基于擦除法的C语言动画设计与实现

　东华理工学院计算机与通信系　姜林　何月顺　江西　南昌　330013

　　　本文介绍了程序设计语言中动画设计的原理，在C语言中的动画设计常用方法，并提出了在C语言中新的动画设计方法――擦除法。阐述擦除法动画设计的原理，并通过一个具体的实例详细介绍了这种方法的设计实现，文中末尾总结了擦除法动画设计的优点及适用的范围。

关键字：擦除法；C语言；TurboC2.0；动画设计；原理；实现　

Through the principium of movie design in program design language, the thesis present movie design general way in C language, and bring forward new movie design way――erasure . The thesis also expatiate the principium of erasure way, particular describe the design implement of erasure by a instance. The end summarize the excellence and range of erasure way.

Key words: erasure way; C language ; TurboC 2.0; movie design; principium; implement

动画技术是计算机图形学中的重要内容，它广泛用于游戏娱乐，辅助教学，科学实验模拟等计算机辅助设计。用于动画设计的程序设计语言有多种，并且有多种方法。其中C语言程序设计又广泛用于各种软件开发项目中。因此，掌握C语言的动画设计方法对于软件开发很有必要。

程序设计中动画设计的原理类似电影的方法，它利用人的视觉具有暂留的生理特点，即人眼对动态图像的变化仅能分辨出时间间隔为25毫秒左右的变化，如果图像变化太快，则人眼无法分辨。在程序设计中我们可以在屏幕上画出一张图像，而将这张图像在不同时间出现，然后一张张快速（时间间隔小于25毫秒）呈现在屏幕上，从视觉效果上看这些画面就如同电影在连续变化一样，给人以动的视觉感觉。

在位置动态变化，但大小不变的图视口中（用setviewpot()函数[2]），设置固定图形，这样呈现在观察者面前的是当前图视口位置在动态变化，因而在屏上看到的图像就好像在动态变化一样。

将当前显示页和编辑页分开（用setvisualpage()和setactivepage()函数），在编辑页上

画好图形后，立即令该页变为显示页，然后在上次显示页上进行画图，画好后，再交换，如此反复，在观察者的视觉上，就出现了动画的效果。

如同制作幻灯片一样，将整个动画过程变成一个个片断，然后存储到显示缓冲区内，当把它们按顺序重放到屏幕上时，就出现了动画效果。

利用显示适配器上控制图像显示的各种寄存器和图像存储器VRAM，对其进行直接操作和控制，从而可以高效快速的实现动画效果。

　上述4种方法均可以实现动画效果，但其操作比较复杂，且在程序中要对图像不断进行存取操作，这需要耗费大量内存资源。下面的擦除法动画设计可以解决上述问题。

擦除法动画设计方法在很多的动画制作工具（如flash）中大量使用，但在程序设计中却鲜有人用。它的设计原理是：利用同色原理，当图形色与背景色相同时人眼不能感知。在动画设计中，当在一个位置画了一张图像时，使图像色与背景色相异，然后再到另一个位置画一张图像并使图像色与背景色也相异，此时将先前画的图像在原位置再画一张，并使图像色与背景色相同，这样人眼只能看到新画的一张图像而看不到先前画的图像，从而先前画的图像感觉被擦除了。这样连续画多张图像并在每画一张新的图像，将原来的图像擦除，从而在观察者来看就实现了动画的效果。

下面以一个上下翻滚的圆作为一个例子来讲解在TurboC2.0开发环境下用C语言来实现动画的设计过程，其中动画设计的方法是擦除法。具体的实现步骤如下：

TurboC2.0为用户提供了一个功能强大的画图软件库，它包括图形库文件（graphics.lib），图形头文件（graphics.h）和许多图形显示器的驱动程序。在TurboC2.0开始进行图形设计前必须对之进行初始化，使系统知道要用什么类型的图形显示器的驱动程序，采用什么模式的图形方式，以及该适配器驱动程序的寻找路径名。这个初始化的函数是initgraph()。在本程序中的初始化如下：

initgraph(&gdriver, &gmode, "");//图形显示器、显示模式、路径自动检测

setcolor(LIGHTRED);//设置圆的线条颜色为淡红色

setlinestyle(0,0,1);//设置线条为形状为实线，线宽为一点宽

setfillstyle(1, 10);//设置圆的填充式样为以实填充，填充色为淡绿色

circle(300, 10+10*y,15);//画一个圆心在坐标（300，10＋10y），半径为15的圆

这个地方我们需要画一个圆（用draw()函数实现），并且设置圆的圆周线条的颜色（用setcolor()函数），设置线条类型（用setlinestyle()函数），设置圆的填充色和填充模式（用setfillstyle()函数），设置圆的填充色（用floodfill()），最后是画圆（用circle()函数）。在本程序（draw()函数）中的代码如下：

　　为了实现擦除操作需在同一个位置再画一个圆（用clear()函数实现），该操作只需将上面的画圆函数（draw()函数）改动两个设置即可，如下示：

setfillstyle(1, 10);//设置圆的填充式样为以实填充，填充色为淡绿色

本部分是核心部分，先设置背景色为蓝色（用setbkcolor()函数），再在屏幕上画一个填充色为淡绿色的圆（draw()函数）。设置一个循环控制语句实现在屏幕上不同的位置画圆，同时在每画一个圆后作一个时间的延迟（用delay()函数），再在延迟后实现擦除操作，即调用clear()函数。其流程图及代码如下：

setbkcolor(BLUE);//设置背景色为蓝色

for(j=20;j>0;j=j-4)//控制动画实现的次数为20次

{ for(i=j;i<30;i++)//实现动画从上向下闪烁

{ draw(i);//画圆

delay(100000);//延迟0.1秒

clear(i);//擦除已画的圆

}

for(i=30;i>j;i--)//实现动画从下向上闪烁

{ draw(i);//画圆

delay(100000);//延迟0.1秒

clear(i);//擦除已画的圆

}

当图形实现结束后需要关闭图形系统，利用函数closegraph()即可实现。

　　　擦除法动画设计原理易于理解，便于操作。并且它的程序运行所需内存空间也比上述四种常用方法要少得多，因为它在程序执行过程中不需将图形存入内存再从内存调出，这节省了大量的内存空间。如果程序运行在内存紧张的环境中，如嵌入式系统中，这种方法尤其适用。

[3] Donald Hearn 计算机图形学（第三版）[M] 电子工业出版社 2005.

作者简介：姜林，1977.11，湖南常德人，硕士研究生，东华理工学院计算机与通信系教师，研究方向为程序设计语言，计算机图形学，分布式数据库

何月顺，男，1971.9，湖南道县人，东华理工学院计算机通信系副教授，南京航空航天大学在读博士研究生。1994至今，在计算机教研室从事计算机应用专业的教学科研工作，主要从事计算机网络、数据库应用、计算机图形图像处理方向的研究

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