1.7 动画

动画是由一副一副静止的画面组成的，通过在静止画面之间快速切换，比如1秒钟切换24副画面，而这24副画面之间的差别较小，这样我们的大脑会将前一副画面和后一副画面连接起来，形成平滑的动画。小时候的连环画，就有点动画的意思了，快速翻看连环画，就看到画面仿佛动起来了。

双缓冲

由于计算机程序没有那么多的纸张来描画静止画面，它只有一个显示屏，所以就导致两幅画面切换之前，需要擦除原来的画面，然后画上新的画面。这就导致一个问题，前一副画面只擦除了一半，然后后一副画面描画了一半，这样的情况是会出现的。这样的情况，通常会导致屏幕的闪烁。为了防止这种现象，就出现了双缓冲这个概念。

双缓冲，其实就是两个颜色 缓冲区，一个用来显示前一个画面，一个用来绘制后一个画面。假设有A,B,C三个画面，做成连环画。两个缓冲区，分别叫M和N好了。最开始的时候，在M缓冲区显示A画面，然后在N缓冲区，绘制B画面，当B画面绘制完毕后，交换M和N缓冲区，这时N缓冲区在前，M在后。接着在M缓冲区继续绘制C画面，当C画面绘制完毕后，又交换两个缓冲区。这样，每次看到的都是绘制完毕的画面了，这样就不会看到不完整的画面了。

                       

最终结果如第二张图所示。当然，缓冲区M,N的名称是不会显示在图像中的，我们看到的最终就是 空图像->A->B->C。

暂停刷新

这个小节指的是每帧的绘制时间， 与视频刷新时间 不一致的时候，会出现什么样的情况。

每帧的绘制时间：每帧，就是指每一个静止的图像。要画一幅静止的图像，需要时间，每帧绘制时间，指的就是这个时间。

视频刷新时间： 每帧绘制完毕后，图像是放在缓冲区中，并没有真实显示出来。要显示出来，就需要由视频进行刷新。视频的刷新时间，是指视频将屏幕上的所有像素，刷新一次，需要的时间。视频的刷新时间，通常由视频刷新频率给出。

1. 每帧的绘制时间 < 视频刷新时间。 也就是说，缓冲区中的内容已经准备好了，视频还在刷新上一帧的数据。这其实可以接受，因为下一次视频刷新时，可以从缓冲区中取数据。

2. 每帧的绘制时间 > 视频刷新时间。 也就是说，我视频上一帧已经刷新完毕了，而缓冲区还没为我准备好下一帧的数据。这样视频刷新处于等待状态。这样的结果就是错过了视频刷新时间，只能等到下一次进行视频刷新了，这样画面就显得有点卡了。

3. 每帧的绘制时间 = 视频刷新时间。 按理说，这样的情况是最好的，谁也没等谁，两者同步了。但是，由于视频刷新时间是固定的，而每帧的绘制时间会有一些偏差。这样就会导致帧率的不稳定。帧率是指单位时间内的视频帧数。这样产生的效果就是，如果以一个人走路来打比方，就是走得时快时慢，并不匀速。

动画=重绘+交换

没什么可讲的了，直接看例子。

这个例子使用了双缓冲，使用双缓冲，有两处需要注意，一是main函数中的glutInitDisplayMode的参数，二是display函数末尾的glutSwapBuffers。

然后这个函数其他就是正常的绘制正方形。

只是多了一个正方形的旋转角度。spin这个角度在spinDisplay函数中增加，在display函数中使用。而spinDisplay函数，又是在mouse函数中指定为空闲函数。按下鼠标左键，当程序空闲时，就会调用spinDisplay，这个函数内部增加了spin的值，然后通过调用glutPostRedisplay函数，又让程序去调用display函数。这样，下一帧的正方形，就在上一帧的基础上，旋转了2度。只是现在的计算机足够快了，看起来这个正方形的旋转并不连贯。

#include <GL/glut.h>#include <stdlib.h>static GLfloat spin = 0.0;//正方形的旋转角度void display(void){glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);//清除背景glPushMatrix();//模型视图矩阵 入栈glRotatef(spin, 0.0, 0.0, 1.0);//指定模型绕Z轴旋转,Z轴指向屏幕外面glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);//白色矩形glRectf(-25.0, -25.0, 25.0, 25.0);//矩形glPopMatrix();//模型视图矩阵出栈glutSwapBuffers();//交换缓冲区}void spinDisplay(void){spin = spin + 2.0;//旋转角+2度if (spin > 360.0)spin = spin - 360.0;//避免旋转角超过360度glutPostRedisplay();//重新绘制，这导致display函数被调用}void init(void){glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);//背景清除颜色为黑色glShadeModel(GL_FLAT);//使用单色绘制物体}void reshape(int w, int h){glViewport(0, 0, (GLsizei)w, (GLsizei)h);//指定视口大小glMatrixMode(GL_PROJECTION);//进入投影矩阵glLoadIdentity();//投影矩阵设置为单位矩阵glOrtho(-50.0, 50.0, -50.0, 50.0, -1.0, 1.0);//指定裁剪空间glMatrixMode(GL_MODELVIEW);//返回模型视图矩阵glLoadIdentity();//模型视图矩阵设置为单位矩阵}void mouse(int button, int state, int x, int y){switch (button) {case GLUT_LEFT_BUTTON:if (state == GLUT_DOWN)glutIdleFunc(spinDisplay);//鼠标左键按下时，设置空闲函数为spinDisplaybreak;//每当程序空闲时，就会调用spinDisplay函数case GLUT_MIDDLE_BUTTON:if (state == GLUT_DOWN)glutIdleFunc(NULL);//鼠标中键按下时，设置空闲函数为空，空闲时不做任何事break;default:break;}}/**  Request double buffer display mode.*  Register mouse input callback functions*/int main(int argc, char** argv){glutInit(&argc, argv);glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB);//使用双缓冲模式，使用RGB颜色模式glutInitWindowSize(250, 250);//指定窗口大小glutInitWindowPosition(100, 100);//窗口初始位置glutCreateWindow(argv[0]);//创建窗口init();//初始化glutDisplayFunc(display);//指定显示函数glutReshapeFunc(reshape);//指定窗口尺寸变化时的函数glutMouseFunc(mouse);//指定鼠标事件对应的处理函数glutMainLoop();//进入消息循环return 0;   /* ANSI C requires main to return int. */}