画像エディタ

1. アプリ概要

リサイズ・回転・フィルター・トリミングができる画像編集アプリ。PIL/Pillowの本格的な活用方法を学びます。

このアプリは中級カテゴリに分類される実践的なGUIアプリです。使用ライブラリは tkinter（標準ライブラリ）・Pillow で、難易度は ★★☆ です。

このアプリは「メディア処理」カテゴリです。画像・音声・動画を扱う領域は Python の強力なライブラリ群が活きる分野で、メディア処理の作法は他の用途にも応用が効きます。tkinter（標準ライブラリ）・Pillow を活かして実装するこの構造は、他のアプリにも応用が効きます。

完成形を見てから細部の解説に進む流れが効果的です。実行→気になる箇所を解説で確認→自分の手で改造、というサイクルで定着が早まります。

カスタマイズ章では具体的な拡張アイデアを示しています。一つ実装するごとに動作確認することで、変更が予期せぬ副作用を起こさないかも体感できます。

2. 機能一覧

• ループで生成するボタン群（それぞれ _open_image()・_save_image()・_reset_image() を実行）
• 「リサイズ実行」ボタン（_resize()）・「トリミング実行」ボタン（_crop()）で操作
• マウス操作 <MouseWheel> から _on_mousewheel() を実行
• filedialog.askopenfilename() によるファイル選択ダイアログ
• filedialog.asksaveasfilename() によるファイル選択ダイアログ
• messagebox.showerror()・messagebox.showwarning() によるダイアログ通知
• ウィンドウはタイトル「画像エディタ」・サイズ 900x841 で起動

3. 事前準備・環境

Windows 11（実機）で起動と基本操作を確認しています（全機能の網羅テストではありません）。Linux Mint 22.3（仮想マシン）では起動と画面表示を確認しました。macOS は必要なライブラリ（pip install）を入れれば動作する想定ですが、未検証です。

• Python 3.10 以上
• OS: Windows 11（実機で起動・基本操作を確認）・Linux Mint 22.3（仮想マシンで起動・画面表示を確認）

インストールが必要なライブラリ

pip install pillow

4. 完全なソースコード

import tkinter as tk
from tkinter import ttk, messagebox, filedialog
import os

try:
    from PIL import Image, ImageTk, ImageFilter, ImageEnhance, ImageOps
    PIL_AVAILABLE = True
except ImportError:
    PIL_AVAILABLE = False


class App06:
    """画像エディタ"""

    def __init__(self, root):
        self.root = root
        self.root.title("画像エディタ")
        self.root.geometry("900x841")
        self.root.minsize(900, 841)
        self.root.configure(bg="#2b2b2b")
        self.original_image = None
        self.current_image = None
        self.tk_image = None
        self.zoom = 1.0
        self._build_ui()

        if not PIL_AVAILABLE:
            messagebox.showwarning(
                "ライブラリ未インストール",
                "Pillowが必要です。\npip install Pillow でインストールしてください。")

    def _build_ui(self):
        header = tk.Frame(self.root, bg="#3c3f41", pady=8)
        header.pack(fill=tk.X)
        tk.Label(header, text="🖼️ 画像エディタ",
                 font=("Noto Sans JP", 14, "bold"),
                 bg="#3c3f41", fg="#a9b7c6").pack(side=tk.LEFT, padx=12)
        for text, cmd in [("📂 開く", self._open_image),
                          ("💾 保存", self._save_image),
                          ("↩️ リセット", self._reset_image)]:
            tk.Button(header, text=text, bg="#4c5052", fg="#a9b7c6",
                      relief=tk.FLAT, padx=8, command=cmd).pack(side=tk.LEFT, padx=2)

        main = tk.Frame(self.root, bg="#2b2b2b")
        main.pack(fill=tk.BOTH, expand=True)

        # 左: ツールパネル
        tools = tk.Frame(main, bg="#3c3f41", width=200)
        tools.pack(side=tk.LEFT, fill=tk.Y, padx=0)
        tools.pack_propagate(False)

        # リサイズ
        resize_f = ttk.LabelFrame(tools, text="リサイズ", padding=8)
        resize_f.pack(fill=tk.X, padx=8, pady=8)
        tk.Label(resize_f, text="幅:").grid(row=0, column=0, sticky="w")
        self.width_var = tk.IntVar(value=800)
        ttk.Entry(resize_f, textvariable=self.width_var, width=7).grid(
            row=0, column=1, padx=4)
        tk.Label(resize_f, text="高さ:").grid(row=1, column=0, sticky="w", pady=4)
        self.height_var = tk.IntVar(value=600)
        ttk.Entry(resize_f, textvariable=self.height_var, width=7).grid(
            row=1, column=1, padx=4)
        self.keep_ratio_var = tk.BooleanVar(value=True)
        ttk.Checkbutton(resize_f, text="縦横比維持",
                        variable=self.keep_ratio_var).grid(
            row=2, column=0, columnspan=2, sticky="w")
        ttk.Button(resize_f, text="リサイズ実行",
                   command=self._resize).grid(row=3, column=0, columnspan=2,
                                              pady=4, sticky="ew")

        # 回転・反転
        rot_f = ttk.LabelFrame(tools, text="回転・反転", padding=8)
        rot_f.pack(fill=tk.X, padx=8, pady=4)
        for text, cmd in [("↺ 左90°", lambda: self._rotate(90)),
                          ("↻ 右90°", lambda: self._rotate(-90)),
                          ("↔ 左右反転", self._flip_h),
                          ("↕ 上下反転", self._flip_v)]:
            ttk.Button(rot_f, text=text, command=cmd).pack(
                fill=tk.X, pady=2)

        # フィルター
        filter_f = ttk.LabelFrame(tools, text="フィルター", padding=8)
        filter_f.pack(fill=tk.X, padx=8, pady=4)
        for text, cmd in [("グレースケール", self._to_grayscale),
                          ("ぼかし", self._blur),
                          ("シャープ", self._sharpen),
                          ("エッジ検出", self._edge),
                          ("セピア", self._sepia)]:
            ttk.Button(filter_f, text=text, command=cmd).pack(
                fill=tk.X, pady=2)

        # 明るさ・コントラスト
        adj_f = ttk.LabelFrame(tools, text="調整", padding=8)
        adj_f.pack(fill=tk.X, padx=8, pady=4)
        tk.Label(adj_f, text="明るさ:").pack(anchor="w")
        self.bright_var = tk.DoubleVar(value=1.0)
        ttk.Scale(adj_f, variable=self.bright_var, from_=0.2, to=2.0,
                  orient=tk.HORIZONTAL,
                  command=lambda v: self._adjust()).pack(fill=tk.X)
        tk.Label(adj_f, text="コントラスト:").pack(anchor="w")
        self.contrast_var = tk.DoubleVar(value=1.0)
        ttk.Scale(adj_f, variable=self.contrast_var, from_=0.2, to=2.0,
                  orient=tk.HORIZONTAL,
                  command=lambda v: self._adjust()).pack(fill=tk.X)

        # トリミング
        crop_f = ttk.LabelFrame(tools, text="トリミング", padding=8)
        crop_f.pack(fill=tk.X, padx=8, pady=4)
        for label, var_name, val in [("左", "crop_l", 0), ("上", "crop_t", 0),
                                      ("右", "crop_r", 100), ("下", "crop_b", 100)]:
            tk.Label(crop_f, text=f"{label}%:").grid(
                row=["左", "上", "右", "下"].index(label), column=0, sticky="w")
            var = tk.IntVar(value=val)
            setattr(self, f"crop_{label[0].lower()}_var",
                    var if label != "上" else var)
            setattr(self, f"crop_{'l' if label=='左' else 't' if label=='上' else 'r' if label=='右' else 'b'}_var", var)
            ttk.Entry(crop_f, textvariable=var, width=5).grid(
                row=["左", "上", "右", "下"].index(label), column=1, padx=4)
        ttk.Button(crop_f, text="トリミング実行",
                   command=self._crop).grid(row=4, column=0, columnspan=2,
                                            pady=4, sticky="ew")

        # キャンバス
        canvas_frame = tk.Frame(main, bg="#1e1e1e")
        canvas_frame.pack(side=tk.LEFT, fill=tk.BOTH, expand=True)
        self.canvas = tk.Canvas(canvas_frame, bg="#1e1e1e",
                                highlightthickness=0)
        h_sb = ttk.Scrollbar(canvas_frame, orient=tk.HORIZONTAL,
                             command=self.canvas.xview)
        v_sb = ttk.Scrollbar(canvas_frame, orient=tk.VERTICAL,
                             command=self.canvas.yview)
        self.canvas.configure(xscrollcommand=h_sb.set, yscrollcommand=v_sb.set)
        v_sb.pack(side=tk.RIGHT, fill=tk.Y)
        h_sb.pack(side=tk.BOTTOM, fill=tk.X)
        self.canvas.pack(fill=tk.BOTH, expand=True)
        self.canvas.bind("<MouseWheel>", self._on_mousewheel)

        self.status_var = tk.StringVar(value="画像を開いてください")
        tk.Label(self.root, textvariable=self.status_var,
                 bg="#3c3f41", fg="#888", font=("Arial", 9),
                 anchor="w", padx=8).pack(fill=tk.X, side=tk.BOTTOM)

    def _open_image(self):
        if not PIL_AVAILABLE:
            return
        path = filedialog.askopenfilename(
            filetypes=[("画像ファイル", "*.png *.jpg *.jpeg *.bmp *.gif *.webp"),
                       ("すべて", "*.*")])
        if path:
            try:
                self.original_image = Image.open(path)
                self.current_image = self.original_image.copy()
                self.zoom = 1.0
                self.bright_var.set(1.0)
                self.contrast_var.set(1.0)
                w, h = self.current_image.size
                self.width_var.set(w)
                self.height_var.set(h)
                self._display()
                self.status_var.set(
                    f"{os.path.basename(path)}  {w}×{h}  "
                    f"{self.current_image.mode}")
            except Exception as e:
                messagebox.showerror("エラー", str(e))

    def _display(self):
        if not self.current_image:
            return
        img = self.current_image
        w = int(img.width * self.zoom)
        h = int(img.height * self.zoom)
        if w > 0 and h > 0:
            display = img.resize((w, h), Image.LANCZOS)
            self.tk_image = ImageTk.PhotoImage(display)
            self.canvas.delete("all")
            self.canvas.create_image(0, 0, anchor="nw", image=self.tk_image)
            self.canvas.configure(scrollregion=(0, 0, w, h))

    def _save_image(self):
        if not self.current_image:
            return
        path = filedialog.asksaveasfilename(
            defaultextension=".png",
            filetypes=[("PNG", "*.png"), ("JPEG", "*.jpg"),
                       ("BMP", "*.bmp"), ("すべて", "*.*")])
        if path:
            try:
                self.current_image.save(path)
                self.status_var.set(f"保存: {path}")
            except Exception as e:
                messagebox.showerror("エラー", str(e))

    def _reset_image(self):
        if self.original_image:
            self.current_image = self.original_image.copy()
            self.zoom = 1.0
            self.bright_var.set(1.0)
            self.contrast_var.set(1.0)
            self._display()

    def _resize(self):
        if not self.current_image:
            return
        w = self.width_var.get()
        h = self.height_var.get()
        if self.keep_ratio_var.get():
            orig_w, orig_h = self.current_image.size
            ratio = min(w / orig_w, h / orig_h)
            w, h = int(orig_w * ratio), int(orig_h * ratio)
        self.current_image = self.current_image.resize((w, h), Image.LANCZOS)
        self._display()
        self.status_var.set(f"リサイズ: {w}×{h}")

    def _rotate(self, angle):
        if self.current_image:
            self.current_image = self.current_image.rotate(angle, expand=True)
            self._display()

    def _flip_h(self):
        if self.current_image:
            self.current_image = ImageOps.mirror(self.current_image)
            self._display()

    def _flip_v(self):
        if self.current_image:
            self.current_image = ImageOps.flip(self.current_image)
            self._display()

    def _to_grayscale(self):
        if self.current_image:
            self.current_image = ImageOps.grayscale(
                self.current_image).convert("RGB")
            self._display()

    def _blur(self):
        if self.current_image:
            self.current_image = self.current_image.filter(
                ImageFilter.GaussianBlur(radius=2))
            self._display()

    def _sharpen(self):
        if self.current_image:
            self.current_image = self.current_image.filter(
                ImageFilter.SHARPEN)
            self._display()

    def _edge(self):
        if self.current_image:
            gray = ImageOps.grayscale(self.current_image)
            edge = gray.filter(ImageFilter.FIND_EDGES)
            self.current_image = edge.convert("RGB")
            self._display()

    def _sepia(self):
        if not self.current_image:
            return
        img = self.current_image.convert("RGB")
        pixels = img.load()
        for i in range(img.width):
            for j in range(img.height):
                r, g, b = pixels[i, j]
                tr = min(255, int(0.393*r + 0.769*g + 0.189*b))
                tg = min(255, int(0.349*r + 0.686*g + 0.168*b))
                tb = min(255, int(0.272*r + 0.534*g + 0.131*b))
                pixels[i, j] = (tr, tg, tb)
        self.current_image = img
        self._display()

    def _adjust(self):
        if not self.original_image:
            return
        img = self.original_image.copy()
        img = ImageEnhance.Brightness(img).enhance(self.bright_var.get())
        img = ImageEnhance.Contrast(img).enhance(self.contrast_var.get())
        self.current_image = img
        self._display()

    def _crop(self):
        if not self.current_image:
            return
        w, h = self.current_image.size
        l = int(w * self.crop_l_var.get() / 100)
        t = int(h * self.crop_t_var.get() / 100)
        r = int(w * self.crop_r_var.get() / 100)
        b = int(h * self.crop_b_var.get() / 100)
        if l < r and t < b:
            self.current_image = self.current_image.crop((l, t, r, b))
            self._display()
            self.status_var.set(f"トリミング: {r-l}×{b-t}")

    def _on_mousewheel(self, event):
        if event.delta > 0:
            self.zoom = min(4.0, self.zoom * 1.1)
        else:
            self.zoom = max(0.1, self.zoom / 1.1)
        self._display()


if __name__ == "__main__":
    root = tk.Tk()
    app = App06(root)
    root.mainloop()

5. コード解説

画像エディタのコードを、実際に書かれている実装に沿って解説します。

6. ステップバイステップガイド

このアプリをゼロから自分で作る手順を解説します。コードをコピーするだけでなく、実際に手順を追って自分で書いてみましょう。

1. 1
   ファイルを作成する

   新しいファイルを作成して app06.py と保存します。外部ライブラリ PIL を使います。先に pip install Pillow を実行してください。（import 名と pip のパッケージ名が異なる点に注意：PIL は Pillow でインストールします）

2. 2
   クラスの骨格を作る

   App06 クラスを定義し、__init__ と、末尾の root = tk.Tk() ～ mainloop() の最小構成を書いて、まず空のウィンドウが出ることを確認します。

3. 3
   ウィンドウを設定する

   title("画像エディタ")・geometry("900x841")・configure(bg="#2b2b2b")・minsize(900, 841) をコンストラクタで設定します。

4. 4
   画面部品を並べる

   _build_ui() の中で、tk.Frame×4・tk.Label×6（ほかにループでも生成）・tk.Button（ループで生成）・ttk.LabelFrame×5・ttk.Entry×2（ほかにループでも生成）・ttk.Checkbutton・ttk.Button×2（ほかにループでも生成）・ttk.Scale×2・tk.Canvas・ttk.Scrollbar×2 を作って配置します（掲載コードと同じ並び順で書くとレイアウトが一致します）。まず表示だけ確認しましょう。

5. 5
   イベントを接続する

   「2. 機能一覧」で挙げた各ボタンを command= で対応するメソッド（_resize()・_crop()）につなぎます。ループ生成のボタンは、ラベルと処理（_open_image()・_save_image()・_reset_image()）をペアで並べたデータをループで回し、command= に渡して接続します。bind("<MouseWheel>", ...) の登録も忘れずに。

6. 6
   中心になるメソッドを実装する

   アプリの本体である _open_image()（22行）・_sepia()（14行）・_save_image()（13行）など を実装します。

7. 7
   動作確認する

   python app06.py で起動し、各ボタンが反応すること・マウス操作（クリック・ホイールなど）が効くことを確認します。

7. カスタマイズアイデア

基本機能を習得したら、以下のカスタマイズに挑戦してみましょう。少しずつ機能を追加することで、Pythonのスキルが飛躍的に向上します。

8. よくある問題と解決法

9. 練習問題

アプリの理解を深めるための練習問題です。気になるものから挑戦してみてください（課題3は定型の発展課題です）。どちらの課題も Pillow の導入が前提です（pip install Pillow）。保存で上書きしても困らない練習用の画像をコピーしてから試してください。

1. 課題1：フィルターをかけたあとでも明るさ調整が効くようにする

   _adjust() は毎回 self.original_image から作り直すため、それまでの編集が消えます。「グレースケール」を押してから明るさのつまみを動かすと、元のカラー画像に戻ってしまう状態です。編集後の画像を土台にして調整できるようにしてください。

   期待結果：グレースケールにしたあとにつまみを動かすと、白黒のまま明るさだけが変わる。

   合格条件

   • つまみを左右に何度も動かしても、効果が積み重なって真っ白にならない
   • 「↩️ リセット」を押すと、開いた直後の画像に戻る
   • 回転やトリミングのあとでも、同じように明るさだけが変わる

   ヒント①（どこを触るか）: 触るのは _adjust() の img = self.original_image.copy() の行と、土台を更新する側です。_open_image()・_reset_image() で土台を作り直し、編集を終えたメソッドの末尾で土台を差し替えます。
   ヒント②（使うもの）: 土台は self._base_image のような属性を1つ増やし、self.current_image.copy() を入れておけば足ります。self._display() はコード全体で14回呼ばれ、うち10か所が編集結果の反映です。更新用の小さなメソッドを1つ作り、その10か所から呼ぶと短く済みます。
   つまずきやすい点: つまみは動かすたびに command=lambda v: self._adjust() を呼ぶ仕組みです。self.current_image へ直接 enhance() をかけると効果が積み重なり、画像が真っ白になります。ImageEnhance は毎回同じ土台から作り直す前提だと覚えておいてください。

2. 課題2：幅や高さに数字以外を入れてもアプリが黙って止まらないようにする

   「幅」「高さ」の欄は tk.IntVar で受け取っています。欄を空にして「リサイズ実行」を押すと _resize() の self.width_var.get() が例外を投げ、画面は何も変わりません。コンソールから起動していれば _tkinter.TclError が出ます。数字以外のときは案内を出してください。

   期待結果：幅の欄を空にして「リサイズ実行」を押すと、画面下の帯に数字を入れるよううながす案内が出る。

   合格条件

   • 正しい数字を入れたときは、これまでどおりリサイズできる
   • 0 やマイナスを入れると、空欄のときと同じ案内が出る（ValueError の traceback がコンソールに出ない）
   • トリミングの4つの欄でも、同じように数字以外を弾ける

   ヒント①（どこを触るか）: 触るのは _resize() の先頭2行（w = self.width_var.get() と h = self.height_var.get()）です。同じ書き方が _crop() の4行（self.crop_l_var.get() など）にもあるので、そちらもそろえます。
   ヒント②（使うもの）: 案内は他のメソッドと同じ self.status_var.set(...) か messagebox.showerror(...) が使えます。tk.IntVar は中身が数字でないと get() の時点で例外になるため、try で囲むのが素直です。
   つまずきやすい点: 受け取る例外は ValueError ではなく tkinter.TclError です。import tkinter as tk のまま except tk.TclError: と書けます。幅に 0 やマイナスを入れると縦横比の計算で高さも 0 以下になり、resize() が ValueError: height and width must be > 0 を投げます。self.current_image への代入より前で止まるので画像は無事ですが、案内は出ません。tk.TclError を捕まえる try の中で if w <= 0 or h <= 0: も弾いておくと、空欄と 0 の両方を同じ案内でさばけます。

3. 課題3：新しいボタンを追加する

   既存のボタンと同じ書き方で新しいボタンを1つ足し、押されたときに動くメソッドを自作してみましょう。ボタンの作成と command= の接続がセットで身に付きます。