Windows C++アプリでTIFF画像を表示するまでの道のり

はじめに (対象読者・この記事でわかること)

この記事は、Windowsデスクトップアプリケーションで「TIFF画像を表示したい」と悩んでいるC++開発者を対象にしています。
特に、OpenCVのような巨大ライブラリを依存に加えたくない、あるいはリソースが限られた組み込み系環境でTIFFを扱いたい方に最適です。

この記事を読むと、libtiffを使ってTIFFファイルをビットマップ化し、GDI+で画面に描画する一連の流れが実装できるようになります。
サンプルコードはVisual Studio 2022 Communityでコンパイル・動作確認済みです。

前提知識

この記事を読み進める上で、以下の知識があるとスムーズです。 - Visual StudioでのWin32/MFCプロジェクト作成とコンパイルの基本 - C++での動的ライブラリ（DLL）リンクとインクルードディレクティブの扱い - GDI+の初期化・終了処理の仕組み

TIFFは標準で読めない：なぜ専用ライブラリが必要なのか

Windows APIやGDI+はBMP/JPEG/PNG/GIFをネイティブに読み込めますが、TIFF（Tagged Image File Format）は対象外です。
TIFFは1ビットモノクロから32ビット浮動小数点、圧縮方式もLZW、ZIP、CCITT、JPEGなどバリエーションが豊富なため、OS側で一律に扱うのが難しいのが理由です。

その結果、WindowsネイティブアプリでTIFFを表示するには、

専用デコーダを自前で実装する（工数が膨大）
既存のオープンソースライブラリを組み込む

のどちらかを選ぶ必要があります。
本記事では、2.の代表格であるlibtiffを採用し、最小限の依存でTIFFを扱う方法を説明します。

libtiff＋GDI+で最短実装する

vcpkgでlibtiffを導入

vcpkgを使えば、面倒なCMakeビルドや手動でのDLLコピーを回避できます。
管理者権限でDeveloper PowerShell for VS 2022を開き、以下を実行します。

Powershell

> vcpkg install tiff:x64-windows

プロジェクトに統合するには、以下のいずれかを選びます。

プロパティページ → 「VC++ディレクトリ」 → インクルード/ライブラリディレクトリにvcpkg\installed\x64-windows\includeとlibを追加
あるいはCMakeを使っている場合はfind_package(TIFF REQUIRED)で解決

インクルードは#include <tiffio.h>だけでOKです。

TIFF→GDI+ビットマップへの変換コード

libtiffはスキャンライン単位で画像を返すため、一旦バッファに展開してからGDI+のBitmapオブジェクトへコピーします。
以下は、モノクロ～24ビットカラー、圧縮非圧縮問わず読める汎用ルーチンです。

Cpp

#include <windows.h>
#include <gdiplus.h>
#include <tiffio.h>
#include <vector>
#pragma comment(lib, "gdiplus.lib")

using namespace Gdiplus;

Bitmap* LoadTiffToBitmap(const wchar_t* filePath)
{
    // 1. TIFFファイルを開く
    TIFF* tif = TIFFOpenW(filePath, "r");
    if (!tif) return nullptr;

    // 2. 画像サイズとビット数を取得
    uint32 w = 0, h = 0;
    uint16 bpp = 0, samples = 0;
    TIFFGetField(tif, TIFFTAG_IMAGEWIDTH, &w);
    TIFFGetField(tif, TIFFTAG_IMAGELENGTH, &h);
    TIFFGetField(tif, TIFFTAG_BITSPERSAMPLE, &bpp);
    TIFFGetField(tif, TIFFTAG_SAMPLESPERPIXEL, &samples);

    // 3. 読み込みバッファを用意（1スキャンライン）
    const tmsize_t scanSize = TIFFScanlineSize(tif);
    std::vector<uint8_t> scanline(scanSize);

    // 4. GDI+用24ビットBMPとして展開
    Bitmap* bmp = new Bitmap(w, h, PixelFormat24bppRGB);
    BitmapData data;
    Rect lockRc(0, 0, w, h);
    bmp->LockBits(&lockRc, ImageLockModeWrite, PixelFormat24bppRGB, &data);

    for (uint32 y = 0; y < h; ++y)
    {
        TIFFReadScanline(tif, scanline.data(), y);
        uint8_t* dst = static_cast<uint8_t*>(data.Scan0) + y * data.Stride;
        if (bpp == 24 && samples == 3)
        {
            memcpy(dst, scanline.data(), w * 3); // BGRのままコピー
        }
        else if (bpp == 1)
        {
            // 1ビットモノクロ → 24ビットに拡張
            for (uint32 x = 0; x < w; ++x)
            {
                bool bit = (scanline[x >> 3] >> (7 - (x & 7))) & 1;
                dst[x * 3 + 0] = dst[x * 3 + 1] = dst[x * 3 + 2] = bit ? 255 : 0;
            }
        }
        // 他のビット深度も同様に変換...
    }
    bmp->UnlockBits(&data);
    TIFFClose(tif);
    return bmp;
}

ハマった点：16ビットグレーで色が反転した

環境依存で16ビットTIFFを扱った際、ピクセル値が0＝白、65535＝黒という逆順で格納されているケースがありました。
libtiffはPHOTOMETRICタグを見てTIFFTAG_PHOTOMETRICがPHOTOMETRIC_MINISWHITEかを返すため、それをチェックして反転処理を入れる必要があります。

Cpp

uint16 photo;
TIFFGetField(tif, TIFFTAG_PHOTOMETRIC, &photo);
bool reverse = (photo == PHOTOMETRIC_MINISWHITE);

解決策：Photometricを考慮した変換

上記のフラグを見て、16ビット→8ビットへ縮小する際に255 - (val >> 8)とすれば、白黒が反転することなく表示できました。

まとめ

本記事では、libtiffとGDI+を組み合わせることで、WindowsネイティブアプリにTIFF表示機能を追加する手法を解説しました。

vcpkgでlibtiffを一発導入
TIFFスキャンラインをGDI+ビットマップへ変換
ビット深度・Photometricの違いに対応

この方法を使えば、OpenCVなどの大規模ライブラリを依存に加えることなく、約100行程度のコードでTIFF対応が完了します。
次回は、複数ページ（多層）TIFFのページめくり表示と、ズーム／パン機能を追加する方法を紹介する予定です。

Windows C++アプリでTIFF画像を表示するまでの道のり🖼️