课程设计

选题报告

选题名称：交互式动画系统
博客链接：https://example.com/interactive-animation-blog
组员名单：王鑫杰（组长）、康奕彬

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博客内容

1. 我使用了什么AI工具辅助选题

在本次选题和系统设计过程中，我们使用了DeepSeek AI助手辅助进行需求分析、功能设计和技术方案制定。通过AI工具，我们快速理解了动画系统的核心要求，并参考了相关实现案例，优化了开发计划。

2. 选题与前期调查

想要做什么：
我们计划实现一个基于Java的交互式动画系统。该系统允许用户通过鼠标点击在GUI界面上生成随机图形（如圆形），图形以随机速率、方向和轨迹（如直线位移、正弦曲线、余弦曲线等）运动。系统支持暂停所有图形、继续运动、双击清除单个图形、点击暂停单个图形，并实现图形间的碰撞效果。此外，系统具备数据存储功能，退出时保存图形状态，启动时恢复场景，以提供连贯的用户体验。

别人是怎么做的：
我们参考了以下现有系统和资源，以了解动画实现的最佳实践：

• Processing动画库：提供了丰富的图形和动画示例，适用于快速原型开发。参考链接：Processing示例
• Java Swing动画教程：Oracle官方教程展示了如何使用Swing Timer实现简单动画。参考链接：Swing Timer教程
• GitHub上的粒子系统项目：如"Java-Particle-System"，展示了多线程和碰撞检测的实现。参考链接：GitHub粒子系统
  这些参考帮助我们明确了动画循环、多线程管理和碰撞检测的技术方案。

准备实现哪几部分：
基于已有初始项目（已在报告中体现），我们将重点完善以下部分：

1. 多种随机轨迹：在现有圆周运动基础上，添加直线位移、正弦曲线、余弦曲线等随机轨迹。
2. 交互控制功能：
   • 实现暂停按钮，暂停所有图形运动；单击继续按钮，恢复运动。
   • 双击单个图形，将其从界面清除。
   • 点击单个图形，暂停该图形的运动（再次点击可恢复）。
3. 碰撞效果：实现图形间的弹性碰撞检测与处理，模拟物理反弹效果。
4. 数据存储与恢复：将图形数据（坐标、半径等）保存到文件，程序启动时读取文件复现场景。

3. 系统功能设计

系统主要实现以下功能：

• 功能1：图形生成与随机运动
  鼠标点击界面任意位置，生成半径随机的图形（默认圆形）；图形以随机速率、方向和轨迹（从多种轨迹中随机选择）运动。
• 功能2：交互控制
  • 暂停/继续按钮：控制所有图形的运动状态。
  • 双击清除：双击任意图形，立即将其从界面移除。
  • 点击暂停：点击单个图形，切换该图形的运动暂停状态。
• 功能3：碰撞检测与处理
  图形运动过程中实时检测碰撞，发生碰撞时根据物理规则计算反弹方向和速度，确保动画逼真。
• 功能4：数据持久化
  程序退出时自动将当前所有图形的坐标、半径等数据保存到本地文件；下次启动时自动读取文件恢复场景。

4. 准备使用哪些Java生态的第三方工具

• 图形界面：使用Java Swing（基于初始项目），轻量级且易于集成多线程。
• 数据存储：使用JSON格式存储图形数据，通过Jackson库（或Gson）序列化和反序列化，简化文件读写操作。
• 测试与调试：使用JUnit进行单元测试，确保碰撞逻辑和数据存储的正确性。
• 可选服务：无第三方服务调用，所有功能本地实现。

5. 数据如何存储

• 存储方式：文件存储。
• 具体实现：图形数据（包括坐标、半径、运动状态等）以JSON格式保存到本地文件（如"animation_data.json"）。程序启动时检查文件是否存在，若存在则读取并复现场景。
• 备份考虑：数据仅保存在内存和文件中，不涉及数据库，确保轻量化和快速恢复。

6. 界面

• 界面类型：GUI（图形用户界面）。
• 技术选择：Java Swing，适合桌面应用程序，提供事件监听和绘图功能，易于实现动画和交互。控制台和Web界面不适用本系统。

7. 开发工具

• IDE：IntelliJ IDEA（社区版），支持Java Swing开发和调试。
• 测试框架：JUnit 5，用于编写和运行单元测试。
• 版本控制：Git，配合GitHub进行代码托管和协作管理。
• 代码规范：阿里巴巴Java代码规约IDE插件，确保代码质量和一致性。
• AI工具：DeepSeek AI助手，辅助代码编写、调试和文档生成。

序号	自查项目	负责人
1	代码：编码规范（类、属性、方法、变量命名）、代码格式化（使用IDE格式化功能）	王鑫杰
2	代码：是否去除了IDE中的警告、包结构的合理划分	康奕彬
3	代码：多线程与动画循环的实现是否合理，避免资源泄漏	王鑫杰
4	代码：如果使用了集合（如List/Map）存储图形对象，说明选用理由及在本系统中的优缺点	康奕彬
5	代码：图形对象的状态（坐标、速度、轨迹类型）管理是否清晰	王鑫杰
6	博客、报告：UML图、功能结构图与流程图的绘制、代码是否使用Markdown语法展示	康奕彬
7	设计：面向对象设计（如图形、运动轨迹、碰撞处理器等类的职责分离）是否合理	王鑫杰