C語言中動畫技術的實現方法

　　摘 要： 動畫具有突出并強化事物特征、實現工作模擬、進行圖形變換等多種功能，使所開發的軟件科學合理、生動形象。本文介紹了動畫的基本原理及利用C語言程序設計實現動畫的常用方法。
　　關鍵詞： C語言 動畫技術 實現方法 圖形處理函數
　　
　　C語言是一種計算機程序設計語言。它既具有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點。它可以作為工作系統設計語言，編寫系統應用程序，也可以作為應用程序設計語言，編寫不依賴計算機硬件的應用程序。C語言具有強大的繪圖能力，可移植性好，并具備很強的數據處理能力，因此適于編寫系統軟件、二維、三維圖形和動畫。利用C語言提供的圖形處理函數設計動畫程序，可以用于游戲娛樂、輔助教學、實驗模擬和仿真等計算機輔助設計，具有較強的實用性。下面介紹幾種C語言中圖形動畫技術的實現方法。
　　一、動畫實現的原理
　　動畫的制作原理類似于電影，它是利用了人的視覺效應，使一幅圖像在不同時間和位置多次出現，從而產生動畫效果。動畫的實現其實主要依賴的是人的視覺殘留作用，人的視覺有一種惰性，當看一幅畫的時候這幅畫的信息就保存在眼睛里了，即使這幅畫突然消失，保存在眼睛里的信息還將保留一會兒（大約十分之一秒）。大腦的感覺就好像這幅畫還存在似的。人不會感覺畫面是斷續的，從而產生動畫的效果。因此動畫就是由一連串許許多多的單幅圖像，在程序中快速反復地循環顯示而產生。因此我們可以用C語言提供的許多關于圖形的函數來方便地實現動畫，從前面的動畫原理可以知道有兩個關鍵的地方：一是圖形圖像的產生方式，要求產生的圖像要準確。二是兩幅圖之間的轉換，要求轉換速度要快，不能產生閃爍感。只有這樣實現的動畫才逼真。
　　二、C語言動畫設計常用方法
　　1.利用目標移動覆蓋技術實現動畫
　　動畫的形式是多種多樣的，目標移動是其中之一，即將被移動的目標由屏幕的一個位置移動到另一個位置，直接一步到位移動，沒有中間過程，會使人有生硬突然感，動感不強。為了實現良好的動感，必須根據目標的大小及移動距離的長短分成若干步來實現，每動一步先用底色覆蓋原來的目標，再將移動目標復現在下一位置，這樣逐步到達目的地。由于視覺暫留這一人的生理現象，人的肉眼所見此移動過程具有真實感。很多資料中又將這種動畫實現方法叫做中間化。用此法還可以進行平移、變形、旋轉等動畫設計。
　　2.利用擦除法實現動畫
　　擦除法動畫設計方法在很多的動畫制作工具中大量使用，它的設計原理是：利用同色原理，當圖形色與背景色相同時人眼不能感知。在動畫設計中，當一個位置畫了一張圖像并使圖像色與背景色也相異，此時將先前畫的圖像在原位置再畫一張，并使圖像色與背景色相同，這樣人眼只能看到新畫的一張圖像而看不到先前畫的圖像，從而先前畫的圖像被擦除了。這樣連續畫多張圖像并在每畫一張新的圖像，將原來的圖像擦除，在觀察者看來就實現了動畫的效果。擦除法動畫設計便于操作，并且它的程序運行所需內存空間小，程序執行過程中不需要圖形存入內存再從內存調出，節省了大量內存空間。
　　3.利用調色板實現動畫
　　調色板是存放當前可用顏色的一張表，C語言定義了一個名為palette的預定義結構來存放調色板信息。該數據類型定義為：
　　# define MAXCOLCRS 15
　　Struct palettetype
　　{
　　Unsigned char size;
　　Unsigned char color
　　}
　　利用getpalette( )函數可以獲取當前調色板的信息，其方法為；
　　Struct palettetype pa;
　　getpalette(&pa);
　　以上語句執行后，當前調色板信息就存放于結構pa中了。
　　用調色板產生動畫的基本思想是使用不同的顏色在屏幕上繪制圖形。然后改變調色板中的顏色，這時圖形中的所有對象立即改變顏色，就好像它們在新位置上重新繪制一樣。這樣將顏色變化序列化，即可制造出動畫效果來。由于是通過改變調色板實現動畫的，不需要重新繪制每一幅畫面，因而顯示速度非常快，并能產生獨特的動畫效果。由此可見，調色板動畫必須靠改變調色板中的顏色來實現。這在Turbo C有可以通過setpalette( )，setrgbpalette( )和setall palette( )這三個函數來實現。
　　三、基于TC環境中的graphics.h
　　Turbo C提供了非常豐富的圖形函數，所有圖形函數的原型均在graphics. h中，使用圖形函數時要確保有顯示器圖形驅動程序*BGI，同時將集成開發環境Options/Linker中的Graphicslib選為on，只有這樣才能保證正確使用圖形函數。圖形模式的初始化不同的顯示器適配器有不同的圖形分辨率。即使是同一顯示器適配器，在不同模式下也有不同分辨率。因此，在屏幕作圖之前，必須根據顯示器適配器種類將顯示器設置成為某種圖形模式，在未設置圖形模式之前，微機系統默認屏幕為文本模式(80列，25行字符模式)，此時所有圖形函數均不能工作。設置屏幕為圖形模式，可用圖形初始化函數：
　　void far initgraph(int far *gdriver，int far *gmode，char *path);
　　其中gdriver和gmode分別表示圖形驅動器和模式，path是指圖形驅動程序所在的目錄路徑。
　　本文介紹了在Turbo C中實現動畫的幾種常用的方法。但是各種動畫技術都有其自身的優點和缺點，在實際的設計過程中，我們還要加以認真分析，科學設計，靈活應用。只有通過完整和精密的策劃，才能使設計的動畫達到理想的效果。
　　
　　參考文獻：
　　［1］譚浩強.C語言程序設計［M］.北京：清華大學出版社，2003.
　　［2］徐金桐.Turbo C實用大全［M］. 北京：機械工業出版社出版，1999.
　　［3］焦華.標準C技能百練［M］.北京：中國鐵道出版社，2004.
　　［4］孫家廣.計算機圖形學（第三版）［M］.北京：清華大學出版社，2004.