1.计算机动画的实现

从图像移动方式上基本可分为三类：

【资料图】

目标对象移动法（背景不动，改变目标位置）

背景移动法（目标不变，改变背景，呈现动画效果）

屏幕移动法（也称拉屏技术，将屏幕映射到一个更大的图像逻辑缓存区某一位置，通过改变屏幕位置实现动画，常用于三维动画）

从处理方式上可分为：逐帧动画和实时动画

用于实现动画的技术非常多：

重画技术（又分为清屏重画法和底色覆盖法）

清屏重画法（图像的每个变化都重画，最直接的逐帧动画）

底色覆盖法（使用背景色重画要清除的部分，使对象产生移动效果，只适用于单色背景，还要解决图像冲突（两对象图像有重叠部分时，一个对象的移动导致另一对象图像不完整的情况）问题）

异或法（对象图与背景相异或，并再次与对象图相异或即可还原背景，适用于各种背景，而且没有图像冲突）

背景变换法

整体存取法

隐式页动画（两页缓冲区，一页用来显示，一页用来绘图，应用于复杂动画）

多页面显示法（现代新型显示器配置，用于高帧高清晰度的动画）

2.分析异或法实现动画的原理

我们不难理解，位运算异或有两个重要性质：相同的两个数异或值为0；任意数和0异或还是它本身。

例如：a^b^b=a，a^b^a=b；1^0^1^1=1^1^1^0

多个数异或时，每个二进制位的值只与0和1的个数有关，与顺序无关。

图像也是用数据表示的，采用异或技术实现动画显示的方法：

编辑

在背景上提取将要显示对象的区域，将该区域与对象异或存于缓存区；

将对象显示在对应位置；

移动对象时，将前面缓存的数据直接在对象区域异或，就恢复背景了，选下个位置返回第1步，顺次执行。

图像冲突的分析：如果在第一个对象显示的位置还要显示另一个对象，是否还能恢复背景？

为此，我们要分析三个数（A,B,C）之间的异或。按前面技术方案，假定B为背景，A先算，则A^B，后C^A；若是C先移走，很容易理解A被还原了，再移A一定还原B，不会冲突；若是A先移走，则先得C^(A^B)，后得

(C^A)^C^(A^B)=B，仍然不会冲突，运用二进制数值直观展示这个运算过程如图：

编辑

依此类推，有n个对象时，其值记为P1,P2,P3……Pn，设背景为P0，同一位置先后显示n个对象，则缓存的值有

P0^P1, P1^P2, ……, P(n-1)^Pn。

移除所有对象时，Pn^P0^P1^P1^P2^P2^P3^……^P(n-2)^P(n-1)^P(n-1)^Pn

等于Pn^P0^Pn=P0，依旧还原背景。

故，异或法能轻松实现有多个移动对象的动画，并恢复背景，不会造成图像冲突。

以上就是异或法实现动画的基本原理了，希望对大家有所帮助。

顺带一提，这个异或法技术在我的开源项目《ActSpace》中具体实现了，所有源码都是从底层实现的哦！它涵盖了键盘操作，文件处理，图形学技术（比如图片显示、裁剪、动画实现等），碰撞检测等方面技术基础，感兴趣的话赶紧拿去钻研学习吧。它并不完美，但它一定是我呕心沥血打造的，也许我不会再去完善它，但我相信大家一定能够把它打磨得更加精致！项目地址：GitHub-ActSpace

思考：上述技术方案可能会出现什么样的问题？如果是动态变化的背景，异或法还可行吗？怎么解决？

欢迎大家评论区留言探讨！

原文出处：异或法实现计算机动画技术的原理 - 自导者薄空的文章 - 知乎https://zhuanlan.zhihu.com/p/586643693