Raspberry Pi Desktop (for PC and Mac) で基本ソフトウェア類のインストール

Raspberry Pi Desktop (for PC and Mac) は，PC および Mac の x86 マシンで動作する OS である．最新版は Debian 11 (bullseye) ベースで，2022年7月1日公開版である．ユーザ空間は 32ビット (i386) であり，システムの Python は Python 3.9 である．このページでは，基本ソフトウェア類のインストール手順について説明する．

32ビット環境であるため，TensorFlow, PyTorch, RStudio, Docker, NVIDIA CUDA など，64ビット (x86_64) のみを対象とするソフトウェアはインストールできない．このページでは，32ビット環境で動作するものを扱う．

サイト内の関連 Web ページなど:

インストール手順は、「Raspberry Pi Desktop (for PC and Mac) のインストール」のページで説明している．
「Raspberry Pi Desktop (for PC and Mac)のおすすめ初期設定」については，別のウェブページで説明している．

前準備

システムの更新を行っておく．

次のコマンドを実行．

# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
sudo apt -yV upgrade
sudo apt -yV dist-upgrade
sudo apt -yV autoremove
sudo apt autoclean
sudo shutdown -r now

rpi-update は実行しない．rpi-update は Raspberry Pi 本体のファームウェアとカーネルを更新するためのコマンドであり，PC および Mac 版では対象外である．

ここでインストールする基本ソフトウェア

ツール： Git, CMake, cmake-gui, ImageMagick (画像), FFmpeg (ビデオデータ処理), p7zip (圧縮, 展開), Graphviz (グラフデータ構造可視化), net-tools, hwinfo (ハードウェア情報), GDAL (地理情報), Tesseract OCR (文字認識), jq (JSON整形), jsonlint (JSONチェッカ)
アクセサリ: xpdf (PDF リーダ), shutter (画面キャプチャ), catfish (ファイル検索)

xpdf shutter catfish

※ PDF ファイルは texlive のドキュメント Africa.pdf を使用
インターネット: FileZilla (ファイル転送), Firefox ESR (Webブラウザ), Wireshark (ネットワーク), netcat (通信), AWS Command Line Interface (AWS), Remmina (リモート接続)

filezilla firefox wireshark netcat
エディタ: Emacs, mousepad, gedit

Emacs
グラフィックス，ペイント，画像: Blender (3次元), POV-Ray, MeshLab, Inkscape, GIMP, Pinta, CloudCompare

Blender MeshLab Inkscape GIMP pinta

※ jpgファイルは OpenCV に付属の licenseplate_motion.jpg を使用
地理情報: QGIS

QGIS
ビデオ: VLC media player (メディア), OpenShot

Openshot
データベース管理システム: SQLite 3, DB Browser for SQLite (sqlitebrowser), Redis

SQLite 3 sqlitebrowser
プログラミング，開発環境： Python 3 とそのパッケージ (NumPy, pandas, scikit-learn, OpenCV など), Java JDK, Apache Ant, Java 開発環境 BlueJ, Guava, Java 学習環境 Greenfoot, gcc, g++, gdb, R システム, R パッケージ, GNU Octave 及び関連パッケージ, Node.js, npm, Android SDK
ライブラリ: OpenBLAS (演算), OpenCV (コンピュータビジョン), OpenNI2, libPCL, Guava, Dlib
設計: FreeCAD
ゲームフレームワーク，ゲームエンジン: Panda3D, Pygame, cocos2d

Python の仮想環境を整える

システムの Python (Python 3.9) を直接変更すると，OS の付属ソフトウェアに影響が出る場合がある．そのため，venv による隔離された Python 環境を作って使う．venv は Python 3 に標準で付属する仕組みである．

Python 3 と関連ツールのインストール

# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
sudo apt -y install python3 python3-dev python3-pip python3-venv build-essential
python3 -V

venv による Python 3 環境の作成

python3 -m venv $HOME/venv/py39
ls $HOME/venv/py39

作成した Python 3 環境の有効化と確認

有効化は，端末を開くたびに行う．

source $HOME/venv/py39/bin/activate
python -V
python -m pip install --upgrade pip setuptools wheel
pip list

32ビット (i686) 環境では，配布されているビルド済みパッケージ (wheel) が用意されていない場合が多い．その場合はソースコードからのビルドが行われるため，インストールに時間がかかる．

TensorFlow, PyTorch について

TensorFlow と PyTorch が公式に配布しているパッケージは 64ビット (x86_64) 版のみである．32ビットの Raspberry Pi Desktop (for PC and Mac) では，pip でのインストールはできない．ソースコードからのビルドも，32ビット Linux は公式のサポート対象外である．

これらを使う場合の選択肢は次の通りである．

64ビットの Debian, Ubuntu などをインストールした PC で実行する
Google Colaboratory などのクラウド環境で実行する
Raspberry Pi 本体 (64ビット版 Raspberry Pi OS) で実行する

なお，Keras は TensorFlow に同梱されているため，TensorFlow をインストールすれば別途インストールする必要はない．また，Chainer は 2019年12月に開発元が PyTorch への移行を発表しており，新規開発では PyTorch を使う．

基本ソフトウェアのインストール手順

ソースコードからのビルドに有用なソフトウェアのインストール

OpenCV などのビルドに必要となるツールやライブラリをインストール

# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
sudo apt -y install build-essential gcc g++ make libtool texinfo dpkg-dev pkg-config python3-dev python3-pip python3-numpy
sudo apt -y install git make cmake cmake-curses-gui autoconf automake flex bison clang binutils swig curl
sudo apt -y install subversion ccache
sudo apt -y install zip unzip
sudo apt -y install libopenblas-dev liblapack-dev libtbb-dev gfortran
sudo apt -y install libxi-dev libsndfile1-dev libopenexr-dev libalut-dev libsdl2-dev libavdevice-dev libavformat-dev libavutil-dev libavcodec-dev libswscale-dev libx264-dev libxvidcore-dev libmp3lame-dev libspnav-dev libglu1-mesa-dev libv4l-dev
sudo apt -y install libbz2-dev libsqlite3-dev libssl-dev libreadline-dev libpng-dev libtiff-dev libjpeg62-turbo-dev zlib1g-dev libx11-dev libgl1-mesa-dev libxrandr-dev libxxf86dga-dev libxcursor-dev libfreetype6-dev libvorbis-dev libeigen3-dev libopenal-dev libode-dev libbullet-dev
sudo apt -y install libgtk-3-dev libatlas-base-dev

プログラミング，開発環境

Python 3 環境と，python パッケージ

システム全体で使うパッケージは apt で，仮想環境の中だけで使うパッケージは pip でインストールする．

# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
sudo apt -y install idle-python3.9 ipython3 python3-ipykernel jupyter jupyter-notebook
sudo apt -y install python3-numpy python3-scipy python3-pandas python3-matplotlib python3-seaborn python3-sympy
sudo apt -y install python3-sklearn python3-sklearn-lib python3-skimage python3-h5py python3-yaml python3-six python3-psutil
sudo apt -y install python3-django python3-flask python3-redis python3-msgpack python3-protobuf
sudo apt -y install python3-gdal python3-geopandas python3-pyproj python3-overpy
sudo apt -y install python3-pydot python3-pygraphviz python3-pygame python3-opencv

source $HOME/venv/py39/bin/activate
pip install --upgrade pip setuptools wheel
pip install --upgrade cython
pip install --upgrade pillow
pip install --upgrade altair
pip install --upgrade gensim
pip install --upgrade folium
pip install --upgrade exifread
pip install --upgrade haversine
pip install --upgrade utm
pip install --upgrade imutils
pip install --upgrade cocos2d pyglet

Python 3 環境に Spyder のインストール

# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
sudo apt -y install python3-qtpy python3-spyder spyder

Java JDK, Apache Ant, Guava, Java 開発環境 BlueJ, Java 学習環境 Greenfoot
Debian 11 (bullseye) の標準リポジトリには BlueJ, Greenfoot, Eclipse のパッケージは含まれていない．BlueJ と Greenfoot は，公式サイトで配布されている deb パッケージを使う．Eclipse を使う場合は，Eclipse 公式サイトから入手する（32ビット Linux 版の配布は終了しているため，Visual Studio Code の代替として VSCodium などを検討する）．
```
cd /tmp
sudo apt -y install default-jdk
sudo apt -y install ant
sudo apt -y install libguava-java
java -version
```
BlueJ は https://www.bluej.org/，Greenfoot は https://www.greenfoot.org から deb パッケージをダウンロードし，次のコマンドでインストールする（ファイル名は，ダウンロードしたものに読み替える）．
```
cd $HOME/Downloads
sudo apt -y install ./BlueJ-linux-version.deb
sudo apt -y install ./Greenfoot-linux-version.deb
```

gcc, g++, gdb, GDB Enhanced Features (GEF), R システム, GNU Octave 及び関連パッケージ, Node.js, npm, Android SDK

R の統合開発環境である RStudio Desktop は，64ビット Linux のみの対応である．32ビット環境では，R のコンソールまたは Emacs (ESS) を使う．

cd /tmp
sudo apt -y install build-essential g++ gdb
# GDB Enhanced Features (GEF)
wget -q -O- https://raw.githubusercontent.com/hugsy/gef/main/scripts/gef.sh | sh
#
sudo apt -y install r-base r-recommended
sudo apt -y install octave octave-*
sudo apt -y install nodejs npm
node -v
npm -v
sudo apt -y install android-sdk

ツール

Git, CMake, cmake-gui, ImageMagick (画像), FFmpeg (ビデオデータ処理), p7zip (圧縮, 展開), Graphviz (グラフデータ構造可視化), net-tools, hwinfo (ハードウェア情報), GDAL (地理情報), Tesseract OCR (文字認識), jq (JSON整形), jsonlint (JSONチェッカ)

# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
sudo apt -y install git
sudo apt -y install cmake
sudo apt -y install cmake-curses-gui
sudo apt -y install cmake-gui
sudo apt -y install imagemagick
sudo apt -y install ffmpeg
sudo apt -y install p7zip-full
sudo apt -y install graphviz graphviz-dev
sudo apt -y install net-tools
sudo apt -y install hwinfo
sudo apt -y install gdal-bin libgdal-dev
sudo apt -y install tesseract-ocr tesseract-ocr-jpn libtesseract-dev libleptonica-dev
sudo apt -y install jq
sudo apt -y install jsonlint

アクセサリ

xpdf (PDF リーダ), shutter (画面キャプチャ), catfish (ファイル検索)

# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
sudo apt -y install xpdf
sudo apt -y install shutter
sudo apt -y install libgoo-canvas-perl
sudo apt -y install catfish

インターネット

FileZilla (ファイル転送), Firefox ESR (Webブラウザ), Wireshark (ネットワーク), netcat (通信), AWS Command Line Interface (AWS), Remmina (リモート接続)

AWS CLI の公式インストーラ (バージョン2) は 64ビット Linux のみの対応である．32ビット環境では，apt でインストールできるバージョン1を使う． RealVNC Viewer も，現行版は 64ビット Linux のみの対応である．VNC や RDP でのリモート接続には Remmina を使う．

# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
sudo apt -y install filezilla
sudo apt -y install firefox-esr
sudo apt -y install firefox-esr-l10n-ja
sudo apt -y install wireshark
sudo apt -y install netcat-openbsd
sudo apt -y install awscli
sudo apt -y install remmina remmina-plugin-vnc remmina-plugin-rdp

エディタ

Emacs, mousepad, gedit

Visual Studio Code は 64ビット版のみが配布されている．32ビット環境では，Emacs, gedit などを使う．

# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
# emacs
sudo apt -y install emacs
# mousepad
sudo apt -y install mousepad
# gedit
sudo apt -y install gedit gedit-plugins

グラフィックス

Blender (3次元), POV-Ray, MeshLab, Inkscape, GIMP, Pinta, CloudCompare

# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
sudo apt -y install blender
sudo apt -y install povray povray-examples
sudo apt -y install meshlab
sudo apt -y install inkscape
sudo apt -y install gimp
sudo apt -y install pinta
# CloudCompare
sudo apt -y install qtbase5-dev qtdeclarative5-dev qt5-default qttools5-dev libqt5widgets5 libqwt-qt5-dev libqt5svg5-dev
cd /tmp
rm -rf CloudCompare
git clone --recursive https://github.com/CloudCompare/CloudCompare.git
cd CloudCompare
rm -rf build
mkdir build
cd build
cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=Release ..
cmake --build . -- -j$(nproc)
sudo make install

地図情報

QGIS , Debian GIS Data, Debian GIS OSM

# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
sudo apt -y install qgis qgis-plugin-grass
# Debian GIS
sudo apt -y install gis-data gis-osm

ビデオ

VLC media player (メディア), OpenShot

# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
sudo apt -y install vlc
sudo apt -y install openshot-qt

データベース

SQLite 3, DB Browser for SQLite (sqlitebrowser), Redis

# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
sudo apt -y install sqlite3
sudo apt -y install sqlitebrowser
sudo apt -y install redis-server redis-tools

ライブラリ

OpenCV (コンピュータビジョン), OpenNI2, libPCL, Guava, Dlib

NVIDIA CUDA は，32ビット Linux のサポートが終了しているため，この環境では使用できない．

# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
sudo apt -y install openni2-utils libopenni2-dev
sudo apt -y install libpcl-dev
sudo apt -y install libguava-java
# OpenCV （パッケージを使う場合）
sudo apt -y install python3-opencv libopencv-dev opencv-data
python3 -c "import cv2; print( cv2.__version__ )"

OpenCV を，contrib モジュール付きでソースコードからビルドする場合は次の手順による（時間がかかる）．

source $HOME/venv/py39/bin/activate
pip install numpy
cd /tmp
rm -rf opencv opencv_contrib
git clone --depth 1 https://github.com/opencv/opencv.git
git clone --depth 1 https://github.com/opencv/opencv_contrib.git
cd opencv
rm -rf build
mkdir build
cd build
cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE \
      -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local \
      -D OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=/tmp/opencv_contrib/modules \
      -D OPENCV_GENERATE_PKGCONFIG=ON \
      -D BUILD_opencv_python3=ON \
      -D PYTHON3_EXECUTABLE=$HOME/venv/py39/bin/python \
      -D INSTALL_PYTHON_EXAMPLES=ON \
      -D BUILD_EXAMPLES=ON ..
make -j$(nproc)
sudo make install
sudo /sbin/ldconfig
python -c "import cv2; print( cv2.__version__ )"

Dlib

source $HOME/venv/py39/bin/activate
sudo apt -y install build-essential cmake libopenblas-dev liblapack-dev libx11-dev
pip install --upgrade dlib
pip install --upgrade face_recognition
python -c "import dlib; print( dlib.__version__ )"

設計

FreeCAD

# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
sudo apt -y install freecad

ゲームフレームワーク，ゲームエンジン

Panda3D, Pygame, cocos2d

source $HOME/venv/py39/bin/activate
pip install --upgrade panda3d
pip install --upgrade pygame
pip install --upgrade cocos2d

32ビット環境向けのビルド済みパッケージが提供されていない場合は，Panda3D 公式サイトの手順に従い，ソースコードからビルドする．

Docker について

Docker Engine が公式にサポートするのは 64ビットのアーキテクチャであり，32ビット (i386) の Raspberry Pi Desktop (for PC and Mac) はサポート対象外である．Docker を使う場合は，64ビットの Debian, Ubuntu などを使う．

R のパッケージを追加

R のパッケージのビルドに必要なライブラリをインストールした後，パッケージをインストールする．

cd /tmp
sudo apt -y install libxml2-dev libfftw3-dev libfreetype6-dev libnlopt-dev libcurl4-openssl-dev libssl-dev libudunits2-dev libgdal-dev libgeos-dev libproj-dev libgit2-dev default-jdk
sudo R CMD javareconf

インストール済みパッケージの更新

echo 'options(repos="https://cloud.r-project.org"); update.packages(checkBuilt=TRUE, ask=FALSE)' | sudo R --vanilla

CRAN のパッケージのインストール

cat <<'EOF' > /tmp/install_cran.r
options(repos="https://cloud.r-project.org")
pkgs <- c(
  "abind", "boot", "car", "caTools", "changepoint", "chron", "cluster", "codetools",
  "colorspace", "ctv", "data.table", "deldir", "devtools", "diagram", "dplyr",
  "entropy", "Epi", "evd", "fastICA", "fields", "forecast", "foreign", "gdata",
  "gdm", "ggplot2", "gmodels", "gridExtra", "gridSVG", "gstat", "Hmisc", "igraph",
  "Imap", "insol", "jpeg", "KernSmooth", "knitr", "lattice", "leaps", "lmtest",
  "lsa", "lubridate", "mapproj", "MASS", "Matrix", "mclust", "mgcv", "mmand",
  "mnormt", "moments", "multcomp", "mvoutlier", "mvtnorm", "nlme", "party",
  "pca3d", "pcaPP", "pixmap", "plyr", "png", "psych", "pvclust", "randomForest",
  "raster", "RColorBrewer", "Rcmdr", "Rcpp", "reshape2", "rgl", "rJava", "rpart",
  "RSQLite", "RWeka", "RWekajars", "sandwich", "scatterplot3d", "sf", "shapefiles",
  "shiny", "sm", "som", "sp", "spatial", "spatstat", "spsurvey", "sqldf",
  "stabledist", "stringdist", "stringr", "strucchange", "survival", "terra",
  "timeSeries", "tm", "SnowballC", "topmodel", "tseries", "vcd", "WriteXLS",
  "xlsx", "xlsxjars", "XML", "xts", "zoo"
)
install.packages(pkgs, clean=TRUE, INSTALL_opts=c("--no-docs", "--no-html"))
EOF
sudo R --vanilla < /tmp/install_cran.r

※ 地理空間データを扱う rgdal, rgeos, maptools は 2023年10月に開発が終了し，CRAN から削除された．後継の sf と terra を使う．

Bioconductor のパッケージのインストール

Bioconductor のインストールは，R 3.5 以降では BiocManager で行う．旧来の biocLite は廃止されている．

cat <<'EOF' > /tmp/install_bioc.r
options(repos="https://cloud.r-project.org")
install.packages("BiocManager", clean=TRUE, INSTALL_opts=c("--no-docs", "--no-html"))
BiocManager::install(c("EBImage", "qvalue", "Rgraphviz", "RBGL", "hypergraph"), ask=FALSE, update=FALSE)
EOF
sudo R --vanilla < /tmp/install_bioc.r

インストール後の更新

echo 'options(repos="https://cloud.r-project.org"); update.packages(checkBuilt=TRUE, ask=FALSE)' | sudo R --vanilla


Blender	MeshLab	Inkscape	GIMP	pinta