■前言
在前一講中我們講述了如何利用低級API制作圖表應用程序的方法。如果僅僅是圖表內(nèi)容的表示，那么在WEB上就可以用靜止的頁面表示。但是在手機應用程序中表示的話，就能讓圖表內(nèi)容具有動感。這就是應用程序與WEB的區(qū)別，這也正是其優(yōu)點所在。在本講中我們將進一步講述如何在手機應用程序中制作動畫，并詳細介紹其具體操作方法。
■4-1動畫
基本上，動畫能夠表現(xiàn)出文字、圖形、圖片等的描繪位置和畫面自身的連續(xù)變化。目前的程序中，按下按鍵，就會實行既定的方法。直到實行完既定方法之后才能進行其他方法操作。但是，表示動畫過程中，不實行動畫表示以外的方法就沒有什么意義，因此應該有必要在表示動畫的同時也可以實行其他的方法。所以掌握線程和計時器技術(shù)的知識和應用是必不可少的。接下來，我們將詳細介紹線程和計時器。
■4-1-1線程
線程是執(zhí)行程序的最小單位，用來執(zhí)行Standalone的Java應用程序的main()方法。當你需要同步執(zhí)行多個操作，可以用多線程并發(fā)執(zhí)行。使用這種線程的程序被稱為“多線程程序”。
■4-1-1-1線程的使用
首先我們盡快學習怎樣使用“線程”。有兩種方法能使用線程：Runnable接口的使用方法和Thread類的繼承類的定義方法。在此，我們使用前一個方法—實現(xiàn)Runnable接口的方法。
實現(xiàn)Runnable接口的類必須要覆蓋run()方法。覆蓋的run()方法中記述了用線程執(zhí)行的處理。（ex.1）
classTestCanvasextendsCanvasimplementsRunnable{
/**
*線程執(zhí)行的處理
**/
publicvoidrun(){
//記述處理
.
.
}
/**
*描繪方法
**/
publicvoidpaint(Graphicsg){
//描繪處理
.
.
}
}
ex.1
另外一種方法是使用線程類Thread。如下所示：用構(gòu)造函數(shù)傳遞一個參數(shù)到該類的實例，該參數(shù)是實現(xiàn)Runnable接口的。使用start()方法就啟動該線程了。（ex.2）
Runnablerunnable=newTestCanvas();//實現(xiàn)Runnable類
Threadthread=newThread(runnable);
thread.start();
ex.2
■4-1-1-2制作簡單的動畫
接著我們來看線程如何被用于制作簡單的動畫。在下面的實例中，球從左向右運動。（ex.3）
importjavax.microedition.lcdui.Display;
importjavax.microedition.midlet.MIDlet;
importjavax.microedition.midlet.MIDletStateChangeException;
/**
*球飛出去的實例動畫
*/
publicclassMovingBallextendsMIDlet{
privateDisplaydisplay;
privateMovingBallCanvascanvas;
/**
*構(gòu)造函數(shù)
*/
publicMovingBall(){
display=Display.getDisplay(this);
canvas=newMovingBallCanvas();
}
/**
*運行時的處理
*/
protectedvoidstartApp()throwsMIDletStateChangeException{
display.setCurrent(canvas);
}
protectedvoidpauseApp(){}
protectedvoiddestroyApp(booleanarg0)throwsMIDletStateChangeException{}
}
importjavax.microedition.lcdui.Canvas;importjavax.microedition.lcdui.Graphics;
/**
*球飛出去的實例動畫的canvas。
*/
publicclassMovingBallCanvasextendsCanvasimplementsRunnable{
privateintx;//球的X坐標
/**
*構(gòu)造函數(shù)
*/
publicMovingBallCanvas(){
Threadth=newThread(this);
th.start();
}
/**
*線程運行的處理
*/
publicvoidrun(){
while(true){
x+=3;//更改球的坐標
repaint();//再次描繪
try{
Thread.sleep(100);//100毫秒待機
}catch(InterruptedExceptione){
}
}
}
/**
*描繪方法
*/
protectedvoidpaint(Graphicsg){
//清除畫面
g.setColor(255,255,255);//白色
g.fillRect(0,0,getWidth(),getHeight());
//表示球
g.setColor(255,0,0);
g.fillArc(x,50,20,20,0,360);
}
}
Figure1
■4-1-1-3線程的待機處理
■4-1-1-3線程的待機處理
我們看看run()是如何支持等待機制的。如果沒有任何等待，球會迅速從左向右飛而我們無法察覺。為此，執(zhí)行Thread中的靜態(tài)方法sleep。在其參數(shù)中指定等待時間（單位毫秒）。（ex.4）
Figure1
■
4-1-1
-3線程的待機處理
我們看看run()是如何支持等待機制的。如果沒有任何等待，球會迅速從左向右飛而我們無法察覺。為此，執(zhí)行Thread中的靜態(tài)方法sleep。在其參數(shù)中指定等待時間（單位毫秒）。（ex.4）
Thread.sleep(100);//100毫秒待機
ex.4
如此例所示，處理和處理之間能夠待機100毫秒，按另外觀點看，與在100毫秒的定期間隔下運行處理是一樣的。定期間隔下的處理，使用名為Timer的類同樣能夠?qū)崿F(xiàn)。下面說明一下Timer。
■4-1-2Timer
JAVA提供了計時器功能，它能有規(guī)則地、重復地執(zhí)行或者在指定時間里執(zhí)行。線程的運算可以是連續(xù)的，而不僅僅是按規(guī)則的進度。計時器的便利在于系統(tǒng)已經(jīng)為你準備好特定的方法用于在指定時間或定時執(zhí)行。
■4-1-2-1時間的使用
Timer類和TimerTask類能夠?qū)崿F(xiàn)計時器的功能。
實例化一個TIMER的類，再調(diào)用一個繼承了TIMERTASK的類做SCHEDULE。這樣，TimerTask子類的run()就會在指定時間或周期被Timer實例呼叫。（表1）[!--empirenews.page--]
Table1
Timer
在Timer類中主要使用下面的方法。
•voidschedule(TimerTasktask,Datedate)
•voidschedule(TimerTasktask,Datedate,longperiod)
•voidschedule(TimerTasktask,longdelay)
•voidschedule(TimerTasktask,longdelay,longperiod)
•voidcancel()
這些schedule方法用于設定任務及何時執(zhí)行。若不設定第三個自變量period，在第二個自變量所指定的時間任務只執(zhí)行一次。否則第二個自變量所指定的時間之后，任務會反復執(zhí)行,自變量period是反復執(zhí)行時的延時。另外，呼叫出cancel方法，則會結(jié)束計時器程序。
TimerTask
TimerTask是抽象類。需要定義其子類。在所繼承的類中必須重載抽象方法run()，必須根據(jù)計時器的schedule定義具體的操作。
在TimerTask類中主要使用如下的方法。
•abstractvoidrun()
•voidcancel()
按照Timer類中所設定的schedule執(zhí)行run()方法。用cancel()方法能夠結(jié)束任務。
現(xiàn)在來看看用線程實現(xiàn)的圓球運動的動畫--在這里我們也可以使用計時器來實現(xiàn)。如下所示：（ex.5）
importjavax.microedition.lcdui.Display;
importjavax.microedition.midlet.*;
/**
*球飛出去的動畫實例計時器版
*/
publicclassTimerMovingBallextendsMIDlet{
privateDisplaydisplay;
privateTimerMovingBallCanvascanvas;
/**
*構(gòu)造函數(shù)
*/
publicTimerMovingBall(){
display=Display.getDisplay(this);
canvas=newTimerMovingBallCanvas();
}
/**
*運行時的處理
*/
protectedvoidstartApp()throwsMIDletStateChangeException{
display.setCurrent(canvas);
}
protectedvoidpauseApp(){}
protectedvoiddestroyApp(booleanarg0)throwsMIDletStateChangeException{}
}
importjava.util.*;
importjavax.microedition.lcdui.*;
/**
*球飛出去的實例動畫的canvas。
*/
publicclassTimerMovingBallCanvasextendsCanvas{
privateintx;//球的x坐標
privateImageimg;
privateTimertimer;
privateTimerTasktask;
/**
*構(gòu)造函數(shù)
*/
publicTimerMovingBallCanvas(){
//讀取畫像
try{
img=Image.createImage("/back.PNG");
}catch(Exceptione){
e.printStackTrace();
}
//Timer,TimerTask的設定
timer=newTimer();
task=newTimerMovingBallTask(this);
timer.schedule(task,100,100);
//從第101毫秒開始在每100毫秒運行任務
}
/**
*描繪方法
*/
protectedvoidpaint(Graphicsg){
g.drawImage(img,0,0,Graphics.LEFT|Graphics.TOP);
//表示球
g.setColor(255,0,0);
g.drawString(“withTimer”,0,0,Graphics.TOP|Graphics.LEFT);
g.fillArc(x,50,40,40,0,360);
}
/**
*能夠變化球的X坐標
*/
publicvoidincrement(){
x+=3;
}
}
/**
*計時器任務根據(jù)計時器所設定的時間表，運行run()方法。
*/
classTimerMovingBallTaskextendsTimerTask{
privateTimerMovingBallCanvascanvas;
/**
*構(gòu)造函數(shù)
*/
publicTimerMovingBallTask(TimerMovingBallCanvascanvas){
this.canvas=canvas;
}
/**
*呼叫計時器時所進行的處理
*/
publicvoidrun(){
canvas.increment();
canvas.repaint();
}
}
ex.5
TimerMovingCanvas類的構(gòu)造函數(shù)中進行下面的計時器設定。
//Timer,TimerTask的設定
timer=newTimer();
task=newTimerMovingBallTask(this);
timer.schedule(task,100,100);//從第101毫秒開始在每100毫秒運行任務
在TimerMovingBallTask中，從TimerTask繼承的run()被調(diào)用，X坐標的遞增使得球運動起來。這樣有規(guī)律地使X坐標遞增，就使得圓球在畫面上從左到右移動。(圖2)。
publicvoidrun(){
canvas.increment();
canvas.repaint();
}
図2
■雙緩沖
一旦進行動畫就要頻繁地反復操作描繪處理，畫面處理中可能會突然發(fā)生屏幕閃爍。為了能夠控制屏幕的閃爍，一般會使用雙緩沖的手法。用雙緩沖存儲器并不是直接在畫面上進行描繪，而是在被稱為屏幕外畫像的虛擬畫像上描繪全部之后，由于是表示畫面，所以能控制屏幕的閃爍。（圖3）
Figure3
根據(jù)手機機種的不同，事先將Canvas類與雙緩沖存儲器相對應的情況也是有的。換言之，即使實現(xiàn)方?jīng)]有明確地定義雙緩沖存儲器，則在用雙緩沖存儲器的機制進行描繪的情況下，沒必要特別關(guān)心閃爍的解決方案，但是要在不同的機型上運行。N800的機型已經(jīng)能適應此雙緩沖存儲器。為此，開發(fā)N800應用程序的時候，有時會有必要在這闡述雙緩沖存儲器的處理。此時，應該知道終端是否適應雙緩沖存儲器、以及是否有必要分開處理。[!--empirenews.page--]
使用Canvas類的isDoubleBufferd()方法就能知道是否適應雙緩沖存儲器。由于使用這種方法可以區(qū)分開適應雙緩沖存儲器的情況和不適應適應的情況，因此無論在什么樣的環(huán)境下都能夠有效控制閃爍現(xiàn)象。示例如下：（ex.6）
classDoubleBufferdCanvasextendsCanvas{
ImageoffImg=null;//關(guān)閉畫面的圖片
/**
*表示canvas之前所運行的方法
*/
protectedvoidshowNotify(){
if(!isDoubleBuffered()){//關(guān)閉畫面的圖片
offImg=Image.createImage(getWidth(),getHeight());
}
}
/**
*描繪方法
*/
protectedvoidpaint(Graphicsg){
Graphicsbg=null;
if(offImg!=null){
bg=offImg.getGraphics();
}else{
bg=g;
}
//使用bg描繪
bg.setColor(255,255,255);
bg.fillRect(0,0,getWidth(),getHeight());
bg.setColor(255,0,0);
bg.drawArc(x,y,30,30,0,360);//描畫圓
//將offscreenimage導入畫面
if(!isDoubleBuffered()){
g.drawImage(offImg,0,0,Graphics.TOP|Graphics.LEFT);
bg=null;
}
}
}
ex.6
■制作應用程序
4-3-1時鐘的應用程序
那么，現(xiàn)在我們就作為示范使用動畫制作應用程序吧。在本講中將要制作的應用程序就是模擬表應用程序。利用秒表，描繪出模擬表。在描繪模擬表針時使用三角函數(shù)。類結(jié)構(gòu)表如下：（表2）
Table2
4-3-2時間的設定
在模擬表應用程序中秒針一秒動一下。因此，使用秒表，要設定每秒不同時刻的畫面更新。在ClockCanvas類的paint方法內(nèi)取得時刻，描繪鐘表。秒表任務如下所示：（ex.7）
/**********************************************
*秒表任務
**********************************************/
classClockTimerTaskextendsTimerTask{
privateClockCanvascanvas;
/**
*構(gòu)造函數(shù)
*/
publicClockTimerTask(ClockCanvascanvas){
this.canvas=canvas;
}
/**
*在每個指定時間內(nèi)運行
*/
publicvoidrun(){
canvas.repaint();//再次描繪canvas
}
}
ex.7
定義完秒表任務后，就要在秒表上設定秒表任務。用ClockCanvas類的構(gòu)造函數(shù)進行如下設定。（ex.8）
/**
*構(gòu)造函數(shù)
*/
publicClockCanvas(){
//設定秒表
timer=newTimer();
timerTask=newClockTimerTask(this);
timer.schedule(timerTask,1000,1000);//Onceevery1,000ms
}
ex.8
4-3-3描畫鐘表
設定完秒表后開始描繪鐘表。下面就是鐘表的框架(clock.png)。（圖4）
Figure4
接下來描畫秒針。因為要根據(jù)時刻變化秒針的位置，所以有必要根據(jù)時刻計算秒針的位置。在這兒用Graphics類的drawLine方法描繪秒針。在表的中心坐標上固定住線的始點，從時刻中計算出線的終點。
使用三角函數(shù)計算秒針終點的坐標。表的中心坐標是（x,y）、秒針的長度設為1，秒針的角度設為θ，那么終點的坐標就是(x+l*cos(θ)，y+l*sin(θ))。（圖5）
Figure5
三角函數(shù)的實際計算，在J2SE中，Math類有sin,cos方法，所以通常會使用這些方法，而J2ME中是沒有這種方法的。因此，在本講中定義了名為TrigonometricFunctions的類，將預先計算好的sin,cos值擴大10000倍排列并保持在這個類中。所謂擴大10000倍，是由于J2ME不支持double和float等小數(shù)點型，所以不能原封不動地保存小數(shù)點sin,cos。因此，用MIDP處理小數(shù)時，將小數(shù)擴大幾倍變成整數(shù)加以保持，實際上在使用時，用事先乘出的數(shù)值再除以所乘的數(shù)值，計算并使用由此而得出的實際值。
然而，在J2ME下處理含有小數(shù)的數(shù)值時，由于要將小數(shù)四舍五入成整數(shù)所以就會產(chǎn)生誤差。例如：0.12341234…四舍五入成整數(shù)就是0，這與原來的0.12341234…是有誤差的。由于要盡量減少誤差，所以計算之前要盡可能的乘以大數(shù)值并且有必要保存其整數(shù)。例如：在先前的0.12341234…基礎上乘以1000后就變成了123.41234…，小數(shù)點以下四舍五入后就是123。將123除以1000后就是0.123。這與開始的數(shù)值之間的誤差僅為0.00041234…，原封不動的將原來的數(shù)值四舍五入后數(shù)值0產(chǎn)生的誤差是0.00041234…，二者相比則前者的誤差要小的多?？傊?，小數(shù)上乘以的數(shù)值越大四舍五入后與原來的數(shù)值之間的誤差就越小。
先講sin,cos的數(shù)值擴大10000倍，秒針坐標計算的最后在除以10000。N800畫面尺寸的縱長為180，那么進行180*x（只有X為小數(shù)）計算時的最大誤差是
0.0000999...*180=0.017999...isapproximately0.0180
總是比1小，沒有四舍五入的誤差。
接下來描繪秒針。SecondAngle作為秒針的角度,SECOND_LENGTH是秒針的長度,表的中心坐標是(CENTER_X,CENTER_Y)。（ex.9）
intsecondX=CENTER_X+TrigonometricFunctions.COS[secondAngle]*SECOND_LENGTH/10000;
intsecondY=CENTER_Y-TrigonometricFunctions.SIN[secondAngle]*SECOND_LENGTH/10000;
g.drawLine(CENTER_X,CENTER_Y,secondX,secondY);
ex.9
下面是ClockCanvas類的源碼。畫面上有表的中心坐標。
importjava.util.*;
importjavax.microedition.lcdui.*;[!--empirenews.page--]
/**
*時鐘的畫面
*/
publicclassClockCanvasextendsCanvas{
privateClockTimerTasktimerTask;
privateTimertimer;
privatefinalStringIMAGE_PATH="/clock.png";
privatefinalintCLOCK_WIDTH=150;//時鐘的畫面寬度
privatefinalintCENTER_X=5+CLOCK_WIDTH/2;
privatefinalintCENTER_Y=CLOCK_WIDTH/2;
privatefinalintHOUR_LENGTH=CLOCK_WIDTH/4;//時鐘的長度
privatefinalintMINUTE_LENGTH=CLOCK_WIDTH*2/5;//分鐘的長度
privatefinalintSECOND_LENGTH=CLOCK_WIDTH*2/5;//秒鐘的長度
privateImageimg;//畫面的背景
/**
*構(gòu)造函數(shù)
*/
publicClockCanvas(){
//設置timer
timer=newTimer();
timerTask=newClockTimerTask(this);
timer.schedule(timerTask,1000,1000);
//登陸背景畫面
try{
img=Image.createImage(IMAGE_PATH);
}catch(Exceptione){
e.printStackTrace();
}
}
/**
*畫時鐘
*/
protectedvoidpaint(Graphicsg){
//背景的設置
g.setColor(255,255,255);
g.fillRect(0,0,getWidth(),getHeight());
g.drawImage(img,5,0,Graphics.TOP|Graphics.LEFT);
//獲得時間
Calendarcal=Calendar.getInstance();
inthour=(int)cal.get(Calendar.HOUR);
inthour_of_day=(int)cal.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
intminute=(int)cal.get(Calendar.MINUTE);
intsecond=(int)cal.get(Calendar.SECOND);
intyear=(int)cal.get(Calendar.YEAR);
intmonth=(int)cal.get(Calendar.MONTH)+1;
intday=(int)cal.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
//顯示時間
g.setColor(0,0,200);
StringdateString=year+"/"+month+"/"+day+""+hour_of_day+":"+minute+":"+second;
g.drawString(dateString,CENTER_X,getHeight()-25,Graphics.TOP|Graphics.HCENTER);
//時鐘時針的顯示
g.setColor(100,100,100);
inthourAngle=360-30*hour+90;
if(hourAngle>=360)hourAngle-=360;
inthourX=CENTER_X+TrigonometricFunctions.COS[hourAngle]*HOUR_LENGTH/TrigonometricFunctions.MULTIPLE;
inthourY=CENTER_Y-TrigonometricFunctions.SIN[hourAngle]*HOUR_LENGTH/TrigonometricFunctions.MULTIPLE;
//描繪時針
for(inti=-2;i<3;i++){
g.drawLine(CENTER_X+i,CENTER_Y+i,hourX,hourY);
g.drawLine(CENTER_X-i,CENTER_Y+i,hourX,hourY);
}
//分針的顯示
intminuteAngle=360-6*minute+90;
if(minuteAngle>=360)minuteAngle-=360;
intminuteX=CENTER_X+TrigonometricFunctions.COS[minuteAngle]*MINUTE_LENGTH/TrigonometricFunctions.MULTIPLE;
intminuteY=CENTER_Y-TrigonometricFunctions.SIN[minuteAngle]*MINUTE_LENGTH/TrigonometricFunctions.MULTIPLE;//j`
//畫分針的范圍
for(inti=-2;i<3;i++){
g.drawLine(CENTER_X+i,CENTER_Y+i,minuteX,minuteY);
g.drawLine(CENTER_X-i,CENTER_Y+i,minuteX,minuteY);
}
//秒針的顯示
intsecondAngle=360-6*second+90;
if(secondAngle>=360)secondAngle-=360;
intsecondX=CENTER_X+TrigonometricFunctions.COS[secondAngle]*SECOND_LENGTH/TrigonometricFunctions.MULTIPLE;
intsecondY=CENTER_Y-TrigonometricFunctions.SIN[secondAngle]*SECOND_LENGTH/TrigonometricFunctions.MULTIPLE;
g.drawLine(CENTER_X,CENTER_Y,secondX,secondY);
}
}
Figure6
4-3-4
擴展函數(shù)
在本講中制作的模擬表應用程序是實現(xiàn)了表的最小功能的示范應用程序。在本應用程序中，也可以自己增加鬧鐘和跑秒等擴展功能，這些自己都嘗試一番哦。
4-4總結(jié)
在本講中我們講述了制作動畫應用程序的具體方法。使用動畫，就要對畫像賦予動感，這比游戲還要復雜，所以應該能夠制作圖表應用程序。要運行動畫，線據(jù)和秒表是不可缺少的基本技術(shù)，但是線據(jù)知識是一門深奧的技術(shù)。參照本講中的樣品，加深線據(jù)方面的知識，就能夠制作成不錯的應用程序。在下一講中，我們將就效果音和BGM、聲音等技術(shù)進行詳細講解。敬請關(guān)注！
4-3-4完成
以下是所制作的程序的源碼。
[!--empirenews.page--] 運行結(jié)果如下所示：(図6). Figure6 4-3-4 擴展函數(shù) 在本講中制作的模擬表應用程序是實現(xiàn)了表的最小功能的示范應用程序。在本應用程序中，也可以自己增加鬧鐘和跑秒等擴展功能，這些自己都嘗試一番哦。 4-4總結(jié) 在本講中我們講述了制作動畫應用程序的具體方法。使用動畫，就要對畫像賦予動感，這比游戲還要復雜，所以應該能夠制作圖表應用程序。要運行動畫，線據(jù)和秒表是不可缺少的基本技術(shù)，但是線據(jù)知識是一門深奧的技術(shù)。參照本講中的樣品，加深線據(jù)方面的知識，就能夠制作成不錯的應用程序。在下一講中，我們將就效果音和BGM、聲音等技術(shù)進行詳細講解。敬請關(guān)注！
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