Урок 4.3: Таймер и анимация

Модуль 4 ⏱️ ~2 часа

📌 Ключевые моменты этого урока:

Timer.Interval - паузa между Tick событиями (16ms = ~60 FPS, 50ms = 20 FPS)
На каждом Tick событии обновляйте позиции: x += speed, затем Invalidate()
Плавная анимация требует: малые шаги по времени + частый Invalidate
Интерполяция - приближение к точке (x += (target - x) * 0.1 вместо x = target)
Для 60 FPS используйте Interval = 16-17 ms; всегда DoubleBuffered = true

System.Windows.Forms.Timer

private Timer timer;
private int x = 0;

public Form1()
{
    InitializeComponent();
    
    timer = new Timer();
    timer.Interval = 16; // ~60 FPS (1000/60)
    timer.Tick += Timer_Tick;
    timer.Start();
}

private void Timer_Tick(object sender, EventArgs e)
{
    x += 5;
    if (x > this.Width) x = 0;
    this.Invalidate();
}

Создание плавной анимации

private float x = 0;
private float speed = 2.5f;

private void Timer_Tick(object sender, EventArgs e)
{
    x += speed;
    if (x > this.Width) x = -50; // Сброс за пределы экрана
    this.Invalidate();
}

private void Form1_Paint(object sender, PaintEventArgs e)
{
    e.Graphics.FillEllipse(Brushes.Red, (int)x, 100, 50, 50);
}

Расчет движения

// Движение с ускорением
private float x = 0, vx = 0;
private float acceleration = 0.1f;

private void Timer_Tick(object sender, EventArgs e)
{
    vx += acceleration; // Увеличение скорости
    x += vx;
    if (x > this.Width) { x = 0; vx = 0; }
    this.Invalidate();
}

// Движение по кругу
private float angle = 0;
private float radius = 100;
private Point center = new Point(400, 300);

private void Timer_Tick(object sender, EventArgs e)
{
    angle += 0.05f;
    float x = center.X + radius * (float)Math.Cos(angle);
    float y = center.Y + radius * (float)Math.Sin(angle);
    // Используйте x, y для позиции объекта
    this.Invalidate();
}

Практика: движущийся объект

Создайте анимацию мяча, который:

Движется по экрану
Отскакивает от краев
Имеет гравитацию

📝 Пример задания — анимация по таймеру (Task15)

Красный круг движется по горизонтали и сбрасывается при выходе за правый край. Таймер с интервалом 30 мс обеспечивает ~33 FPS:

using System;
using System.Drawing;
using System.Windows.Forms;

namespace CSharpGraphicsApp
{
    public class Task15_TimerAnimation : Form
    {
        private int posX = 0;
        private readonly Timer timer = new Timer();

        public Task15_TimerAnimation()
        {
            Text = "Задание 15 — Анимация по таймеру";
            Size = new Size(600, 300);
            BackColor = Color.White;
            DoubleBuffered = true;
            Paint += Form1_Paint;

            timer.Interval = 30;
            timer.Tick += Timer_Tick;
            timer.Start();

            FormClosed += (s, e) => timer.Stop();
        }

        private void Timer_Tick(object sender, EventArgs e)
        {
            posX += 5;
            if (posX > ClientSize.Width)
                posX = -50;
            Invalidate();
        }

        private void Form1_Paint(object sender, PaintEventArgs e)
        {
            e.Graphics.SmoothingMode =
                System.Drawing.Drawing2D.SmoothingMode.AntiAlias;
            e.Graphics.FillEllipse(Brushes.Red, posX, 100, 50, 50);
            e.Graphics.DrawString("Движущийся круг (Timer)",
                SystemFonts.DefaultFont, Brushes.Black, 10, 10);
        }
    }
}

Практическое задание

Задание: Анимация

Создайте анимацию падающего мяча с отскоком
Добавьте гравитацию и физику отскока
Реализуйте возможность изменения скорости анимации

Задание по аналогии: Движущийся объект (Task15)

По аналогии с Task15_TimerAnimation создайте форму с анимацией, управляемой таймером.

Создайте форму с DoubleBuffered = true и полем private int posX = 0.
В конструкторе создайте Timer с интервалом 30 мс, запустите его. В FormClosed остановите.
В Timer_Tick увеличивайте posX на 5. Когда posX выходит за правый край, сбрасывайте в -50. Вызовите Invalidate().
В обработчике Paint нарисуйте круг в позиции (posX, 100).
Дополнительно: добавьте второй объект, движущийся снизу вверх с другой скоростью.

Пример результата выполнения задания:

Скриншот программы (Task15)

Пример результата выполнения задания:

Скриншот программы (Task15)

💡 Совет: Интервал 16 мс (~60 FPS) плавнее, чем 30 мс (~33 FPS), но потребляет больше CPU. Выбирайте исходя из сложности сцены.

Проверка знаний

Ответьте на вопросы, чтобы проверить, насколько хорошо вы усвоили материал:

1. Какой класс используется для создания таймера в Windows Forms?

System.Windows.Forms.Timer
System.Timers.Timer
System.Threading.Timer
Timer

2. Какое свойство таймера задает интервал в миллисекундах?

Delay
Interval
Timeout
Period

3. Какой класс используется для создания анимации с таймером?

System.Windows.Forms.Timer
System.Timers.Timer
System.Threading.Timer
Timer