微型计算机动画实现技术

《微型计算机动画实现技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第42卷第3期武汉大学学报(自然科学版)V0【4'2No．31986年6月J．WuhanUniv．(Natura1ScienceEdilion)Junel996微型计算机动画实现技术；6卜孙晓安陈淑珍陈春丁『)(翠丽碱汉430072)A摘要分析了微型计算机动画的特点和难点．介绍微机实时动面和非实时动画的实现方法t给出了快速动画的几种页面切按技术，并介绍了计算机动画压缩技术与动画文件格式．关键词实时动画，非实时动画t页面切换，动画文件格式分类号TP391．41计萆札画l微机动画概述计算机动画是计算机图形学的一个重要研究领域，也是一个富有挑战性的课题．计

2、算机图形学的许多应用要由动画来实现，而动画又综合了计算机图形学的大部分研究内容，如图形显示、变换、剪裁、生成等．由于人眼的视觉暂留效应，将一系列代表某一动作各个瞬间的静止画面以足够快的速度(例如25幅／s)展现时，就会产生连续变化的动作图像．如果速率过低看到的可能是不断闪烁跳跃的画面．在计算机动画技术中，这些画面是由计算机辅助生成的．根据画面生成和播放方式的不同，计算机动画可分为实时动画和非实时动画两类．实时动画是指计算机实时地生成各幅画面并在显示设备上显示．非实时动画的画面制作和播故是两个分离的过程，首先将制作的各幅画面记录在某种媒介上(如磁盘)，

3、播放时再将各幅画面按一定顺序调出显示．对于目前的微型计算机而言，其运行速度相对较低，内存小，更重要的是没有独立的显示处理器(DPU)和显示寄存器，也没有独立的显示缓冲区．在微机上图形的生成和显示都是通过中央处理器(CPU)分时处理，并且将显示存储区分段映射到主内存上．这些因素决定了微型计算机对图形处理的速度慢，不适用于实时动画，一般只能进行非实时动画．在高档的图形工作站才有可能进行一般复杂程度的实时动画．当然，实时动画是计算机动画的发展目标．但是在目前及今后相当一段时间内，微机动画仍将以非实时动画为主J．2实时动画实时动画最突出的矛盾是速度，因为要在

4、每秒钟生成并显示25幅画面，对于低限图形资源的微机来说是很大的负担．假定显示器的分辨率是640×480个像素，每个像素用3个字节收稿日期：1995—07-22-孙晓安：男28岁-博士*国家教委面向21世纪教学改革基金资助的课题武双大学学报(自然科学收j第42卷(B)表示．暂不考虑生成画面所需的时间，那么数据传输率应是：640×480×3×25—23MB／s．另外，每秒生成2j幅画面也是不现实的，若要同时完成生成和显示工作是非常困难的．因此微机上一般只能实现简单的实时动画．以下是几种有效而常用的方法．2l局部改变法在大多数动画序列中，相邻两幅画面之间的

5、改变是很小的．特别是当动画比较简单时．动画对象不多，因此它们可能只占画面很小的一部分，只要改变这一小部分就行了．例如人造卫星在布满星星的天空中运行，动画对象只有卫星，只要修改卫星当前位置和下一个位置那部分区域就行了．可以用画一擦一画的方法实现这种局部修改．把卫星的图像先画在一个规则区域内(如矩形．圆)，根据卫星的初始位置以及它所占规则区域的大小．保留相应部分的内容．把先画好的卫星图像贴在初始位置．延时后把保留的内容恢复在原处．对下一个卫星位置重复上述过程，即保留，贴，恢复这样3步．就可看到卫星动起来了．另外还可采用异或(XOR)方法实现快速局部修改．

6、这种方法先把卫星图像保存在一个规则区域中，把此卫星图像用异或操作画在起始位置，这时卫星就显示出来．延时后在同一位置再次异或卫星图像，由于异或操作的性质，此位置的卫星图像就消失，而恢复为原背景．在下一位置重复以上两次异或操作，则可实现动画．这种方法不需要保留和恢复背景，因此更快．局部修改方法对于动画对象很多，或要改变的部分很大的情况，则不一定适用．2．2双重帧存储区方法这种方法至少要有两个显示存储区，其中一个作为当前显示内容的存放区，另一个作为当前正在组织的下一个画面的存放区．在微机显示卡上．一般将一个64K内存段(如A00O0AFFFF)映射为显示存

7、储区．在某些图形模式下一屏图象肝占的存储区不大，如320×200分辨率下的16色模式需要显示存储区320×900×0．5-~-32KB．这样就可把64KB的显示存储区段分成两个32KB部分，一个作当前显示页，另一个佧后备的组织页．当后备页画面组织好后，将显示页和后备页互换，则后备页的内容就显示出来，而且这个切换过程几乎不需时间．在c语言中可采用SetVisual—Page和SetActive—Page函数交替在两个页面上显示和组织画面．当数据写入显示存储区后，就由显示卡控制在屏幕上显示出来，不需要CPU来处理．固此CPU可利用显示延迟时间(0．04s

8、)来准备下一帧数据，这样就提高了显示效率，减少动画闪烁感．2．3修改调色板方法这种方法的基本思想是保持显示存