[发明专利]一种基于Web的算法动画可视化开发系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于Web的算法动画可视化开发系统，属于软件可视化领域。

背景技术

算法动画以动态交互的图形化方式来形象的表示算法的执行过程，是对算法进行可视化教学的具体表现形式。目前算法动画主要分为两类，运行于终端的算法动画系统和运行于网络的算法动画，随着网络技术的发展，运行于网络的算法动画逐渐取代了运行于终端的算法动画系统，创建运行于网络的算法动画的技术主要有Java Applet、Flash。因为Java Applet程序不能独立运行，需安装Java虚拟机解释执行Applet的字节码程序，所以运行缓慢，使用起来不方便，尤其是打开或关闭一个Java Applet程序，将占用大量系统资源，这限制了它的广泛使用。Flash是一个多媒体动画制作软件，采用矢量绘图技术的关键帧动画，通过对关键帧进行设计，可将图形、图像、音效、动画融合在一起，制作出多种动态效果。但Flash作为一个相对封闭的技术，需经过专业的学习才能制作出比较好的动画，完成后需安装插件才能播放，Flash与网络上其他开放标准也没有完全融合的方案，如Flash中的元素与网页中其它元素进行交互需消耗大量时间和资源，而且编程上也相当不方便。

Flash和很多软件一样提供给用户的是一个封装好的程序，用户不能对软件进行修改，软件为了能够符合各种用户的设计需求，不得不给软件增加很多功能，使得软件程序做得很庞大，但大部分用户只需使用其中的一个或几个功能，因此理想的情况是能够让最终用户自己定制程序，使软件能够最大限度的符合用户的需求。最终用户编程的思想在软件开发的应用主要通过是减少不必要的软件功能来满足用户的需求，并提供用户容易编程的接口，用户编程的过程中不需要或需要少量的编程方面的知识。

HTML5是下一代富网络应用技术标准，与Flash相比，HTML5是完全开发的标准，它除了提供新的元素（标签），还提供了新的应用程序编程接口（API），使我们能够在网页上提供更多丰富的多媒体和互动功能，且无需使用专有的插件。HTML5规范中新增的绘图元素canvas，使开发人员用JavaScript脚本语言可以在canvas画布上进行一系列基于canvas API的图形绘制操作，如可以画布上画各种图形、处理图像、创建动画等。

HTML5为Web提供了全新的框架和平台，与传统应用相比，基于Web的系统和应用（Web App）有着无须本地安装、跨平台、节省资源等多种优势，Web App已经成为目前移动互联网的一大趋势。例如传统应用想要共享算法动画作品，必须先从软件中将动画文件导出，然后上传至Web，但HTML5应用可在Web的实时画布上协作创建算法动画，省掉现在算法动画创建流程中的导出上传环节，将整个创作过程都转移到线上，直至作品完成。目前已经出现的HTML5动画平台Mugeda，是一款在线的动画编辑器，为开发人员提供类似Flash的开发环境，创建动画的操作流程与Flash基本一致，允许用户在浏览器中直接创建，共享和发布HTML5动画。同Flash类似，为了满足不同用户对动画设计的需求，Mugeda平台加载了很多算法动画不需要的功能，由于动画设计不是针对算法动画开发，所以并不能提高算法动画的开发效率，本发明通过引入最终用户编程思想，改进动画设计，设计中包含了算法动画常用的元素和效果，用户选择并输入绘图参数即可简单快速的创建算法动画。另一方面，Mugeda平台采用的关键帧动画概念并不符合现实动画产生的过程，本发明使用基于时间线脚本序列的动画实现方法，脚本序列按照动画操作步骤自动生成且按顺序排放，更符合实际上的算法动画制作过程，脚本序列采用操作图标显示，容易识别每步操作的作用，方便进行再修改。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种基于Web的算法动画可视化开发系统，使用可编程脚本能提高熟练用户的开发效率和代码复用性，能够很好的应用于算法教学或实验中。

本发明的技术解决方案：一种基于Web的算法动画可视化开发系统，自上而下依次包括可视化编辑模块，动画生成模块和绘图模块，上层部分可以调用邻近的下层对象，可视化编辑模块通过新建动画生成模块对象和调用动画生成模块接口来操作界面动画元素对象，动画生成模块通过调用绘图模块接口完成动画元素的绘制及更新。