85	if(!hWnd) return FALSE;
86	ShowWindow(hWnd,nCmdShow);
87	UpdateWindow(hWnd);
88	return TRUE;
89}
90
91
92void paint(HWND hWnd){
93
94	PAINTSTRUCT ps;
95	HDC hdc = BeginPaint(hWnd,&ps);
96
97	RECT rc;
98    GetClientRect(hWnd,&rc);//ウインドウの範囲を取得
99
100	BitBlt(hdc, rc.left, rc.top, 200, 200, CreateDC(TEXT("DISPLAY") , NULL , NULL , NULL), 400, 350, SRCCOPY);
101    printf("hWnd %d\n", hWnd);
102	EndPaint(hWnd,&ps);
103}
104
105//ウィンドウプロシージャ
106LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd,UINT msg,WPARAM wp,LPARAM lp)
107{
108    int id;
109    HDC hdc;
110    HBRUSH hBrush;
111    PAINTSTRUCT ps;
112
113	switch(msg){
114		case WM_CREATE:
115            SetLayeredWindowAttributes(hWnd, RGB(255, 0, 0), 0, LWA_COLORKEY);
116			SetTimer(hWnd,1000,500,NULL);
117			break;
118		case WM_PAINT:
119			paint(hWnd);
120            break;
121
122		case WM_TIMER:
123			if(wp == 1000){
124				//再描画要求
125				InvalidateRect(hWnd, NULL,1);
126				UpdateWindow(hWnd);
127			}
128			else return (DefWindowProc(hWnd,msg,wp,lp));
129			break;
130
131		case WM_CLOSE:
132            id = MessageBox(hWnd,
133                "終了してもよろしいですか",
134                "確認",
135                MB_YESNO | MB_ICONQUESTION);
136            if (id == IDYES)
137                KillTimer(hWnd,1000);//タイマーを破棄
138                DestroyWindow(hWnd);
139            break;
140
141		case WM_DESTROY:
142			PostQuitMessage(0);
143			break;
144		default:
145			return (DefWindowProc(hWnd,msg,wp,lp));
146	}
147	return 0;
148}
149
150int main( void )
151{
152   return WinMain(GetModuleHandle(NULL), NULL, NULL, SW_SHOWDEFAULT);
153}

いわゆる画像のディジタル化。標本化からの量子化といっていいのでしょうか。
今、対象の場所をウィンドウに映し出すことところまでできました。

発生している問題・エラーメッセージ

ただ、これを0と1で表現する際に、一度画像に変換して（bitmap保存等）からその画像を0と1へ変換する方法もあると思うのですが、ローカルに画像保存をしますとスピードやPCへの負荷や削除する手間があるため、今ウィンドウに表示されているそのものを使用して01変換表示する方法はないのでしょうか。

試したこと

◇試したこと１：ペイント関数時にデータ状態確認

c
1void paint(HWND hWnd){
2
3	PAINTSTRUCT ps;
4	HDC hdc = BeginPaint(hWnd,&ps);
5    printf("hdc %d\n", hdc);
6    printf("ps %d\n", ps);
7    
8
9	RECT rc;
10    GetClientRect(hWnd,&rc);//ウインドウの範囲を取得
11    printf("rc %d\n", rc);
12    
13	BitBlt(hdc, rc.left, rc.top, 200, 200, CreateDC(TEXT("DISPLAY") , NULL , NULL , NULL), 400, 350, SRCCOPY);
14    printf("hWnd %d\n", hWnd);
15	EndPaint(hWnd,&ps);
16}
17

数値ばかりで配列らしきものがありませんでした。

◇試したこと２：ウインドウを構成する要素を調べるため、システムの情報を得るGetSystemMetrics()の利用

SM_CXBORDERでウインドウの幅などの情報は得られますが、表示されている画素の情報は得られませんでした。

◇試したこと３：（試せていないこと）メモリデバイスコンテキストから情報を得る
DDBを作るサイト
方向性のみ。

◇試したこと４：BITMAP構造体からピクセル画素を得る

BITMAP構造体から情報取得
上記サイトからメモリデバイスコンテキストなどについて学び画素などの情報を得ようと試みました。

c
1    // 追加2行
2    LPBYTE lp1;
3    BITMAP bm;
4
5	BitBlt(hdc, rc.left, rc.top, 200, 200, CreateDC(TEXT("DISPLAY") , NULL , NULL , NULL), 400, 350, SRCCOPY);
6    
7    // 追加3行
8    GetObject(hdc, (int)sizeof(BITMAP), &bm);
9    lp1 = (LPBYTE)bm.bmBits;
10    printf("lp1[0] %d\n", lp1[0]);
11
12    printf("hWnd %d\n", hWnd);
13	EndPaint(hWnd,&ps);

元のソースコードの100行目あたりに上記のコードに変更してみました。
追加で2行と3行と記載されている箇所です。
結果的には、

先頭のピクセルの画素（赤色？）を取得できているようですが、暫くするとフリーズしてしまいました。

なぜ止まってしまうのでしょうか。メモリ解放などの理由からでしょうか。

いろいろ参考書やサイトで調べているのですが、どれも保存をして読み込んでからという処理ばかりでした。
言い換えれば、ウィンドウの画素の情報を取得さえできれば、あとは閾値を決めて01変換できます。ウィンドウの画素数の情報取得するAPIや何かよい方法はないか思案しております。

リアルタイムに素早く映し出している画を01変換表示する方法として標本化量子化などを毎回計算するよりも、画像を一度保存してからそこから変換が早いなど他の方法でも構いません。何かアドバイス頂けないでしょうか。
よろしくお願い致します。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

OS:windows10
言語:c
コンパイラ：gcc

2021/5/4 追記

デスクトップをCreateDIBSectionを使用しHBITMAP型の返却値を取得し、デスクトップ画の情報を反映させ、hbmpPrevに情報反映しましたが、その後のメモリアクセスとRGM色情報の取得で詰まっております。このあとにアクセスする方法のアドバイス頂けないでしょうか。よろしくお願い致します。

c
1#include <windows.h>
2#include <stdio.h>
3void DrawCursor(HDC hdc);
4BOOL WriteBitmap(LPTSTR lpszFileName, int nWidth, int nHeight, LPVOID lpBits);
5HBITMAP CreateBackbuffer(int nWidth, int nHeight);
6
7int WINAPI WinMain(HINSTANCE hinst, HINSTANCE hinstPrev, LPSTR lpszCmdLine, int nCmdShow)
8{
9	HDC     hdc;
10	HWND    hwndDesk;
11	RECT    rc;
12	BITMAP  bm;
13	HBITMAP hbmp;
14	HBITMAP hbmpPrev;
15
16	hwndDesk = GetDesktopWindow();
17	GetWindowRect(hwndDesk, &rc);
18
19	hdc = CreateCompatibleDC(NULL);
20
21    // CreateDIBSectionで作成したビットマップは直接ピクセルデータにアクセス出来るポインタが使用出来る
22	hbmp = CreateBackbuffer(rc.right, rc.bottom);
23
24    BITMAP i;
25	hbmpPrev = (HBITMAP)SelectObject(hdc, hbmp);
26    //printf("%d\n", hbmpPrev[0]);
27
28
29    // ピクセルデータを取得したいイメージをBitBltで転送して取り出せばよい
30	BitBlt(hdc, 0, 0, rc.right, rc.bottom, GetWindowDC(hwndDesk), 0, 0, SRCCOPY);
31	DrawCursor(hdc);
32
33	GetObject(hbmp, sizeof(BITMAP), &bm);
34	if (WriteBitmap(TEXT("capture.bmp"), rc.right, rc.bottom, bm.bmBits))
35		MessageBox(NULL, TEXT("ファイルを作成しました。"), TEXT("OK"), MB_OK);
36	else
37		MessageBox(NULL, TEXT("ファイルの作成に失敗しました。"), NULL, MB_ICONWARNING);
38    // DIBセクションのHBITMAPをSelectObjectしたメモリDCを転送先にしてBitBltしたら、作成時に受け取ったポインタにピクセルデータが格納
39	SelectObject(hdc, hbmpPrev);
40	DeleteObject(hbmp);
41	DeleteDC(hdc);
42
43	return 0;
44}
45
46void DrawCursor(HDC hdc)
47{
48	int        x, y;
49	CURSORINFO cursorInfo;
50	ICONINFO   iconInfo;
51
52	cursorInfo.cbSize = sizeof(CURSORINFO);
53	GetCursorInfo(&cursorInfo);
54
55	GetIconInfo(cursorInfo.hCursor, &iconInfo);
56
57	x = cursorInfo.ptScreenPos.x - iconInfo.xHotspot;
58	y = cursorInfo.ptScreenPos.y - iconInfo.yHotspot;
59	DrawIcon(hdc, x, y, cursorInfo.hCursor);
60}
61
62BOOL WriteBitmap(LPTSTR lpszFileName, int nWidth, int nHeight, LPVOID lpBits)
63{
64	HANDLE           hFile;
65	DWORD            dwResult;
66	DWORD            dwSizeImage;
67	BITMAPFILEHEADER bmfHeader;
68	BITMAPINFOHEADER bmiHeader;
69
70	hFile = CreateFile(lpszFileName, GENERIC_WRITE, 0, NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
71	if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE)
72		return FALSE;
73	
74	dwSizeImage = nHeight * ((3 * nWidth + 3) / 4) * 4;
75
76	ZeroMemory(&bmfHeader, sizeof(BITMAPFILEHEADER));
77	bmfHeader.bfType    = *(LPWORD)"BM";
78	bmfHeader.bfSize    = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER) + dwSizeImage;
79	bmfHeader.bfOffBits = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER);
80
81	WriteFile(hFile, &bmfHeader, sizeof(BITMAPFILEHEADER), &dwResult, NULL);
82
83	ZeroMemory(&bmiHeader, sizeof(BITMAPINFOHEADER));
84	bmiHeader.biSize        = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
85	bmiHeader.biWidth       = nWidth;
86	bmiHeader.biHeight      = nHeight;
87	bmiHeader.biPlanes      = 1;
88	bmiHeader.biBitCount    = 24;
89	bmiHeader.biSizeImage   = dwSizeImage;
90	bmiHeader.biCompression = BI_RGB;
91	
92	WriteFile(hFile, &bmiHeader, sizeof(BITMAPINFOHEADER), &dwResult, NULL);
93
94	WriteFile(hFile, lpBits, dwSizeImage, &dwResult, NULL);
95
96	CloseHandle(hFile);
97	
98	return TRUE;
99}
100
101HBITMAP CreateBackbuffer(int nWidth, int nHeight)
102{
103	LPVOID           lp;
104	BITMAPINFO       bmi;
105	BITMAPINFOHEADER bmiHeader;
106
107	ZeroMemory(&bmiHeader, sizeof(BITMAPINFOHEADER));
108	bmiHeader.biSize      = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
109	bmiHeader.biWidth     = nWidth;
110	bmiHeader.biHeight    = nHeight;
111	bmiHeader.biPlanes    = 1;
112	bmiHeader.biBitCount  = 24;
113
114	bmi.bmiHeader = bmiHeader;
115
116	return CreateDIBSection(NULL, (LPBITMAPINFO)&bmi, DIB_RGB_COLORS, &lp, NULL, 0);
117}

行動規範の内容に同意します

回答2件

ベストアンサー

CreateDIBSectionで作成したビットマップは直接ピクセルデータにアクセス出来るポインタが使用出来るので、ピクセルデータを取得したいイメージをBitBltで転送して取り出せばよいと思います。他には、GetDIBitsというAPIもありますが。

スクリーンキャプチャ - EternalWindows

投稿2021/05/03 06:13

編集2021/05/03 06:15

退会済みユーザー

総合スコア0

dendenmushi

2021/05/04 00:37 編集

ありがとうございます。言われているサイトなど拝見しています。http://wisdom.sakura.ne.jp/system/winapi/win32/win120.htmlなど。即座にコードに反映できず、非常に奥深い周辺知識が必要なのだと推察しています。少し時間をかけて言われている意味を解釈して実装を試みてみます。

dendenmushi

2021/05/04 01:39

すみません教えて下さい。＞BitBltで転送して取り出せばよいこちらなのですが、 CreateDIBSection(NULL, (LPBITMAPINFO)&bmi, DIB_RGB_COLORS, &lp, NULL, 0); このメソッドを使い返却ができました。しかし、 BitBlt(hdc, 0, 0, rc.right, rc.bottom, GetWindowDC(hwndDesk), 0, 0, SRCCOPY); (hwndDeskはデスクトップの表示情報です。）転送した先のhdcを使い、そこからポインタ情報から色情報を取り出すという意味でしょうか。それとも、実際にBMPイメージを作成後にそちらを読み込んでから座標ごとの色情報を取り出すという意味でしたでしょうか。よろしくお願い致します。

退会済みユーザー

2021/05/04 03:03 編集

> 転送した先のhdcを使い、そこからポインタ情報から色情報を取り出すという意味でしょうかそうです。DIBセクションのHBITMAPをSelectObjectしたメモリDCを転送先にしてBitBltしたら、作成時に受け取ったポインタにピクセルデータが格納されています。

dendenmushi

2021/05/04 05:29 編集

回答ありがとうございます。どうしてもポインタへのアクセスと色情報取得までができず、こちら別質問で立てますのでもしよろしければそちらで回答頂けないでしょうか。すぐに投稿します。ebisteme様の方で回答されているGetPixelは容易に取り出せましたが、全画素をを何枚も画像をチェックするとなった場合、ポインタを利用する方がスピードは速くなるのでしょうか。

退会済みユーザー

2021/05/04 05:33 編集

> どうしてもポインタへのアクセスと色情報取得までができずリンク先のサンプルが動作しないということでしょうか？ > 画素をを何枚も画像をチェックするとなった場合、ポインタを利用する方がスピードは速くなるのでしょうか速度は圧倒的にDIBセクションでポインタ直アクセスした方が早いです。

dendenmushi

2021/05/04 05:59 編集

＞リンク先のサンプルが動作しないということでしょうか？私が壮大な勘違いをしていたらすみません。本文へコード追記します。＞速度は圧倒的にDIBセクションでポインタ直アクセスした方が早いです。ありがとうございます。

退会済みユーザー

2021/05/04 06:20 編集

WriteBitmapの処理でまさにピクセルデータを直接ファイルに出力している部分がありますが、これ→WriteFile(hFile, lpBits, dwSizeImage, &dwResult, NULL); ピクセル値を確認したいのであれば、lpBitsをBYTE*等にキャストしてアクセスすればよいと思います。

dendenmushi

2021/05/04 08:41

＞lpBitsをBYTE*等にキャストしてアクセスすればよいと思います。ありがとうございます。度々すみません。アクセスし数値取得に成功したのですが、これはRGBでいう色情報ということになるのでしょうか。 WriteFile(hFile, lpBits, dwSizeImage, &dwResult, NULL); BYTE* lpbits_byte; lpbits_byte = (BYTE*)lpBits; printf("lpbits_byte[0] %d\n", lpbits_byte[0]); printf("lpbits_byte[1] %d\n", lpbits_byte[1]); printf("lpbits_byte[2] %d\n", lpbits_byte[2]); printf("lpbits_byte[3] %d\n", lpbits_byte[3]); 結果は、以下でした。 lpbits_byte[0] 66 lpbits_byte[1] 57 lpbits_byte[2] 35 lpbits_byte[3] 66

退会済みユーザー

2021/05/04 09:20 編集

そうなります。後は小さいBMPファイル作って実際のBMPデータをバイナリエディタで確認して取り出したバイトデータと比較したりしてデバッグしたり、BMPファイルフォーマットの仕様を検索したりして知識を深めてください。1から10まで全て説明するつもりはありません。

dendenmushi

2021/05/04 09:44

教授頂きありがとうございました。

行動規範の内容に同意します

とある点の画素情報が欲しいなら、GetPixelで指定したpixelのRGB値が得られますが。

投稿2021/05/03 03:27

episteme

総合スコア16612

dendenmushi

2021/05/04 00:36 編集

ありがとうございます。頂いた情報で試そうと思っているのですが、即座にコードに反映できず、非常に奥深い周辺知識が必要なのだと推察しています。少し時間をかけて言われている意味を解釈して実装を試みてみます。

dendenmushi

2021/05/04 02:15 編集

仕様確認などしたところ返却型がCOLORREF で割と簡単に取得できるのかと思いましたが、返却値確認でつまづいております。 ①（失敗） COLORREF r, g, b; BitBlt(hdc, rc.left, rc.top, 200, 200, CreateDC(TEXT("DISPLAY") , NULL , NULL , NULL), 400, 350, SRCCOPY); printf("pixel_info %d\n", GetPixel(hdc, 55, 55).r); printf("pixel_info %d\n", GetPixel(hdc, 55, 55)[0]); ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ ②（失敗） COLORREF rgbColor = RGB( Red, Green, Blue ); BitBlt(hdc, rc.left, rc.top, 200, 200, CreateDC(TEXT("DISPLAY") , NULL , NULL , NULL), 400, 350, SRCCOPY); rgbColor = GetPixel(hdc, 55, 55) printf("pixel_info %d\n", rgbColor); ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ ③（失敗） int Red; int Green; int Blue; COLORREF rgbColor = RGB(Red,Green,Blue); BitBlt(hdc, rc.left, rc.top, 200, 200, CreateDC(TEXT("DISPLAY") , NULL , NULL , NULL), 400, 350, SRCCOPY); rgbColor = GetPixel(hdc, 55, 55); printf("rgbColor %d\n", rgbColor); r,g,bで色情報を取得できると思うのですが、この際の中身の確認方法を教えて頂けないでしょうか。

episteme

2021/05/04 03:26

Green = GetGValue(rgbColor); # 同様に GetBValue/GetRValue

dodox86

2021/05/04 03:43

GetXXValue()について、現時点のマイクロソフトのリファレンス、間違っていますね。 void GetBValue(rgb); とあります。まったく困ったことです。 GetBValue macro (wingdi.h) https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/api/wingdi/nf-wingdi-getbvalue 実際にはwingdi.hでは #define GetRValue(rgb) (LOBYTE(rgb)) #define GetGValue(rgb) (LOBYTE(((WORD)(rgb)) >> 8)) #define GetBValue(rgb) (LOBYTE((rgb)>>16)) 当然（？）、BYTEです。

dendenmushi

2021/05/04 05:30

episteme様回答ありがとうございました。Pixelを抽出することに成功しました。

行動規範の内容に同意します

あなたの回答