虚拟化引擎的技术原理

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mob64ca14173efa 2024-11-07 14:16:23

文章标签 虚拟化引擎的技术原理 ui Image 配置文件 xml 文章分类 虚拟化云计算

和UIPlace类似，UIItem继承自UIObject，为虚拟实验室中物品（VItem）提供一个可渲染的对象。其继承关系如下：

配置文件

前文说过，在虚拟实验室的引擎中，我使用两类XML文件来传递数据，这两个XML文件分别对应“灵魂”（V开头）和“外表”（UI开头）。关于VItem的属性文件，为以下形式：

<person name='周慊' centerX='73' centerY='144' x='1100' y='780' file='engine1/michael.xml'
        id='80d76e6b-08d6-4225-bdcc-bf68ca19ca58' actionid='default' />

而UIItem所用的配置文件，为以下形式：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<item image="girl.xml.png" width="147" height="144">
  <action name="facerightdown" fps="10" next="facerightdown">
    <rectangle x="1176" y="0" />
    <rectangle x="1323" y="0" />
    <rectangle x="1470" y="0" />
    <rectangle x="1617" y="0" />
    <rectangle x="1764" y="0" />
    <rectangle x="1911" y="0" />
    <rectangle x="2058" y="0" />
    <rectangle x="2205" y="0" />
    </actions>
  <action name="faceright" fps="10" next="faceright">
    <rectangle x="0" y="0" />
    <rectangle x="147" y="0" />
    <rectangle x="294" y="0" />
    <rectangle x="441" y="0" />
    <rectangle x="588" y="0" />
    <rectangle x="735" y="0" />
    <rectangle x="882" y="0" />
    <rectangle x="1029" y="0" />
  </actions>
</item>

这两个配置文件和VObject、UIObject的关系如下图所示：

素材

和UIPlace所用的分块素材不同，我用一整张图片作为UIItem的素材，该图片的相对地址在UIItem的配置文件制定：

item image="girl.xml.png"。（注意，在设计中，该地址是相对于配置文件的）

上图中，红色实线框住的部分表示一个Action所需用到的图片，而绿色实线框住的部分表示一个Action中的一帧所用的图片。

动画

Silverlight和Flex不同，Flex可以使用SWFLoader控件调用Flash制作的逐帧动画，并和SWF中的ActionScript交互，而Silverlight不具备类似的能力，因此只能通过编程的方式来实线同样的效果，Blogcn上有一篇文章介绍如何在Silverlight中制作逐帧动画，这里借用其思想。

导演、剧本、演员、舞台

让我们把UIItem想象成一幕包括导演、剧本、演员和舞台的舞台剧，看看这幕系该如何演出：

导演在舞台剧上的作用为告诉演员在表演的时候该如何执行剧本。在UIItem里我使用一个Storyboard对象和两个DoubleAnimationUsingKeyFrames对象来模拟导演：

protected Storyboard ActionBoard { get; set; }
protected DoubleAnimationUsingKeyFrames ActionXAnimation { get; set; }
protected DoubleAnimationUsingKeyFrames ActionYAnimation { get; set; }

剧本是告诉演员在表演的时候究竟是执行哪种动作，UIItem中的剧本，就是VItem属性的Action集合（this.VItem.Actions）：

public VItem VItem
{
    get
    {
        return VObject as VItem;
    }
    set
    {
        VObject = value;
    }
}

演员是动作的表演者，在UIItem中对应一个Image对象：

protected Image Image { get; set; }

舞台：演员演出的场所。在UIItem中，舞台相当于UIItem的Clip属性（该属性来源于Canvas，Canvas的Clip属性类似Flash中的遮罩层，只有在该属性区域下的内容，才会被显示出来）：

public RectangleGeometry RectangleClip { get; set; }

初始化

在UIItem的构造函数里，初始化上面提及的对象：

public UIItem(VItem source)
{
    //添加演员
    Image = new Image();
    this.Children.Add(Image);
    Canvas.SetLeft(Image, 0);
    Canvas.SetTop(Image, 0);
    //添加舞台
    RectangleClip = new RectangleGeometry();
    this.Clip = RectangleClip;
    //添加导演
    ActionBoard = new Storyboard();
    ActionBoard.Completed += new EventHandler(OnActionCompleted);
    ActionXAnimation = new DoubleAnimationUsingKeyFrames();
    Storyboard.SetTarget(ActionXAnimation, this.Image);
    Storyboard.SetTargetProperty(ActionXAnimation, new PropertyPath("(Canvas.Left)"));
    ActionBoard.Children.Add(ActionXAnimation);
    ActionYAnimation = new DoubleAnimationUsingKeyFrames();
    Storyboard.SetTarget(ActionYAnimation, this.Image);
    Storyboard.SetTargetProperty(ActionYAnimation, new PropertyPath("(Canvas.Top)"));
    ActionBoard.Children.Add(ActionYAnimation);
    //添加剧本载体
    VItem = source;
}

读取剧本

剧本有UIItem的配置文件制定，通过覆盖OnConfigureFileDownload方法来读取剧本

protected override void OnConfigureFileDownload(object sender,
    DownloadStringCompletedEventArgs e)
{
    if (String.IsNullOrEmpty(e.Result)) return;
    //开始读取剧本
    XElement data = XElement.Parse(e.Result);
    this.VItem.Actions.Clear();
    this.VItem.ActionNames.Clear();
    //VItem的大小
    this.VItem.Width = data.Attribute<Int32>("width", 0, XElementExtensions.Int32Parser);
    this.VItem.Height = data.Attribute<Int32>("height", 0, XElementExtensions.Int32Parser);
    if (data.Elements("action") != null)
    {
        //从配置文件中读取每一个Action
        foreach (var xAction in data.Elements("action"))
        {
            //读取一个Action中的每一个Rectangle帧
            var rects = xAction.Elements("rectangle").Select(x => new VRectangle()
            {
                X = x.Attribute<Int32>("x", 0, XElementExtensions.Int32Parser),
                Y = x.Attribute<Int32>("y", 0, XElementExtensions.Int32Parser),
                Width = this.VItem.Width,
                Height = this.VItem.Height
            }).ToArray();
            //读取该Action的名字，一个Action可以有多个名字，以逗号分割
            var names = xAction.Attribute("name").Value.Split(',');
            //设置Action，包括名字、下一动作、帧率，并添加到Actions集合
            foreach (var actionName in names)
            {
                VAction action = new VAction(
                    actionName,
                    data.Attribute("next", "default"),
                    data.Attribute<Int32>("fps", 10, XElementExtensions.Int32Parser),
                    rects
                );
                this.VItem.Actions.Add(action.Name, action);
                this.VItem.ActionNames.Add(action.Name);
            }
        }
    }
    //读取演员
    LoadImage(data.Attribute("image").Value);
}

读取演员

演员及素材，是一张PNG图片（也可以是JPG格式或其他Silverlight支持的图片格式）。素材的地址为配置文件的image属性，我在设计的时候，把该地址相对于配置文件（而不是XAP文件，这点和UIPlace不同）。因此，在地址转换的时候，先要通过XAP文件的地址得到配置文件的地址，然后再通过得到的配置文件的地址得到素材的地址（有点乱）。

重载以下方法：

public static Uri GetLocalURI(String path1, String path2)
{
    if (path2.ToLower().StartsWith("http://"))
    {
        return new Uri(path2);
    }
    else
    {
        return new Uri(GetLocalURI(path1), path2);
    }
}

添加UIItem的LoadImage方法：

protected virtual void LoadImage(String path)
{
    if (!String.IsNullOrEmpty(path))
    {
        BitmapImage bm = new BitmapImage();
        bm.DownloadProgress += new EventHandler<DownloadProgressEventArgs>(OnImageDownload);
        Image.Source = bm;
        bm.UriSource = URIToolkit.GetLocalURI(VItem.ConfigFile, path);
    }
}

最后，处理一下回调函数，当素材装载完毕后，开始有VItem的ActionID制定的动作，为了方便子类覆盖，我把这个函数设置成虚（Virtual）的：

protected virtual void OnImageDownload(object sender, DownloadProgressEventArgs e)
{
    if (e.Progress == 100)
    {
        DoAction(VItem.ActionID);
    }
}

设置舞台大小

为了在每个时刻只显示一帧图片，需要设置Clip属性的大小，把Clip设置成和VItem一样大，由于RectangleClip不是DependcyObject类型的，因此不能用绑定的形式，而需要通过覆盖UIItem的OnSourcePropertyChanged方法来达到和绑定类似的效果：

protected override void OnSourcePropertyChanged(object sender, PropertyChangedEventArgs e)
{
    base.OnSourcePropertyChanged(sender, e);

    if (e.PropertyName == "ActionID")
    {
        DoAction(VItem.ActionID);
    }
    else if (e.PropertyName == "Width" || e.PropertyName == "Height")
    {
        RectangleClip.Rect = new Rect(0, 0, VItem.Width, VItem.Height);
    }
}

执行指定Action

在代码中，可以通过设置VItem的ActionID属性来修改当前UIItem的Action，通过DoAction函数实现：

protected virtual void DoAction(string actionID)
{
    //如果VItem的Action列表中有名为actionID的Action
    if (VItem.Actions.ContainsKey(actionID))
    {
        VAction vAction = VItem.Actions[actionID];
        //导演说：停止上一个动作，各单位准备
        ActionBoard.Stop();
        ActionXAnimation.KeyFrames.Clear();
        ActionYAnimation.KeyFrames.Clear();
        double i = 0;
        //计算Action一帧所需的时间
        double t = 1.0 / vAction.FPS;
        //开始工作，在关键帧中添加每一个Rectangle
        foreach (var rect in vAction.Rectangle)
        {
            ActionXAnimation.KeyFrames.Add(new DiscreteDoubleKeyFrame()
            {
                KeyTime = KeyTime.FromTimeSpan(TimeSpan.FromSeconds(i)),
                Value = 0 - rect.X
            });
            ActionYAnimation.KeyFrames.Add(new DiscreteDoubleKeyFrame()
            {
                KeyTime = KeyTime.FromTimeSpan(TimeSpan.FromSeconds(i)),
                Value = 0 - rect.Y
            });

            i += t;
        }
        //用一个全局属性保存当前Action
        CurrentAction = vAction;
        //导演说，开始！
        ActionBoard.Begin();
    }
}

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