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利用Java Applet編程實現動畫特技

編輯:關於JAVA

Java 不僅提供了對圖形、圖像的支持,還允許用戶實現連續的圖像播放,即動畫技術。Java 動畫的實現,首先用Java.awt 包中的 Graphics 類的drawImage()方法在屏幕上畫出圖像,然後通過定義一個線程,讓該線程睡眠一段時間,然後再切換成另外一幅圖像;如此循環,在屏幕上畫出一系列的幀來造成運動的感覺,從而達到顯示動畫的目的。

為了每秒鐘多次更新屏幕,必須創建一個線程來實現動畫的循環,這個循環要跟蹤當前幀並響應周期性的屏幕更新要求;實現線程的方法有兩種,可以創建一個類Thread 的派生類,或附和在一個Runnable 的界面上。

* 動畫技巧

在編寫動畫過程時,遇到最常見的問題是屏幕會出現閃爍現象。閃爍有兩個原因:一是繪制每一幀花費的時間太長(因為重繪時要求的計算量大);二是在每次調用Pain()前,Java 會用背景顏色重畫整個畫面,當在進行下一幀的計算時,用戶看到的是背景。

有兩種方法可以明顯地減弱閃爍:重載 update()或使用雙緩沖。

(1) 重載 update()

當AWT接收到一個applet的重繪請求時,它就調用applet的 update(),默認地,update() 清除applet的背景,然後調用 paint()。重載 update(),將以前在paint()中的繪圖代碼包含在update()中,從而避免每次重繪時將整個區域清除。下面是 update()方法的原始程序代碼:

public void update(Graphics g)
{
  //首先用背景色來繪制整個畫面
  g.setColor(getBackGround());
  g.fillRect(0,0,width,height);
  //接著設置前景色為繪制圖像的顏色,然後調用paint()方法
  g.setColor(getForeGround());
  paint(g);
}

所以要消除畫面閃爍就一定要改寫 update() 方法,使該方法不會清除整個畫面,只是消除必要的部分。

(2) 使用雙緩沖技術

另一種減小幀之間閃爍的方法是使用雙緩沖,它在許多動畫Applet中被使用。其主要原理是創建一個後台圖像,將需要繪制的一幀畫入圖像,然後調用DrawImage()將整個圖像一次畫到屏幕上去;好處是大部分繪制是離屏的,將離屏圖像一次繪至屏幕上比直接在屏幕上繪制要有效得多,大大提高做圖的性能。

雙緩沖可以使動畫平滑,但有一個缺點,要分配一張後台圖像,如果圖像相當大,這將需要很大一塊內存;當你使用雙緩沖技術時,應重載 update()。

下面舉一個時鐘的例子來說明如何處理動畫

//AnimatorDemo.java
import java.util.*;
import java.awt.*;
import java.applet.*;
import java.text.*;
public class AnimatorDemo extends Applet implements Runnable
{
  Thread timer; // 用於顯示時鐘的線程
  int lastxs, lastys, lastxm,
  lastym, lastxh, lastyh;
  SimpleDateFormat formatter; //格式化時間顯示
  String lastdate; // 保存當前時間的字符串
  Font clockFaceFont; //設置顯示時鐘裡面的數字的字體
  Date currentDate; // 顯示當前時間
  Color handColor; // 用於顯示時針、分針和表盤的顏色
  Color numberColor; // 用於顯示秒針和數字的顏色
  public void init()
  {
   int x,y;
   lastxs = lastys = lastxm = lastym = lastxh = lastyh = 0;
   formatter = new SimpleDateFormat ("yyyy EEE MMM dd hh:mm:ss ");
   currentDate = new Date();
   lastdate = formatter.format(currentDate);
   clockFaceFont = new Font("Serif", Font.PLAIN, 14);
   handColor = Color.blue;
   numberColor = Color.darkGray;
   try {
    setBackground(new Color(Integer.parseInt(getParameter("bgcolor"),16)));
   } catch (Exception E) { }
   try {
    handColor = new Color(Integer.parseInt(getParameter("fgcolor1"),16));
   } catch (Exception E) { }
   try {
    numberColor = new Color(Integer.parseInt(getParameter("fgcolor2"),16));
   } catch (Exception E) { }
   resize(300,300); // 設置時鐘窗口大小
  }
  // 計算四分之一的圓弧
  public void plotpoints(int x0, int y0, int x, int y, Graphics g)
  {
   g.drawLine(x0+x,y0+y,x0+x,y0+y);
   g.drawLine(x0+y,y0+x,x0+y,y0+x);
   g.drawLine(x0+y,y0-x,x0+y,y0-x);
   g.drawLine(x0+x,y0-y,x0+x,y0-y);
   g.drawLine(x0-x,y0-y,x0-x,y0-y);
   g.drawLine(x0-y,y0-x,x0-y,y0-x);
   g.drawLine(x0-y,y0+x,x0-y,y0+x);
   g.drawLine(x0-x,y0+y,x0-x,y0+y);
  }
  // 用Bresenham算法來畫圓,其中(x0,y0)是圓的中心,r為圓半徑
  public void circle(int x0, int y0, int r, Graphics g)
  {
   int x,y;
   float d;
   x=0;
   y=r;
   d=5/4-r;
   plotpoints(x0,y0,x,y,g);
   while (y>x) {
    if (d<0) {
     d=d+2*x+3;
     x++;
    }
    else {
     d=d+2*(x-y)+5;
     x++;
     y--; 
    }
    plotpoints(x0,y0,x,y,g);
   }
  }
  public void paint(Graphics g)
  {
   int xh, yh, xm, ym, xs, ys, s = 0, m = 10, h = 10, xcenter, ycenter;
   String today;
   currentDate = new Date();
   SimpleDateFormat formatter = new SimpleDateFormat("s",Locale.getDefault());
   try {
    s = Integer.parseInt(formatter.format(currentDate));
   } catch (NumberFormatException n) {
    s = 0;
   }
   formatter.applyPattern("m");
   try {
    m = Integer.parseInt(formatter.format(currentDate));
   } catch (NumberFormatException n) {
    m = 10;
   }
   formatter.applyPattern("h");
   try {
    h = Integer.parseInt(formatter.format(currentDate));
   } catch (NumberFormatException n) {
    h = 10;
   }
   formatter.applyPattern("EEE MMM dd HH:mm:ss yyyy");
   today = formatter.format(currentDate);
   //設置時鐘的表盤的中心點為(80,55)
   xcenter=80;
   ycenter=55;
   // a= s* pi/2 - pi/2 (to switch 0,0 from 3:00 to 12:00)
   // x = r(cos a) + xcenter, y = r(sin a) + ycenter
   xs = (int)(Math.cos(s * 3.14f/30 - 3.14f/2) * 45 + xcenter);
   ys = (int)(Math.sin(s * 3.14f/30 - 3.14f/2) * 45 + ycenter);
   xm = (int)(Math.cos(m * 3.14f/30 - 3.14f/2) * 40 + xcenter);
   ym = (int)(Math.sin(m * 3.14f/30 - 3.14f/2) * 40 + ycenter);
   xh = (int)(Math.cos((h*30 + m/2) * 3.14f/180 - 3.14f/2) * 30 + xcenter);
   yh = (int)(Math.sin((h*30 + m/2) * 3.14f/180 - 3.14f/2) * 30 + ycenter);
   //畫時鐘最外面的圓盤其中心在(xcenter,ycenter)半徑為50
   g.setFont(clockFaceFont);
   g.setColor(handColor);
   circle(xcenter,ycenter,50,g);
   //畫時鐘表盤裡的數字
   g.setColor(numberColor);
   g.drawString("9",xcenter-45,ycenter+3);
   g.drawString("3",xcenter+40,ycenter+3);
   g.drawString("12",xcenter-5,ycenter-37);
   g.drawString("6",xcenter-3,ycenter+45);
   // 如果必要的話抹去然後重畫
   g.setColor(getBackground());
   if (xs != lastxs || ys != lastys) {
    g.drawLine(xcenter, ycenter, lastxs, lastys);
    g.drawString(lastdate, 5, 125);
   }
   if (xm != lastxm || ym != lastym) {
    g.drawLine(xcenter, ycenter-1, lastxm, lastym);
    g.drawLine(xcenter-1, ycenter, lastxm, lastym); }
    if (xh != lastxh || yh != lastyh) {
     g.drawLine(xcenter, ycenter-1, lastxh, lastyh);
     g.drawLine(xcenter-1, ycenter, lastxh, lastyh); }
    g.setColor(numberColor);
    g.drawString("", 5, 125);
    g.drawString(today, 5, 125);
    g.drawLine(xcenter, ycenter, xs, ys);
    g.setColor(handColor);
    g.drawLine(xcenter, ycenter-1, xm, ym);
    g.drawLine(xcenter-1, ycenter, xm, ym);
    g.drawLine(xcenter, ycenter-1, xh, yh);
    g.drawLine(xcenter-1, ycenter, xh, yh);
    lastxs=xs; lastys=ys;
    lastxm=xm; lastym=ym;
    lastxh=xh; lastyh=yh;
    lastdate = today;
    currentDate=null;
   }
   //applet的啟動方法
   public void start()
   {
    timer = new Thread(this);
    timer.start();
   }
   // applet的停止方法
   public void stop()
   {
    timer = null;
   }
   //線程的run方法
   public void run()
   {
    Thread me = Thread.currentThread();
    while (timer == me) {
     try {
      Thread.currentThread().sleep(1000);
     }
     catch (InterruptedException e) {
     }
     repaint();
    }
   }
   //注意:這裡重寫了update()方法,只是調用了paint()方法來消除閃爍現象
   public void update(Graphics g)
   {
    paint(g);
   }
  }

下面是運行該Applet需要的AnimatorDemo.html 的內容

<HTML>
<HEAD>
  <TITLE>一個時鐘的例子</TITLE>
</HEAD>
<BODY>
  <hr>
  <applet codebase="." ALIGN=MIDDLE code="AnimatorDemo.class" width=200 height=150>
  </applet>
</BODY>
</HTML>

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