利用Java Applet編程實現動畫特技

  [文章導讀]在Java中實現動畫有很多種辦法,但它們實現的基本原理是一樣的,即在屏幕上畫出一系列的幀來造成運動的感覺
   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 =