PythonでAndroidアプリを作る。

はじめに

PythonアプリをAndroidで動かす場合2つの手段がある。

1. Pydroid3でPythonスクリプトを起動する。
   Pydroid3はGooglePlayからインストールできるアプリ。PythonスクリプトをAndroid上で動かすIDE。pipも使えるので、PC上のPythone IDEを使うのとほぼ変わらない。KivyでGUIを書けば、アンドロイドアプリを起動しているのと変わらない。ただPydroid3を起動して、該当のPythoneアプリを実行するという2段階の処理をしないといけないので、アプリアイコンクリックで一発起動させるということはできない。

2. Kivy+Buildozerでアンドロイドアプリを作る。
   Buildozerは、KivyでGUIを書いたPythonアプリを、apkファイルにパッケージ化するツール。このapkファイルをAndroidにインストールすれば、アンドロイドアプリとして動作する。

　本記事は2について、WindowsのPC環境でBuildozerのインストールから、パッケージ化までの一連の流れをまとめる。

目次

• ツールと環境
• ツールインストール
• ビルド
• アプリ例

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ツールと環境

本記事で登場するツールは下記の通り。PythonとWSL2(Ubuntu)はインストール済である前提。

Kivy (https://kivy.org/)

アプリのGUI部分。PythonのGUIライブラリ。Tkinterみたいなもの。使い方は PythonのGUIライブラリKivyを使う を参照。

Buildozer (https://buildozer.readthedocs.io/en/latest/)

apkパッケージ化するためのビルドツール。BuildozerはLinuxとmacOSにしか対応していないため、Windowsの場合はWSL2(Ubuntu)上で動作させる。

試した環境

OS	windows11
WSL2	Ubuntu 22.04.2 LTS
Python	Python 3.10.12
Kivy	Kivy 2.2.1
Buildozer	Buildozer 1.5.0

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ツールインストール

KivyとBuildozerの準備についてまとめる。

Kivy

pipでkivyパッケージをインストール

cmd

$ pip3 install kivy

Buildozer

https://buildozer.readthedocs.io/en/latest/installation.html を参照。注意点としてはインストールは root でなくユーザですること。rootですると下記のように怒られる。

Buildozer is running as root!
This is not recommended, and may lead to problems later.

WSL(Ubuntu)でユーザを追加する方法は WSL2のTips を参照。

• pipでBuildozerパッケージをインストールし、バージョン確認

cmd

$ pip3 install --user --upgrade buildozer
$ buildozer version

• 関連ツールをインストール

cmd

$ sudo apt update
$ sudo apt install -y git zip unzip openjdk-17-jdk python3-pip autoconf libtool pkg-config zlib1g-dev libncurses5-dev libncursesw5-dev libtinfo5 cmake libffi-dev libssl-dev
$ pip3 install --user --upgrade Cython==0.29.33 virtualenv  # the --user should be removed if you do this in a venv

# パスを追加
$ export PATH=$PATH:~/.local/bin/

これでツールの準備完了。
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ビルド

https://buildozer.readthedocs.io/en/latest/quickstart.html を参照。

• .pyと.kvファイルを用意する
  メインファイル名はmain.pyとする。今回は下記アプリを例として使用。

main.py/gui_sample.kvファイルはこちら。

main.py

from kivy.app import App
from kivy.uix.boxlayout import BoxLayout #boxのレイアウト


#.kvファイル内に記述したモジュール名と同じにする。
class Root_Layout(BoxLayout):
	r_color=0.00
	g_color=0.00
	b_color=0.00
	a_color=1.00
		
	def sliderR_move(self):
		self.r_color=format(self.ids.slider_R.value,'.3f')
		self.ids.slider_text_R.text = 'R:'+str(self.r_color)
		self.ids.slider_text_R.background_color = (self.r_color,0,0,1)
		#全体色
		self.ids.text_color.background_color = (self.r_color, self.g_color, self.b_color, self.a_color)
		self.ids.text_color.text = '( '+ str(self.r_color) +' ,'+ str(self.g_color) +' ,'+ str(self.b_color) +' ,'+ str(self.a_color) +' )'
			
	def sliderG_move(self):
		self.g_color=format(self.ids.slider_G.value,'.3f')
		self.ids.slider_text_G.text = 'G:'+str(self.g_color)
		self.ids.slider_text_G.background_color = (0,self.g_color,0,1)
		#全体色
		self.ids.text_color.background_color = (self.r_color, self.g_color, self.b_color, self.a_color)
		self.ids.text_color.text = '( '+ str(self.r_color) +' ,'+ str(self.g_color) +' ,'+ str(self.b_color) +' ,'+ str(self.a_color) +' )'

	def sliderB_move(self):
		self.b_color=format(self.ids.slider_B.value,'.3f')
		self.ids.slider_text_B.text = 'B:'+str(self.b_color)
		self.ids.slider_text_B.background_color = (0,0,self.b_color,1)
		#全体色
		self.ids.text_color.background_color = (self.r_color, self.g_color, self.b_color, self.a_color)
		self.ids.text_color.text = '( '+ str(self.r_color) +' ,'+ str(self.g_color) +' ,'+ str(self.b_color) +' ,'+ str(self.a_color) +' )'

	def sliderA_move(self):
		self.a_color=format(self.ids.slider_A.value,'.3f')
		self.ids.slider_text_A.text = 'A:'+str(self.a_color)
		self.ids.slider_text_A.background_color = (0,0,0,self.a_color)
		#全体色
		self.ids.text_color.background_color = (self.r_color, self.g_color, self.b_color, self.a_color)
		self.ids.text_color.text = '( '+ str(self.r_color) +' ,'+ str(self.g_color) +' ,'+ str(self.b_color) +' ,'+ str(self.a_color) +' )'

		
#class名称XXXをkvファイル(小文字でOK)にしてファイルをリンクさせる(gui_sample.kv)
class GUI_sample(App):
	title = 'GUI sample'

if __name__ == '__main__':
    GUI_sample().run()

gui_sample.kv

Root_Layout:
	#第一階層
	BoxLayout:
		orientation:'vertical'
		#背景設定
		canvas:
			Color:
				rgba: 1,1,1,1
			Rectangle:
				size: self.size
				pos: self.pos
				
		TextInput:
			id:text_color
			text: '(1,1,1,1)'
			font_size:50
			multiline:False	#1行
			foreground_color:1,1,1,1	#文字色
		#第二階層(Slider_R/slider_text_R)
		BoxLayout:
			orientation:'horizontal'
			#第三階層(slider_R)
			Slider:
				id				:slider_R
				size_hint_x		:0.8	#x軸のサイズ
				max				:1		#カーソルの最大値
				min				:0		#カーソルの最小値
				value			:1		#初期値
				cursor_width	:16		#カーソルのサイズ(幅)
				cursor_height	:16		#カーソルのサイズ(高)
				on_touch_move	:root.sliderR_move()	#カーソルを動かしたときの動作
				on_touch_up  	:root.sliderR_move()	#カーソルをタッチした時の動作
			#第三階層(slider_text_R)
			TextInput:
				id:slider_text_R
				size_hint_x:0.2		#x軸のサイズ
				text: ''
				foreground_color:1,1,1,1	#文字色
				font_size:25
		#第二階層(Slider_G/slider_text_G)
		BoxLayout:
			orientation:'horizontal'
			#第三階層(slider_G)
			Slider:
				id				:slider_G
				size_hint_x		:0.8	#x軸のサイズ
				max				:1		#カーソルの最大値
				min				:0		#カーソルの最小値
				value			:1		#初期値
				cursor_width	:16		#カーソルのサイズ(幅)
				cursor_height	:16		#カーソルのサイズ(高)
				on_touch_move	:root.sliderG_move()	#カーソルを動かしたときの動作
				on_touch_up  	:root.sliderG_move()	#カーソルをタッチした時の動作
			#第三階層(slider_text_G)
			TextInput:
				id:slider_text_G
				size_hint_x:0.2		#x軸のサイズ
				text: ''
				foreground_color:1,1,1,1	#文字色
				font_size:25
		#第二階層(Slider_B/slider_text_B)
		BoxLayout:
			orientation:'horizontal'
			#第三階層(slider_B)
			Slider:
				id				:slider_B
				size_hint_x		:0.8	#x軸のサイズ
				max				:1		#カーソルの最大値
				min				:0		#カーソルの最小値
				value			:1		#初期値
				cursor_width	:16		#カーソルのサイズ(幅)
				cursor_height	:16		#カーソルのサイズ(高)
				on_touch_move	:root.sliderB_move()	#カーソルを動かしたときの動作
				on_touch_up  	:root.sliderB_move()	#カーソルをタッチした時の動作
			#第三階層(slider_text_B)
			TextInput:
				id:slider_text_B
				size_hint_x:0.2		#x軸のサイズ
				text: ''
				foreground_color:1,1,1,1	#文字色
				font_size:25
		#第二階層(Slider_A/slider_text_A)
		BoxLayout:
			orientation:'horizontal'
			#第三階層(slider_A)
			Slider:
				id				:slider_A
				size_hint_x		:0.8	#x軸のサイズ
				max				:1		#カーソルの最大値
				min				:0		#カーソルの最小値
				value			:1		#初期値
				cursor_width	:16		#カーソルのサイズ(幅)
				cursor_height	:16		#カーソルのサイズ(高)
				on_touch_move	:root.sliderA_move()	#カーソルを動かしたときの動作
				on_touch_up  	:root.sliderA_move()	#カーソルをタッチした時の動作
			#第三階層(slider_text_A)
			TextInput:
				id:slider_text_A
				size_hint_x:0.2		#x軸のサイズ
				text: ''
				foreground_color:1,1,1,1	#文字色
				font_size:25

• specファイル生成
  適当にフォルダを作って、main.pyとgui_sample.kvを配置。buildozer initでspecファイルを生成する。specファイルは、アプリ名や使用するpythonのライブラリ指定などapkパッケージにする際に必要なパラメータを調整するためにある。今回のアプリ内容であればデフォルトでも使えるので調整しない。

cmd

# フォルダをcolor_barとする
$ cd color_bar
$ buildozer init #specファイル生成
File buildozer.spec created, ready to customize!
$ ls
buildozer.spec  gui_sample.kv  main.py

Specファイルのカスタマイズは下記参照。

• ビルドする
  buildozer -v android debugでビルドする。初回ビルドはツールをいろいろ引っ張ってきたりするので数分かかる。また、1回だけだとErrorで終了することもある。その時は、再度ビルドコマンドを実行。成功すれば\bin配下にapkファイルmyapp-0.1-arm64-v8a_armeabi-v7a-debug.apkが生成される。

cmd

$ buildozer -v android debug

• apkファイルをAndroid端末へインストールする
  apkファイルをUSBなどでAndroid端末へ転送。apkを実行して、インストールする。My Applicationのアイコンが出てくるので、クリック。アプリが実行される。

アプリ例

以上

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