2019.03.04

市松模様

はじめに

画像サイズと黒と白の格子のピクセル幅を指定することで、黒と白の市松模様画像を作成します。

ここで紹介するプログラムで出力する画像の形式PNGファイルです。

市松模様は、和柄の格子模様の一種で2色の正方形または長方形を交互に配置した模様です。

2020年東京オリンピック/パラリンピックのエンブレムにもこの市松模様が使われています。

市松模様画像

上の画像の例は、画像サイズ:256x256、セル幅(格子):32で作成したものです。

Javaソースコード

Pattern_Ichimatsu.java

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import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import javax.imageio.ImageIO;
import java.io.IOException;

public class Pattern_Ichimatsu {
	public static void main( String[] args ) {
		// 変数宣言
		int w, h;	// 画像サイズ
		int w_cell;	// セルの幅
		String outname;	// 出力ファイル名
		BufferedImage img = null;	// 画像格納クラス

		// 入力した引数が4以上かを調べる
		if ( 4 > args.length ) {
			// 入力した引数が4未満の場合、使用方法を表示する
			System.out.println( 
				"Pattern_Ichimatsu [PNG名] [画像幅] [画像高] [セルの幅]" );
			return;
		}

		try {
			// 引数を変換し、画像の幅と高さをwとhに代入
			w =  Integer.valueOf( args[ 1 ] );
			h =  Integer.valueOf( args[ 2 ] );

			// 引数を変換し、セルの幅w_cellに代入
			w_cell = Integer.valueOf( args[ 3 ] );
			if ( 1 > w_cell ) {
				System.out.println( "セルに1以上を指定!" );
				return;
			}
		}
		catch( NumberFormatException ne )
		{
			System.out.println( "引数が不正です" );
			return;
		}
		// 出力PNG名をoutnameに代入(拡張子".png"省略なし)
		outname = args[ 0 ];

		// 新しい画像を作成
		// 24ビットカラーの画像を作成
		try {
			img = new BufferedImage( w, h,
						 BufferedImage.TYPE_INT_RGB );
		} catch ( Exception e ) {
			// 画像作成に失敗したときの処理
			e.printStackTrace();
			return;
		}

		// 市松模様 画像作成
		int    x, y;
		int    color, r, g, b;	// 計算した色

		for ( y = 0; y < h; ++ y ) {
			for ( x = 0; x < w; ++ x ) {
				if ( 0 == ( ( ( x / w_cell ) + ( y / w_cell ) ) % 2 ) )
					r = g = b = 0;
				else
					r = g = b = 255;
					
				// rgbを合成
				color = ( r << 16 ) + ( g << 8 ) + b;
				// 色を設定
				img.setRGB( x, y, color );
			}
		}

		try {
			// imgをoutname(出力PNG)に保存
			boolean result;
			result = ImageIO.write( img, "PNG", new File( outname ) );
		} catch ( Exception e ) {
			// outname(出力PNG)の保存に失敗したときの処理
			e.printStackTrace();
			return;
		}

		// 正常に終了
		System.out.println( "正常に終了しました" );
	}
}

コンパイル ソースコードが「ANSI」の場合

C:\talavax\javasample>javac -encoding sjis Pattern_Ichimatsu.java

コンパイル ソースコードが「UTF-8」の場合

C:\talavax\javasample>javac Pattern_Ichimatsu.java

実行

C:\talavax\javasample>java Pattern_Ichimatsu ichimatsu.png 256 256 32

Javaソースコードの解説

ここからは、このJavaソースコードを上から順番に解説していきます。

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import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import javax.imageio.ImageIO;
import java.io.IOException;

Javaクラスライブラリの中から「java.awt.image.BufferedImage」と「java.io.File」と「javax.imageio.ImageIO」と「java.io.IOException」というパッケージにあるクラスを、このプログラム内で使うために記述します。この記述により、BufferedImageクラスImageIOクラスが利用できるようになります。

006
public class Pattern_Ichimatsu {

クラス名を、Pattern_Ichimatsuとしています。

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	public static void main( String[] args ) {

このmainメソッドからプログラムを実行します。

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		// 変数宣言
		int w, h;	// 画像サイズ
		int w_cell;	// セルの幅
		String outname;	// 出力ファイル名
		BufferedImage img = null;	// 画像格納クラス

このプログラムで使う変数を宣言しています。

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		// 入力した引数が4以上かを調べる
		if ( 4 > args.length ) {
			// 入力した引数が4未満の場合、使用方法を表示する
			System.out.println( 
				"Pattern_Ichimatsu [PNG名] [画像幅] [画像高] [セルの幅]" );
			return;
		}

4つ以上の引数が与えられたかをチェックし、4つ未満の場合に、使い方のメッセージを表示し、returnによってmainメソッドを抜けています。

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			// 引数を変換し、画像の幅と高さをwとhに代入
			w =  Integer.valueOf( args[ 1 ] );
			h =  Integer.valueOf( args[ 2 ] );

			// 引数を変換し、セルの幅w_cellに代入
			w_cell = Integer.valueOf( args[ 3 ] );
			if ( 1 > w_cell ) {
				System.out.println( "セルに1以上を指定!" );
				return;
			}
		}
		catch( NumberFormatException ne )
		{
			System.out.println( "引数が不正です" );
			return;
		}
		// 出力PNG名をoutnameに代入(拡張子".png"省略なし)
		outname = args[ 0 ];

与えられた引数をそれぞれ、作成する画像の幅/高さ、セルの幅、出力PNG名を格納する変数に代入しています。画像の幅/高さ、セルの幅の引数String型なので、Integerクラスを使ってint型に変換しています。

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		// 新しい画像を作成
		// 24ビットカラーの画像を作成
		try {
			img = new BufferedImage( w, h,
						 BufferedImage.TYPE_INT_RGB );
		} catch ( Exception e ) {
			// 画像作成に失敗したときの処理
			e.printStackTrace();
			return;
		}

BufferedImageクラスコンストラクタで、新しいBufferedImageを構築しています。

BufferedImageコンストラクタ

BufferedImage( int width, int height, int imageType )
・新しい BufferedImage を構築します。
  パラメータ width     : 構築する画像の横ピクセル
        height    : 構築する画像の縦ピクセル
        imageType : 構築する画像のイメージ形式
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		// 市松模様 画像作成
		int    x, y;
		int    color, r, g, b;	// 計算した色

		for ( y = 0; y < h; ++ y ) {
			for ( x = 0; x < w; ++ x ) {
				if ( 0 == ( ( ( x / w_cell ) + ( y / w_cell ) ) % 2 ) )
					r = g = b = 0;
				else
					r = g = b = 255;
					
				// rgbを合成
				color = ( r << 16 ) + ( g << 8 ) + b;
				// 色を設定
				img.setRGB( x, y, color );
			}
		}

画像の中の全てのピクセルの座標(x,y)を参照するループをつくり、その座標の色が黒か白かを判定していきます。判定した色を(x,y)に代入していきます。 x座標をセル幅(w_cell)で割った値とy座標をセル幅(w_cell)で割った値を足して2で割った余りが0であれば黒色、1であれば白色と判定します。

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		try {
			// imgをoutname(出力PNG)に保存
			boolean result;
			result = ImageIO.write( img, "PNG", new File( outname ) );
		} catch ( Exception e ) {
			// outname(出力PNG)の保存に失敗したときの処理
			e.printStackTrace();
			return;
		}

BufferedImageクラスのimgのメモリ内のデータを、出力PNG名の変数(outname)に格納されているファイル名で保存します。この場合は、PNGファイル名が不正であったり、保存先のHDDなどが存在していなかったり、空き容量が少ないなどが原因で処理が失敗する可能性があります。

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		// 正常に終了
		System.out.println( "正常に終了しました" );

全ての処理が正常終了すると、ここまで処理が実行されます。

以上です。

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