Java動畫編程基礎（一）：線程驅動與幀率控制

核心原理：幀序列產生動畫感

Java實現動畫的方式多樣，但基本原理一致：在屏幕上繪製一系列幀（Frame）以產生運動感覺。本文將從構建程序框架入手，逐步擴展功能。

使用線程驅動動畫循環

為了每秒多次更新屏幕，必須創建獨立線程實現動畫循環，追蹤當前幀並響應週期性繪圖請求。實現線程有兩種途徑：繼承Thread類或實現Runnable介面。常見錯誤是將動畫循環放入paint()方法，這會佔用主AWT線程，導致繪圖與事件處理阻塞。

基礎Applet框架範例

public class Animator1 extends java.applet.Applet implements Runnable {
    int frame;
    int delay;
    Thread animator;

    public void init() {
        String str = getParameter("fps");
        int fps = (str != null) ? Integer.parseInt(str) : 10;
        delay = (fps > 0) ? (1000 / fps) : 100;
    }

    public void start() {
        animator = new Thread(this);
        animator.start();
    }

    public void run() {
        while (Thread.currentThread() == animator) {
            repaint();
            try {
                Thread.sleep(delay);
            } catch (InterruptedException e) {
                break;
            }
            frame++;
        }
    }

    public void stop() {
        animator = null;
    }
}

HTML引用方式：

<applet code=Animator1.class width=200 height=200>
<param name=fps value=200>
</applet>

參數fps表示每秒幀數。

保持恆定幀率的改進算法

上例中線程在兩幀間固定休眠，但忽略了代碼執行本身耗時，導致實際幀率偏低。改進思路：記錄預期下一幀時間點，動態計算休眠時長。

public void run() {
    long tm = System.currentTimeMillis();
    while (Thread.currentThread() == animator) {
        repaint();
        try {
            tm += delay;
            Thread.sleep(Math.max(0, tm - System.currentTimeMillis()));
        } catch (InterruptedException e) {
            break;
        }
        frame++;
    }
}

此法能有效抵消執行耗時，使幀率更穩定，是動畫編程的基礎優化技巧。