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{{lang|en|'''Graphics Device Interface'''}} （グラフィックス・デバイス・インターフェイス、'''GDI'''）<ref>[https://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/windows/desktop/ff684176.aspx Windows グラフィックス アーキテクチャの概要 (Windows)]</ref>とは、[[カーネル]]及びユーザー（[[ウィンドウマネージャ]]）と協調する [[Microsoft Windows|Windows]] の3つの主要[[コンポーネント]]（サブシステム）の1つ。 GDI はグラフィカルオブジェクトの表示と、[[ディスプレイ (コンピュータ)|ディスプレイ]]や[[プリンター]]のような[[出力]][[デバイス|機器]]への転送のための Windows 規格である。 == GDI == GDI は直線や曲線の描画、[[フォント]]の[[レンダリング (コンピュータ)|レンダリング]]、[[カラーチャート|パレット]]の制御といった処理を担当する（gdi32.dll）。[[ウィンドウ]]や[[メニュー (コンピュータ)|メニュー]]などのような上位レベルの描画については直接関わらず、より上位の user32.dll にあるユーザーサブシステムに任される。 GDI は[[ハードウェア]]に直接アクセスするドライバよりも上位に位置し、デバイスの機能的な調整と抽象化が GDI の役目である。GDI を使うことにより、画面やプリンターなどの多様なデバイスに容易に描画でき、そして各デバイスで適切な表示結果を望める。この機能はWindowsの全ての [[WYSIWYG]] アプリケーションの要である。 [[フリーセル]]や[[マインスイーパ]]のような高速な描画が不要なゲームは GDI を使用する。しかし、GDI はアニメーションをうまく表示できず（フレームバッファ同期の概念が無い）、[[3次元コンピュータグラフィックス|3D]] [[ラスタライズ]]機能がないこともあり、最新のゲームではハードウェアの機能をより活用できる [[DirectX]] または [[OpenGL]] が使われる。 [[Microsoft Windows Vista|Windows Vista]] では、GDI アプリケーションは新しい描画エンジンである [[Desktop Window Manager]] (DWM) のもとで動作し、ハードウェアアクセラレーションは用いられない。[[Windows 7]] 以降では GDI が再びハードウェアアクセラレートされるようになっているが、DWM が有効になっている必要がある<ref>[https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ff729480.aspx#availability_of_hardware_acceleration Comparing Direct2D and GDI Hardware Acceleration (Windows) : Availability of Hardware Acceleration]</ref>。 == GDI プリンター == '''GDI プリンター'''（[[Winmodem]] のように '''Winprinters''' としても知られている）、特に GDI [[レーザープリンター]]は本来プリンターが行う処理の一部をホストコンピュータ (PC) 側で代行する。ホストコンピュータでビットマップイメージを描写し、プリンターにビットマップを転送する。この方式には以下の2つの利点がある。 * 描画処理用 [[CPU]] と [[Random Access Memory|RAM]] をプリンターに搭載する費用を節約できる。 * 受け取ったイメージを印刷することに特化することで性能の最適化ができる。 また、以下の点で不利である。 * ホストコンピュータの負荷が高くなる。最近のPCでは問題ないが、古いPCで複雑なドキュメントを印刷する場合は非常に遅くなる場合がある。 * GDI プリンターは通常、プリンターの[[ファームウェア]]に標準的な印刷機能の[[エミュレータ|エミュレーション]]を含まない（またはそれを処理できる能力を持たない）。[[ハイエンド]]の [[PCL]] プリンターや [[PostScript]]プリンターでは、ソフトウェアの互換性やドライバの[[バグ]]などの問題があった場合にドライバを更新して対応できるが、GDI プリンターでは対応策がない場合がある。 * GDIプリンターは一般的に Windows に限り動作する。例外はあるが、他の [[オペレーティングシステム|OS]] では原則的に GDI プリンターを使用できない。 最新の[[インクジェットプリンター]]の機種は GDI ベース（レーザプリンターでは費用が主要因であるのに対し、ここでは主に性能の理由）であるが、より柔軟な傾向がある。多くが [[Macintosh|Mac]] に対応し、[[Linux]] コミュニティでは Linux 版ドライバの対応をかなり改善した。一部（特に[[セイコーエプソン]]）ではより伝統的なエミュレーションを予備として提供することが多い。 一般的には安価なレーザプリンターは GDI デバイスであるが、多くのメーカーでは PCL や PostScript あるいはその両方の機能を持つモデルも製造している。GDI のみに対応するプリンターはどのメーカーにおいても最も安価なモデルとして位置づけられる。 == 詳細 == === デバイスコンテキスト === '''デバイスコンテキスト'''は、描画する対象を抽象化した存在である。画面またはプリンターへ出力するテキスト及びイメージの属性を定義するために使われ、関連付けられたグラフィックスオブジェクトとそれに関連する属性の集合からなる。実際のコンテキストはGDIによって管理される。構造体へのハンドルであるデバイスコンテキストは出力を行う前に取得し、要素が書き込まれた後に解放する。大抵のGDIオブジェクトのように、デバイスコンテキストは直接データにアクセスできないという意味で隠蔽されているが、それを制御し、何かを描画し、情報を取得し、オブジェクトを変更するといったような様々な GDI 関数にデバイスコンテキストを渡すことができる。 デバイスコンテキストには次の種類がある。 * 画面 * プリンター * メモリ * 情報（インフォメーションコンテキスト） このうち、情報は描画に用いることはできない情報取得専用のデバイスコンテキストである。 === グラフィックスオブジェクト === デバイスコンテキストに関連付けが可能なグラフィクスオブジェクトには次の種類がある。これらは、SelectObject 関数<ref>[https://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/cc410576.aspx SelectObject 関数 - MSDN]</ref>やSelectPalette 関数<ref>[https://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/cc410577.aspx SelectPalette 関数 - MSDN]</ref>によってデバイスコンテキストに関連付けさせることが可能である。 * ビットマップ (HBITMAP) * ブラシ (HBRUSH) * フォント (HFONT) * ペン (HPEN) * リージョン (HRGN) * パス (リージョンに変換可能) * パレット (HPALETTE) なおGDIオブジェクトの数は、1セッションで65,535個まで、そして1プロセスで10,000個までという上限が設けられている<ref>[https://technet.microsoft.com/ja-jp/windows/mark_17.aspx Windows の限界に挑む: USER オブジェクトと GDI オブジェクト – 第 2 部]</ref>。 == GDI+ == GDI+ は [[Microsoft Windows XP|Windows XP]] で新しく登場したグラフィックスサブシステムである。Windows XP 以降のOSに標準搭載されているほか、Windows 98/NT 4.0 SP6 以降で追加インストールにより使用可能である<ref>{{Cite web |url=http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms533798.aspx |title=GDI+ |work=[[MSDN ライブラリ]] |publisher=マイクロソフト |language=英語 |accessdate=2009-02-22 }}</ref> <ref>{{Cite web |date=日付（YYYY-MM-DD） |url=http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyId=6A63AB9C-DF12-4D41-933C-BE590FEAA05A&displaylang=en |title=Platform SDK Redistributable: GDI+ |work=ダウンロードセンター |publisher=マイクロソフト |language=英語 |accessdate=2009-02-22 }}{{リンク切れ|date=2016年1月}}</ref> <ref>{{Cite web |url=https://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=18909 |title=Download Platform SDK Redistributable: GDI+ from Official Microsoft Download Center |publisher=Microsoft |date=2009-10-13 |accessdate=2015-01-25 }}</ref>。<!-- 2009年2月時点ではWindows 98/NT 4.0 SP6対応に関して言及があったのだろうが、2016年1月時点のリダイレクト先ではWindows 2000 SP4までしか言及されていない。 --> GDI+は高レベルの [[2次元コンピュータグラフィックス|2D]] グラフィック環境であり、[[アルファブレンド]]、グラデーション、[[アンチエイリアス]]、より複雑なラインパス管理、（GDI で特に欠けていた）[[JPEG]] や [[Portable Network Graphics|PNG]] のような新標準の[[画像ファイルフォーマット|画像形式]]の根本的な対応、2D 表示のパイプライン上の[[アフィン写像|アフィン変換]]の合成に対する統合的な対応といった先進的な機能を追加している。これらの機能は Windows XP の[[ユーザインタフェース|ユーザーインターフェイス]]の様々な箇所に使われており、このような基本的なグラフィックスレイヤーの表現能力拡張は、[[Adobe Flash|Flash]] や [[Scalable Vector Graphics|SVG]] といった[[ベクターイメージ|ベクターグラフィックス]]システムの実装を大きく単純化する。 基本的にはネイティブ [[C++]] 用のライブラリ ([[DLL]]) のみが提供される形となっているが、[[.NET Framework]] の基本クラスライブラリでは <code>System.Drawing</code> の[[名前空間]]に GDI+ のマネージインターフェイスが用意されており、標準的に使用されている。 なお、Vista で v1.1 となった。 == Direct2D == Windows Vistaでは、ハードウェアによるGDIアクセラレーションが実行されず、GDI描画はすべてCPUで実行されることになる（ただし[[Bit Block Transfer|BitBlt]]は除く）<ref>[https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ff729480.aspx#gdi_and_direct2d_hardware_acceleration Comparing Direct2D and GDI Hardware Acceleration (Windows) : GDI and Direct2D hardware acceleration]</ref>。また、GDI+では飛躍的に表現力や描画品質が向上しているが、内部で使用されているAPIはレガシーなGDIそのものであったりソフトウェア実装であったりするため、描画速度は当然犠牲になる。これらを補完する形でWindows 7とともに登場したのが [[Direct2D]] および [[DirectWrite]] である。Direct2D/DirectWrite は、GDI+ の先進的な機能を [[Direct3D]] 10.1 上に構築した [[Component Object Model|COM]] ベースの高レベル API で、GDI/GDI+ で問題となっていた描画速度性能を、Direct3D によるハードウェアアクセラレーションを活用することで大幅に改善することが可能となる。さらに、Direct2DはDirect3D上に構築されているため、DWMの使用有無にかかわらずハードウェアアクセラレートされる。また、DirectWriteはGDI+に欠けていた、[[OpenType]]フォントへの対応や垂直方向への[[ClearType]]アンチエイリアスといった機能を備えている。 なお、Windows 7 および Windows Vista SP2 + Platform Update 以降に提供されている Direct2D 1.0 では、印刷機能（印刷機器への出力機能）に直接対応しないため、印刷時には GDI/GDI+ あるいは XPS ドキュメント API（[[XML Paper Specification|XPS]] 作成やそれを用いての印刷などに対応する API）を使用する必要がある。しかし、Windows 8 および Windows 7 SP1 + Platform Update 以降に提供されている Direct2D 1.1 以降であれば、メタデータの出力機能などが追加実装されており、描画内容をプリンターデバイスに出力して印刷することも可能である<ref>[https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/hh802478.aspx What's new in Direct2D (Windows)]</ref>。 さらに、Direct2DにはベースとなっているDirect3Dとの連携機構が確保されており、Direct2D 1.0 APIを使用して[[DirectX Graphics Infrastructure|DXGI]]インターフェイス経由でDirect3D 10.xテクスチャに直接書き込んだり、またDirect2D 1.1 APIを使用してDirect3D 11.xテクスチャに直接書き込んだりすることが可能となっている。 なお、GDI+での強化点であった各種形式の画像ファイルの読み込みや書き出しといった機能に関しては、Direct2Dコンポーネントは直接サポートせず、代わりにWIC（[[Windows Imaging Component]]）が担うことになる。 == 脚注 == {{脚注ヘルプ}} {{reflist}} == 関連項目 == * [[WinG]] * [[DirectX]] * [[Windows Graphics Foundation]] * [[ラスターイメージプロセッサ]] (Raster Image Processor) * [[Direct2D]] * [[Direct3D]] == 外部リンク == * [http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd145203.aspx Windows GDI Start Page] * [http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms533798.aspx GDI+] {{Microsoft APIs}} {{Windows Components}} [[Category:グラフィックライブラリ]] [[Category:マイクロソフトのAPI]] [[Category:オペレーティングシステムの仕組み]]

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