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March 2019 の記事

実行ファイルの置き換えに python を使用したときのメモです。Python 3 はプログラムコードを zip にアーカイブしたまま実行することができます。


●(1) Library として読み込む場合

テストコードを appmain.py, testmodule.py とします。

# appmain.py
import  testmodule

def main():
    testmodule.app()

if __name__ == '__main__':
    main()

# testmodule.py
def app():
    print( 'testmodule' )

そのまままとめて zip 圧縮可能で、Libpath に追加すると読み込むことができます。

### zip file を作る
import  zipfile

src_list= [
        'appmain.py',
        'testmodule.py',
    ]

with zipfile.ZipFile( 'applib.zip', 'w' ) as fo:
    for src in src_list:
        fo.write( src )


### zip file 内の code を実行する
import sys

sys.path.append( 'applib.zip' )

import  appmain
appmain.main()

embeddable 版の python3x.zip と同じように事前にコンパイルしておくこともできます。


●(2) zipapp (pyz) に変換してから実行する場合

zip ではなく zipapp (pyz) に変換すると script のように直接実行できるようになります。

予めサブフォルダ app を作って、その中に appmain.py, testmodule.py を入れておきます。下記のコードを実行すると pyz にまとめることができます。create_archive() 最初の引数 'app' はフォルダ名です。

import  zipapp

zipapp.create_archive( 'app', 'app.pyz', '/usr/bin/env python3', 'appmain:main' )

変換出力した app.pyz はただの zip ですが、エントリポイントとして __main__.py が挿入されています。この pyz ファイルはそのまま python で実行できます。

python app.pyz

また unix 系 os の場合は実行属性をつけることで直接実行することができます。

$ chmod 755 app.pyz
$ ./app.pyz

Windows の場合そのまま実行することはできませんが、pyz 専用の exe を作る方法が zipapp のマニュアルで紹介されています。


●(3) pyz の起動用に exe を作る

zipapp --- Manage executable Python zip archives

上記ページに載っている zastub.c をそのままコンパイルします。

// zastub.c
#define Py_LIMITED_API 1
#include "Python.h"

#define WIN32_LEAN_AND_MEAN
#include <windows.h>

#ifdef WINDOWS
int WINAPI wWinMain(
    HINSTANCE hInstance,      /* handle to current instance */
    HINSTANCE hPrevInstance,  /* handle to previous instance */
    LPWSTR lpCmdLine,         /* pointer to command line */
    int nCmdShow              /* show state of window */
)
#else
int wmain()
#endif
{
    wchar_t **myargv = _alloca((__argc + 1) * sizeof(wchar_t*));
    myargv[0] = __wargv[0];
    memcpy(myargv + 1, __wargv, __argc * sizeof(wchar_t *));
    return Py_Main(__argc+1, myargv);
}

コンパイル方法もマニュアル通りです。下記のコードを実行してコンパイルできます。

# compile.py
from distutils.ccompiler import new_compiler
import distutils.sysconfig
import sys
import os
from pathlib import Path

def compile(src):
    src = Path(src)
    cc = new_compiler()
    exe = src.stem
    cc.add_include_dir(distutils.sysconfig.get_python_inc())
    cc.add_library_dir(os.path.join(sys.base_exec_prefix, 'libs'))
    # First the CLI executable
    objs = cc.compile([str(src)])
    cc.link_executable(objs, exe)
    # Now the GUI executable
    #cc.define_macro('WINDOWS')
    #objs = cc.compile([str(src)])
    #cc.link_executable(objs, exe + 'w')

if __name__ == "__main__":
    compile("zastub.c")

zastub.exe が作られるので、(2) で作った pyz とそのまま合成します。単純につなげるだけです。

copy /b zastub.exe + app.pyz app.exe

これで pyz を実行可能な app.exe ができました。そのまま実行できます。(python3.dll が必要)

app.exe

プログラムの内容によっては python の import でモジュールが見つからない場合があるかもしれません。その場合は予め検索パス設定しておいてください。環境変数 PYTHONPATH でも構いませんし、zastub.c の中で Py_SetPath() を使ってパスを与えることもできます。

zastub.c は python.exe 相当です。これが引数を何も加工していない状態になります。

int wmain()
{
    return  Py_Main( __argc, __wargv );
}

zastub.c では 1番目の引数に自分自身のパスを複製して挿入します。例えば引数が "arg1" なら「app.exe arg1」→ 「app.exe app.exe arg1」となります。自分自身である app.exe には app.pyz の内容がそのまま含まれているので、app.exe を pyz とみなしてそのまま実行できるわけです。

なお 1番目の引数を正しく渡すことができるなら、必ずしも exe に pyz を合成する必要がありません。例えば下のように直接 "app.pyz" を渡すことができます。

int wmain()
{
    wchar_t **myargv = _alloca((__argc + 1) * sizeof(wchar_t*));
    memcpy(myargv + 1, __wargv, __argc * sizeof(wchar_t *));
    myargv[0] = __wargv[0];
    myargv[1] = L"app.pyz";
    return Py_Main(__argc+1, myargv);
}

ただし若干問題もあります。上のコードはカレントディレクトリでなければ app.pyz を読み込むことができません。例えば他のフォルダからフルパスで app.exe を実行しようとすると app.pyz が見つからずにエラーになります。もし app.pyz を実行ファイルと同じ場所に置くなら、__wargv[0] や GetModuleFileNameW() を利用して app.pyz のパスを求めることができます。

↓ __wargv[0] から app.pyz のパスを求める。

#define Py_LIMITED_API 1
#include    <Python.h>

#define WIN32_LEAN_AND_MEAN
#include    <windows.h>

#ifdef WINDOWS
int WINAPI wWinMain(
    HINSTANCE hInstance,      /* handle to current instance */
    HINSTANCE hPrevInstance,  /* handle to previous instance */
    LPWSTR lpCmdLine,         /* pointer to command line */
    int nCmdShow              /* show state of window */
)
#else
int wmain()
#endif
{
    wchar_t *PYZ_NAME= L"app.pyz";      
    size_t  NAME_LENGTH= wcslen( PYZ_NAME ) + 1;
    size_t  length= wcslen( __wargv[0] ) + NAME_LENGTH;
    wchar_t *pyz_path= _alloca( (length + 2) * sizeof(wchar_t) );
    wcscpy_s( pyz_path, length, __wargv[0] );

    wchar_t **myargv = _alloca((__argc + 1) * sizeof(wchar_t*));
    myargv[0] = __wargv[0];
    memcpy(myargv + 1, __wargv, __argc * sizeof(wchar_t *));

    wchar_t *eptr= pyz_path;
    for( wchar_t *ptr= pyz_path ; *ptr ; ptr++ ){
        if( *ptr == L'/' || *ptr == L'\\' ){
            eptr= ptr + 1;
        }
    }
    wcscpy_s( eptr, NAME_LENGTH, PYZ_NAME );

    myargv[1]= pyz_path;
    return Py_Main(__argc+1, myargv);
}

同じようにして exe の場所からライブラリの位置を特定し、Py_SetPath() することもできます。例えば embeddable 版を使うなら、Py_SetPath() に python3x.zip と dll/pyd フォルダの 2つを与えれば OK です。


2019/03/02
VR HMD の分類表

VR
oga at 23:14
VR 機器の種類が増えたのでわかっている範囲で大まかに分類してみました。

(1) 頭 ポジショントラッキングあり 回転のみ
(2) 手 ポジショントラッキングあり 回転のみ
(3) 外部に PC (PS4) が必要 スタンドアロン (Mobile SoC)
(4) 外部センサーあり 外部にセンサーを設置する必要なし
Oculus Rift Quest Go
HTC Vive Vive/Pro (*1) Cosmos Focus Plus Focus
Sony PSVR
Samsung Odyssey GearVR
MS Windows MR
Google Mirage Solo Daydream


(1)/(2) ポジショントラッキングがあるかどうか

VR 空間を自由に歩く Room Scale に対応するにはポジショントラッキングが必要です。外部にトラッキング用のセンサー設置が必要なタイプと、内蔵のカメラだけでトラッキングできるインサイドアウト方式の 2種類があります。


(3) PC が必要かどうか

外部に PC が必要なタイプはモニタ相当です。ケーブルで Host PC (PS4) に接続する必要があります。性能が高く画質も良いですがプレイ中はケーブルがじゃまになりがち。

スタンドアロンタイプはケーブルが不要で PC と繋がなくても単体で使うことができます。手軽に使える半面、描画などの処理能力はスマートフォン相当になります。


(4) 外部にセンサーの設置が必要かどうか

「外部センサーあり」の場合は、トラッキングためにカメラなどのセンサーを部屋に設置しておく必要があります。HMD だけでなくセンサーのためのケーブルも必要で、事前の準備に少々手間がかかります。

(*1) HTC Vive / HTC Vive Pro は同じグループの中でも少々別格です。部屋にベースステーションの設置が必要ですが厳密にはセンサーではなく、どちらかといえばマーカーに近いものです。そのため PC とのケーブル接続が不要で、バックパック型 PC を使うとスタンドアロンタイプのようにも使えます。またポジショントラッキング対応のコントローラを 10個以上同時に利用することができます。手だけでなく足など全身のトラッキングも実現できます。


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