Java Applet实现图片动画编程

上一遍文章中我们使用Java Applet编程实现了装载图片等效果。这里我们用Applet来实现图片的动画的效果。

Java 不仅提供了对图形、图像的支持，还允许用户实现连续的图像播放，即动画技术。Java 动画的实现，首先用Java.awt 包中的 Graphics 类的drawImage()方法在屏幕上画出图像，然后通过定义一个线程，让该线程睡眠一段时间，然后再切换成另外一幅图像；如此循环，在屏幕上画出一系列的帧来造成运动的感觉，从而达到显示动画的目的。

为了每秒钟多次更新屏幕，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，可以创建一个类Thread 的派生类，或附和在一个Runnable 的界面上。

* 动画技巧

在编写动画过程时，遇到最常见的问题是屏幕会出现闪烁现象。闪烁有两个原因：一是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Pain()前，Java 会用背景颜色重画整个画面，当在进行下一帧的计算时，用户看到的是背景。

有两种方法可以明显地减弱闪烁：重载 update()或使用双缓冲。

第一：重载 update()

当AWT接收到一个applet的重绘请求时，它就调用applet的 update()，默认地，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。下面是 update()方法的原始程序代码：

public void update(Graphics g)
{
//首先用背景色来绘制整个画面
g.setColor(getBackGround());
g.fillRect(0,0,width,height);
//接着设置前景色为绘制图像的颜色，然后调用paint()方法
g.setColor(getForeGround());
paint(g);
}

所以要消除画面闪烁就一定要改写 update() 方法，使该方法不会清除整个画面，只是消除必要的部分。

第二：使用双缓冲技术

另一种减小帧之间闪烁的方法是使用双缓冲，它在许多动画Applet中被使用。其主要原理是创建一个后台图像，将需要绘制的一帧画入图像，然后调用DrawImage()将整个图像一次画到屏幕上去；好处是大部分绘制是离屏的，将离屏图像一次绘至屏幕上比直接在屏幕上绘制要有效得多，大大提高做图的性能。

双缓冲可以使动画平滑，但有一个缺点，要分配一张后台图像，如果图像相当大，这将需要很大一块内存；当你使用双缓冲技术时，应重载 update()。

下面举一个时钟的例子来说明如何处理动画

//AnimatorDemo.java
import java.util.*;
import java.awt.*;
import java.applet.*;
import java.text.*;

public class AnimatorDemo extends Applet implements Runnable
{
Thread timer; // 用于显示时钟的线程
int lastxs, lastys, lastxm,
lastym, lastxh, lastyh;
SimpleDateFormat formatter; //格式化时间显示
String lastdate; // 保存当前时间的字符串
Font clockFaceFont; //设置显示时钟里面的数字的字体
Date currentDate; // 显示当前时间
Color handColor; // 用于显示时针、分针和表盘的颜色
Color numberColor; // 用于显示秒针和数字的颜色

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); // 设置时钟窗口大小
}

// 计算四分之一的圆弧
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算法来画圆，其中(x0,y0)是圆的中心，r为圆半径
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);
//设置时钟的表盘的中心点为(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);

//画时钟最外面的圆盘其中心在(xcenter,ycenter)半径为50
g.setFont(clockFaceFont);
g.setColor(handColor);
circle(xcenter,ycenter,50,g);
//画时钟表盘里的数字
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);

// 如果必要的话抹去然后重画
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的启动方法
public void start()
{
timer = new Thread(this);
timer.start();
}
// applet的停止方法
public void stop()
{
timer = null;
}
//线程的run方法
public void run()
{
Thread me = Thread.currentThread();
while (timer == me) {
try {
Thread.currentThread().sleep(1000);
}
catch (InterruptedException e) {
}
repaint();
}
}
//注意：这里重写了update()方法，只是调用了paint()方法来消除闪烁现象
public void update(Graphics g)
{
paint(g);
}
}
下面是运行该Applet 需要的AnimatorDemo.html 的内容

＜HTML＞
＜HEAD＞
＜TITLE＞一个时钟的例子＜/TITLE＞
＜/HEAD＞
＜BODY＞
＜hr＞
＜applet codebase="." ALIGN=MIDDLE code="AnimatorDemo.class" width=200 height=150＞
＜/applet＞
＜/BODY＞
＜/HTML＞

在有些情况下，可能需要在发生某事件时伴之以声音，尢其是在Applet 中装载图像的同时播放声音，这样将大大地丰富Applet的内容。协调使用图像的声音是十分重要的。

声音和图像的协调(Appletl.java)

//源程序清单
import java.awt.*;
import java.applet.*;
import java.util.*;
public class Appletl extends Applet implements Runnable
{
AudioClip audioClip;
Thread ShapeThread=null;
Random RandomNumber=new Random( );
Color ImageColor;
public void init( )
{
audioClip=getAudioClip(getCodeBase( ), "Sample.AU");// 创建一个AudioClip对象
}
public void start( )
{
if (ShapeThread= =null)
{
ShapeThread=new Thread(this);
ShapeThread.start( );
}
}
public void run()
{
while (true)
{
switch (RandomNumber.nextlnt(5)) { //把随机数转换为0~4之间的值
case 0: ImageColor=Color.black;
break;
case 1: ImageColor=Color.blue;
break;
case 2: ImageColor=Color.cyan;
break;
case3: ImageColor=Color.magenta;
break;
case4: ImageColor=Color.orange;
break;
default: ImageColor=Color.red;
}
try
{
ShapeThread.sleep(300); //线程睡眠
}
catch(InterruptedException e)
{
//忽略异常
repaint();
}
}
public void paint(Graphics g)
{
g.setColor(ImageColor);
audioClip.play(); //播放声音
switch(RandomNumber.nextlnt(2)) //获取随机数与2整除的余数
{
case0:g.fillRect(25,25,200,200); //添充一个矩形
break;
default:g.fillOval(25,25,200,200); //添充一个椭圆
break;
}
}
}

该Applet的声音处理非常简单。它首先创建一个AudioClip对象并用getAudioClip把声音文件赋予该对象，然后用AudioClip类的play方法播放声音。该Applet使用Random对象产生随机数。它首先根据随机数确定颜色；然后在paint内根据随机数确定画圆还是画方。Random类的nexsInt函数返回一个随机整数(int型)。该Applet把随机数转换为一个0~4之间的值(在run函数内)和一个0~1之间的值(在paint函数内)。
需把如下的HTML语句放入Appletl.HTML文件，为运行该Appletl做准备。

＜HTML＞
＜TITLE＞Applet＜/TITLE＞
＜APPLET CODE="Appletl.class" WIDTH=300 HEIGHT=300＞
＜/APPLET＞
＜/HTML＞

编译并运行该Appletl，屏幕上将显示出一个Applet窗口。

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