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在Java中实现动画有很多种办法,但它们实现的基本原理是一样的,即在屏幕上画出一系列的帧来造成运动的感觉。我们先构造一个程序的框架,再慢慢扩展,使之功能比较齐备。
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为了每秒中多次更新屏幕,必须创建一个线程来实现动画的循环,这个循环要跟踪当前帧并响应周期性的屏幕更新要求。实现线程的方法有两种,你可以创建一个类Thread的派生类,或附和在一个Runnable的界面上。一个容易犯的错误是将动画循环放在paint()中,这样占据了主AWT线程,而主线程将负责所有的绘图和事件处理。一个框架applet如下：
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public class Animator1 extends java.applet.Applet implements Runnable
{
int frame;
int delay;
Thread animator;
public void init()
{
String str = getParameter("fps");
int fps = (str != null) ? Integer.parseInt(str) : 10;
delay = (fps > 0) ? (1000 / fps) : 100;
}
public vois start()
{
animator = new Thread(this);
animator.start();
}
public void run()
{
while (Thread.currentThread() == animator)
{
repaint();
try
{
Thread.sleep(delay);
}
catch (InterruptedException e)
{
break;
}
frame++;
}
}
public void stop()
{
animator = null;
}
}
在你的HTML文件中这样引用：
<applet code="Animator1.class" width="200" height="200">
<param name="fps" value="200">
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上面的参数fps表示每秒的帧数,
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上例中,applet只是在每两帧之间休眠一个固定的时间,但这有些缺点,有时你会等很长时间,为了每秒显示十帧图象,不应该休眠100毫秒,因为在运行当中也耗费了时间。
这里有一个简单的补救方法：
public void run()
{
long tm = System.currentTimeMillis();
while (Thread.currentThread() == animator)
{
repaint();
try
{
tm += delay;
Thread.sleep(Math.max(0,tm - System.currentTimeMillis()));
}
catch (InterruptedException e)
{
break;
}
frame++;
}
}
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剩下的就是将每一帧图象绘出。在上例中调用了applet的repaint()来绘出每一帧图象。
public void paint(Graphics g)
{
g.setColor(Color.black);
g.drawString("Frame " + frame, 0, 30);
} |
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现在我们来画一些稍微困难的东西。下例画了一个正弦曲线的组合,对于每一个x,画一条短的垂直线,所有这些线组成了一个图形,并且每帧变化。但不幸有些闪动,在以后我们将解释为什么闪以及怎样避免。
public void paint(Graphics g)
{
Dimension d = size();
int h = d.height / 2;
for (int x = 0 ; x <d.width; x++)
{
int y1 = (int)((1.0 + Math.sin((x - frame)*0.05))*h);
int y2 = (int)((1.0 + math.sin((x + frame)*0.05))*h);
g.DrawLine(x, y1, x, y2);
}
} |
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上例中的闪烁有两个原因：绘制每一帧花费的时间太长(因为重绘时要求的计算量大),二是在每次调用pait()前整个背景被清除,当在进行下一帧的计算时,用户看到的是背景。清除背景和绘制图形间的短暂时间被用户看见,就是闪烁。在有些平台如PC机上闪烁比在X Window上明显,这是因为X Window的图象被缓存过,使得闪烁的时间比较短。
有两种办法可以明显地减弱闪烁：重载update()或使用双缓冲。
1.重载update()
当AWT接收到一个applet的重绘请求时,它就调用applet的update()。缺省地,update()清除applet的背景,然后调用paint()。重载update(),将以前在paint()中的绘图代码包含在update()中,从而避免每次重绘时将整个区域清除。
既然背景不在自动清除,我们需要自己在update()中完成。我们在绘制新的线之前独自将竖线擦除,完全消除了闪烁。
public void paint(Graphics g)
{
update(g);
}
public void update(Graphics g)
{
Color bg = getBackground();
Dimension d = size();
int h = d.height / 2;
for (int x = 0; x %lt;d.width; x++)
{
int y1 = (int)((1.0 + Math.sin((x - frame)*0.05))*h);
int y2 = (int)((1.0 + Math.sin((x + frame)*0.05))*h);
if (y1 > y2)
{
int t = y1;
y1 = y2;
y2 = t;
}
g.setColor(bg);
g.drawLine(x, 0, x, y1);
g.drawLine(x, y2, x, d.height);
g.setColor(Color.black);
g.drawLine(x, y1, x, y2);
}
} |
| 2.双缓冲技术： |
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另一种减小帧之间的闪烁的方法是使用双缓冲,它在许多动画applet中被使用。主要原理是创建一个后台图象,将一帧画入图象,然后调用drawImage()将整个图象一次画到屏幕上去。好处是大部分绘制是离屏的。将离屏图象一次绘至屏幕上比直接在屏幕上绘制要有效得多。
双缓冲可以使动画平滑,但有一个缺点,要分配一张后台图象,如果图象相当大,这将需要很大一块内存。当你使用双缓冲技术时,应重载update()。
Dimension offDimension;
Image offImage;
Graphics offGraphics;
public void update(Graphics g)
{
Dimension d = size();
if ((offGraphics == null) || (d.width != offDimension.width)
|| (d.height != offDimension.height))
{
offDimension = d;
offImage = createImage(d.width, d.height);
offGraphics = offImage.getGraphics();
}
offGraphics.setColor(getBackground());
offGraphics.fillRect(0, 0, d.width, d.height);
offGraphics.setColor(Color.Black);
paintFrame(offGraphics);
g.drawImage(offImage, 0, 0, null);
}
public void paint(Graphics g)
{
if (offImage != null)
{
g.drawImage(offImage, 0, 0, null);
}
}
public void paintFrame(Graphics g)
{
Dimension d = size();
int h = d.height / 2;
for (int x = 0; x <d.width; x++)
{
int y1 = (int)((1.0 + Math.sin((x - frame) * 0.05)) + h);
int y2 = (int)((1.0 + Math.sin((x + frame) * 0.05)) + h);
g.drawLine(x, y1, x, y2);
}
}
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| 现在,我们将重写paintFrame()来使图象动起来。这也就带来一些问题,图象往往相当大,被一点点调入,将图象全部画出将花费很多时间,尤其是通过一个较慢的连接,这也就是为什么drawImage带四个参数的原因,其中第四个参数为一个ImageObserver对象。通过调用getImage()得到图象。 |
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world.gif作为背景,car.gif作为移动物体,且被绘制了两次,造成一个两辆车比赛的场景。
Image world;
Image car;
public void init()
{
String str = getParameter("fps");
int fps = (str != null) ? Integer.parseInt(str) : 10;
delay = (fps > 0) ? (1000 / fps) : 100;
world = getImage(getCodeBase(), "world.gif");
car = getImage(getCodeBase(), "car.gif");
}
public void paint(Graphics g)
{
update(g);
}
public void paintFrame(Graphics g)
{
Dimension d = size();
int w = world.getWidth(this);
int h = world.getHeight(this);
if ((w > 0) && (h > 0))
{
g.drawImage(world, (d.width - w)/2, (d.height - h)/2, this);
}
w = car.getWIdth(this);
h = car.getHeight(this);
if ((w > 0) && (h > 0))
{
w += d.width;
g.drawImage(car, d.width - ((frame * 5) % w), (d.height - h)/3, this);
g.drawImage(car, d.width - ((frame * 7) % w), (d.height - h)/2, this);
}
} |
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通过每一帧显示一幅图象来创建动画。我们仍用双缓冲的方法减小闪烁。原因是我们显示的每一幅图象有一部分是透明的,因此需要在显示下一幅前擦除当前的,如果不使用双缓冲的技术将导致闪烁。
Image frames[];
public void init()
{
String str = getParameter("fps");
int fps = (str != null) ? Integer.parseInt(str) : 10;
delay = (fps > 0) ? (1000 / fps) : 100;
frames = new Image[10];
for (int i = 0; i <10; i++)
{
frames[i] = getImage(getCodeBase(), "duke/T" + i + ".gif");
}
}
public void paint(Graphics g)
{
update(g);
}
public void paintFrame(Graphics g)
{
g.drawImage(frames[frame % 10], 0, 0, null);
}
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