No artigo anterior, configuramos um formulário padrão da VCL para que pudéssemos exibir animações em sua superfície. Criamos também uma bola, que podíamos manipular pelas setas do teclado e fazê-la se mover pela tela. Nesta parte, vamos falar um pouco de teoria e criar nossa primeira animação procedural.
Um pouco de teoria
O sistema ocular humano é limitado quanto ao espectro visível de luz e quanto à velocidade de interpretação das imagens. O cérebro, porém, é muito bom no trabalho de contornar estas limitações e nos fazer enxergar imagens corretas, nítidas e sem quebras. Mas este trabalho de interpretação está sujeito a falhas e são essas falhas de interpretação que causam as famosas ilusões de ótica. A animação por computador é um tipo de ilusão projetada para causar ao o observador a impressão de movimento.Desde o surgimento da animação, o seu fundamento é o mesmo: exibir uma seqüência de imagens estáticas, ligeiramente diferentes entre si, numa a uma velocidade superior a 12 imagens por segundo. Quando isto acontece, o olho envia as imagens paradas ao cérebro, mas este acha que se trata de um objeto animado e une-as, criando os pedaços que faltam para que se tenha a impressão de se estar vendo um objeto animado. Muito embora, não pareça haver um consenso entre os cientistas sobre quantos quadros por segundo são necessários para que a “ilusão da animação” aconteça, 12 quadros parecem ser suficientes para que a maioria dos seres humanos visualize-os como uma animação.
A TV, o cinema, o computador, os desenhos animados e os jogos eletrônicos são todos construídos em cima desta idéia. O sistema PAL-M usado no Brasil usa uma taxa de 30fps (do inglês Frames per Second, literalmente quadros por segundo, é a unidade medida padrão usada na indústria e, portanto iremos utilizá-la de agora em diante), filmes em DVD de boa qualidade usam de 24 a 30fps e, na animação de jogos para computador, uma taxa ideal de 60fps vem se estabelecendo ao longo dos anos.
Quando digo “taxa ideal”, não estou afirmando que é necessário alcançar os 60fps ou que seja errado ultrapassá-los. Na realidade, quanto mais quadros por segundo você puder exibir, mais convincente e suave será sua animação, então, daqui pra frente, vamos escrever nossos programas para que alcancem a maior taxa de fps que conseguirmos.
A composição das cores
Neste formato, utilizado exclusivamente por dispositivos emissores de luz, quando todos os três componentes RGB estão em 0% de sua intensidade obtém-se a cor preta e, no caso inverso, quando todos os três componentes estão em 100%, obtém-se a cor branca. Todas as outras cores são obtidas ao se combinar porções distintas de cada um destes componentes.
Imagens, bitmaps e Pixels
Nos primórdios da computação, quando os monitores eram monocromáticos, as imagens eram simplesmente uma seqüência de bits que dizia se um ponto numa determinada coordenada no monitor deveria estar acesa ou apagada. Um mapa de bits, um bitmap.
O Windows utiliza este conceito para representar tudo o que deve aparecer no monitor. Ele sempre mantém uma imagem do tipo bitmap em uma área especial da memória RAM que o sistema de vídeo usa para montar a imagem final na tela. A este espaço dá-se o nome de frame buffer.
O Delphi, através da classe
TBitmap, oferece um excelente meio de manipular essas imagens, e o método BitBlit da API do Windows, nos fornece um modo rápido de copiar imagens para o frame buffer.Um Pouco de Código (finalmente)
Para melhorar um pouco a organização do código escrito no post anterior, vamos criar uma interfaceIDrawable e fazer com que nosso objeto TBackground a implemente.IDrawable = interface
['{3E41F055-58F6-4990-9C94-AA29FD4D7CF4}']
function GetVisible: boolean;
function GetRect : TRect;
procedure SetVisible(const Value: boolean);
procedure Draw(Canvas:TCanvas);
property Rect: TRect read GetRect;
property Visible: boolean read GetVisible write SetVisible;
end;
A interface é bem intuitiva e dispensa maiores explicações. Ela irá definir o “contrato” para todos os objetos renderizáveis no nosso programa. Agora segue nova definição de TBackground adaptado para implementar IDrawable.TBackgroung = class(TInterfacedObject, IDrawable)
private
fStep: byte;
fSize: uCommon.TSize;
fVisible: boolean;
function GetVisible: boolean;
function GetRect : TRect;
procedure SetVisible(const Value: boolean);
public
constructor Create(pWidth: integer=640; pHeight:integer=480);
destructor Free;
published
{IDrawable}
property Rect: TRect read GetRect;
property Visible: boolean read GetVisible write SetVisible;
{TBackgroung}
property Size : uCommon.TSize read fSize;
property Step : byte read fStep write fStep;
end;
Além das propriedades e métodos da interface, criamos duas outras, Size e Step, que irão nos auxiliar no controle da renderização e no controle da animação. Vamos criar uma série de quadros vermelhos que irão mudar de cor de acordo com o valor da propriedade Step. Para isto, vamos implementar o método Draw.procedure TBackgroung.Draw(Canvas: TCanvas);
const
SquareW = 40; {largura de cada bloco}
SquareH = 40; {altura de cada bloco}
SquaresC = 640 div SquareW + 1; {colunas}
SquaresR = 480 div SquareH + 1; {linhas}
var
col, row, i : integer;
r : TRect;
begin
if fVisible then begin
for col:=0 to SquaresC-1 do
for row :=0 to SquaresR-1 do begin
r.Left := Col * SquareW;
r.Top := Row * SquareH;
r.Right := r.Left + SquareW;
r.Bottom := r.Top + SquareH;
Canvas.Brush.Color := col * row + Step;
Canvas.FillRect(r);
end;
end;
end;
O que fazemos aqui é dividir a tela em linhas e colunas de acordo com as contantes
SquareW (a largura de cada quadrado) e SquareH (altura de cada quadrado), atribuir a cada um destas “células” uma cor diferente, que calculamos com base na linha, na coluna e no valor da propriedade Step para finalmente, desenharmos uma a uma as “células” no Canvas.Só nos resta agora “animar” a cena alterando a propriedade
Step após cada renderização. Faremos isto no nosso loop principal através do método UpdateAnimation.procedure TForm1.OnIdle(Sender: TObject; var Done: Boolean); begin ProcessInput; UpdateAnimation; DrawToBuffer; Blit; Done := False; end;
E agora, a implementação de UpdateAnimation.
procedure TForm1.UpdateAnimation; begin BackGnd.Step := BackGnd.Step + 1; end;Pronto! Nosso background animado está concluído. Execute o código para ver o padrão vermelho mudando de tom e experimente brincar com as constantes do método Draw para chegar a outros resultados. Observe que a classe
TBall também foi alterada para implementar a interface IDrawable e que uma outra interface (IMoveable) foi criada para definir os objetos capazes de se mover pela tela.