2、天马行空
木鸿飞提前一个月来到了XT大学。
三年前，他是校园里可有可无的过客，三年后，他已经是学校的一员。三年前，他还来不及仔细欣赏校园的美景，三年后，他有足够的时间细细品味这优美的画卷。三年前，他对计算机只有惊鸿一瞥，三年后，他终于可以与计算机恋爱般亲密接触。
再次来到大学校园，木鸿飞不再来去匆匆，却是缓缓而行，贪婪的欣赏着周围的美景。穿过三道拱门组成的校门，景色依旧，庭院深深深几许，一条大路从校门向内延伸，直至眼光的尽头。道路两旁绿树成荫，从校门前行200米，是一个田径场，场内青草依依，微风吹过，绿色的草浪此起彼伏，仿佛在诉说校园里多么热闹，多么生机勃勃。
从最南边，到最北边，穿越校园就是穿越一个巨大而美丽的公园，在这里，上课将是一次次穿越花园的旅行！
旅行结束，到达北青楼，木鸿飞又见到了几年前熟悉的面孔，结实的高老师一个劲的感叹，“时间过得真快，小小木居然就读大学了！”。一如木鸿飞工作后感叹白云苍狗一般，记得刚刚参加工作时，看着同事的小孩在膝下嬉闹，十年弹指一挥间，如今却常常听同事诉说自己的小孩在大学中如何如何，唉，年轻真好！
得知弟弟提前到来，哥哥早有准备，他专门从系里借了一台486机器。三年过去了，486早已是昨日黄花，如今是586（奔腾）的时代，甚至传说中686也已经问世，所以暑假期间借一台淘汰的486到家里使用还是可以的，这样也省去了来回奔波上机的麻烦。
了解到木鸿飞高中开设了计算机课，还编写了俄罗斯方块，哥哥兴趣大增，要求木鸿飞演示一把。只是演示什么呢？俄罗斯方块程序在5寸磁盘中，但5寸磁盘早已全面被淘汰，数据取不出来。
“那就演示动画吧。”木鸿飞想了想，设计动画程序似乎是最方便的。
“哦，你还会动画！”哥哥吃惊的说道，然后马上出题：“设计一个从左边移动到右边的矩形。”
与俄罗斯方块相比，这个需求实在是太简单了，木鸿飞思索了一阵子，打开Qbasic，在发一点时间习惯后，写出了这段代码。
“我再编个天马飞翔的动画。”前面的热身显然达到了效果，木鸿飞主动请缨再战，编程瘾已经吊起，还可以show一次，何乐而不为。
但木鸿飞并不马上编程，而是拿出纸笔，用简笔画的方式勾勒出一匹大马，再在背上加上双翅，然后为每一根线条标上坐标，整个过程大约发费了两个小时。然后才进入Qbasic，开始输入代码，又过了一个多小时，一匹背生翅膀的天马从右到左飞过屏幕，屏幕黑黑的，时不时反射几丝亮光，就如同从宇宙深处掠过一般。
哥哥点点头，对这个作品赞不绝口：“很好，很好。先准备，再编程，比很多大学生强多了。现在有的学生连干什么都不知道就直接上机去了，真不明白他们要编什么。”
“无准备，不编程！”木鸿飞想起了设计俄罗斯方块时写满代码的笔记本，看来当初的做法是正确了。“我设计的马并不是简单的飞过屏幕怎么简单，你看，”木鸿飞再次运行程序，“在移动的过程中，翅膀上下翻动，马腿前后移动，而且整匹马也没有保持在同一个水平线上，而是忽上忽下，用来表示跑动中颠簸的效果。”
“你是如何实现上下颠簸的？”哥哥问道：“有没有为每个位置的马单独设计代码？”
“没有，我使用了一个函数来画马，马的左上角坐标是函数的参数，比如x是左上角的横坐标，y是左上角的纵坐标。函数中所有的画线过程均采用相对坐标，比如这条线从（x+1,y+10）开始画起，到（x+10, y+20）结束。无论在任何位置，都可以很方便的实现。”木鸿飞回答道。
“会使用函数，很好，很好！”哥哥继续点头：“你是如何实现动画的？”
“动画很简单，它由两个步骤组成：显示和擦除。显示就是直接画出马就可以了，而擦除吗，”木鸿飞洋洋得意起来，“其实就是在原地方用黑色再画一次，马就消失了，然后把左上角坐标移动到新的位置继续显示，马就前移了！不断的擦除和显示，就形成了动画的效果。我在俄罗斯方块中就是这么做的。”
“在原处用黑色画马实现动画。”哥哥若有所思，“你有没有考虑，还有什么方法可以实现动画呢？这些方法都有什么优缺点？比如目前你使用的方法实现动画有什不足？”
“多种方法？不足之处？”木鸿飞摇摇头，“我没有考虑过。”
“应该考虑，至少还有四种方法可以实现动画。”哥哥说道。
“还有四种，加上这一种不就是五种。我不知道。”顿了顿，木鸿飞补充道：“为什么要考虑这么多方法，反正可以实现了，不浪费吧。”
“在计算机中常常有多种方法可以实现同一件事情，也就是条条大路通罗马。真正的程序员需要综合各种情况，思索各种实现方法，并从中选择最适合的一种。”哥哥一本正经的说道，但木鸿飞显然不理解，一脸的不可置信。
“不信？”哥哥略一沉思，计从心来，“让我们演示一下。我在这个程序开头部分增加一个语句，设置屏幕背景为蓝色，咱们再看看效果。”
程序再次运行，蓝色的屏幕上，天马消失的无影无踪，取而代之的是，红线、黑线依次划过，留下一片漆黑的区域。
程序运行“异常”，木鸿飞大吃一惊，疑惑之情暴露无遗。不过这一切都在哥哥的预料之内。“实现动画的第一种方法，就是在原位置处以底色重画一次。记住是以底色重画一次，不是以黑色重画。”哥哥讲述“底色”和“黑色”时明显加重了语气。
“我明白了！”木鸿飞也是八面玲珑，一点就通，“我应该用蓝色重画天马！”说干就干，更改代码后，久违的天马终于再次行空，所不同的是上次是掠过宇宙星空，而本次则是划过蓝天。
“很好。”哥哥毫不吝啬对木鸿飞的赞誉，同时开始谆谆教导，“但是这种方法有个缺点，你发现了吗？”
“没有！”木鸿飞很直接。
“以底色重画天马来实现动画，这种方法的优点是简单，但缺点是，如果背景不是纯底色时，会破坏原来的背景。”见木鸿飞紧锁眉头，哥哥继续解释：“假设你的背景是由太阳、星星和地球的图案，当你用背景色——比如黑色——重画时，屏幕上留下的将是黑色的线条，原来的背影将被黑色取代。而随着动画的继续，最终天马飞过的地方将全成为黑色……”
“就像刚刚以蓝色为背景时一样。”木鸿飞明白了，开始抢答。
“对！所以第二种动画方法就是以异或方式画图。”重音在“异或”上。
“疑惑？”木鸿飞只知疑惑，不识异或。
“异或是位运行，你还没有学习二进制，不过没关系，二进制很简单，你的数学也很好，应该马上能够理解。”哥哥开始现场教学。
不一会儿，木鸿飞理解了“异或”的特性：对同一背景，同一图形，使用“异或”方式显示两次，则背景复原，就如同从来没有显示一样。程序的更改也很简单：在开始处将输出方式设置为“异或”；“擦除”时也不再使用背景色而使用前景色——此处是红色——即可。为了使演示结果更具备说服力，木鸿飞还在移动前画了若干个几何图形充当背景。
程序开始运行，天马飞过星空后，星空背景一切依旧，成功！木鸿飞欢喜的手舞足蹈，不住的说：“这个方法好，这个方法好！简单！”
“使用异或方式是实现动画的一种方法，其优点是可以保护背景，但是缺点也显而易见。”哥哥继续爆料。
“它还有缺点？还显而易见？我怎么没有看到。”木鸿飞已经完全陷入惊奇当中。
“你别只顾高兴，平静的观察的话肯定可以发现。”哥哥叫停木鸿飞的兴奋。
“好。”木鸿飞深吸一口气，平静一下心情，然后看了看代码，好像还是没有什么特别，再运行程序，终于有了发现：“天马的颜色变了，程序使用了红色，但显示出来是紫红色！还有通过背景几何图形时，那些交叉的点颜色都变了！”
“对，异或方式显示容易更改颜色。”说着，哥哥拿起笔，在纸上演示：“你看，本来输出红色，红色代码是0100，而背景是蓝色，蓝色代码是0001，这两种颜色异或后是0101，正好是紫红色。”
“哦，我明白了。”木鸿飞恍然大悟，“有没有什么方法既可以保留背景，又不更改显示的颜色呢。”
“你能这么想就对了！程序就是在一次次改进中前行。不过其他的方法设计起来就比较麻烦了。比如背景保存法：在显示前，先把图形所涉及区域的背景保存下来。擦除时，就把保存的背景再显示出来。”考虑到木鸿飞还没有学习相关函数，哥哥亲自操刀，对程序进行了一些修改，于是天马终于以自己本来的颜色飞跃星空了。
“哥哥，这个方式设计起来好像比较麻烦，加了好多代码。”木鸿飞已经初步具备了分析设计方法的思维了。
“的确比较麻烦，而且保存背景也是需要内存的。当然，可以采用背景刷新的方法解决这个问题，。”哥哥又提出一种方法。
“背景刷新法，难道每次都重新刷新，也就是全面画一次背景图像。”木鸿飞自动忽略不懂的“内存”，主动思考新方法。
“没错，每次擦除时，都把重新画一次背景，这样做即能擦除原图形，又能复原背景，一举两得，而且实现起来相当简单。不过每次重画背景时都特别费时，每动一步，就看到屏幕闪烁一次，给人一种卡机的感觉。”哥哥详细的分析。
“有解决方案吗？”木鸿飞知道哥哥必有下文。
“有，可以采用多页面显示法。一个屏幕就是一个页面，我们调用各种画图函数，一般都是直接画在屏幕页面上，比如你调用line函数，屏幕上马上就会显示一条线。但是也可以不马上显示，比如准备一张白纸，所有的画图函数都画在白纸上，当然白纸藏起来不显示到屏幕上的，上面画的图形你都看不到，直到画图完毕，再把白纸的内容显示到屏幕上。这种白纸就是页面，我们可以在显示一个页面的同时，画另一个页面，画好后显示另一个页面而同时画前一个页面，如此循环。”哥哥说道。
“原理我懂，就像放电影一样，一秒钟24张图片，一页一页的显示出来，在显示第一页的同时设计下一页。但是为什么要这么做，直接在屏幕上显示不是很好吗？”木鸿飞不解的问。
“你还没有正式学习计算机，有些情况可能还不太了解。”哥哥解释道：“有时候直接在屏幕上画图速度会比较慢。今天的例子简单，所以看不出来。但是有一些复杂的图形程序，生成全部的图形需要比较长的时间，如果直接在屏幕上显示的话，就会像慢动作一样很明显的看到这个过程，比如先画一个三角形，再画一个矩形等等。而实际上，用户只在乎最后的结果，所以就需要把这些缓慢的实现步骤掩藏起来。”
“我明白了。实现动画有背景色重画法、异或法、背景保存法、背景刷新法和多页面显示法。”木鸿飞对今天的学习做了一个总结。
“当然，你也可以找到其他的方法。其实今天告诉你动画的这么多种实现方法，并不是教会你做动画，那还太早了点。目的只是告诉你，计算机程序的设计方法多种多样，每种方法都有自己的优缺点，都有自己适用范围。所以在设计程序时，一定要考虑各种方法，并从中选出最适合的来。不要以为这样很多余，也不要以为浪费了其他的设计方法，这个程序不适合，也许下一个程序刚好适合也不一定。有一句可能现在你还不能理解：算法没有好坏之分，只有适合和不适合的区别。”
木鸿飞度过了非常有意义的一天，他在展示自身计算机才能的同时也隐隐触及了计算机的博大精深，仅仅一个动画就牵涉若干的方法，而这还只是冰山一角。虽然不能立刻学会这些的知识，虽然不能马上消化这些的思想，但木鸿飞越发喜欢上计算机，今天他对计算机还只是懵懵懂懂，但是明天他一定能掌握计算机，因为木鸿飞就是为计算机而生。
ps ：动画演示程序，五角星飞跃地球，未使用图形加速，有点闪。https://blog.51cto.com/p_w_upload/201010/653596_1287643414.rar
上一篇 目录 下一篇