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如何制作终端中的动画

Wen Pingbo 创作于 2015/06/14

By WEN Pingbo of TinyLab.org 2015/06/03

在印象中,好像终端就是黑白界面,加扁平输出。是不是很乏味?其实现在 Linux/Unix 系统中带的终端模拟器是支持动画和彩色输出的。下面,一起来看看字符界面下的动画魅力!

定点输出

回车符(carriage return)

在这之前,我一直下意识的以为回车符和换行符是一个意思,相信有很多人也有这种错误的理解。其实不然,回车符(\r)是把光标返回到行首,而换行符(\n)才是把光标移到下一行。尽管在 Linux 中,是采用换行符作为新行的标识,但终端模拟器中还是会响应回车符 [1]。

OK,在理解了回车符和换行符的区别后,我们考虑一种情况:当在一行结束的时候,只输出回车符,而没有换行符,会发生什么?由于没有换行,只回到了行首,所以新打印的内容会把当前行覆盖。而我们可以基于这个特性,在脚本中做一些很有意思的动画。这里我写了一个例子,可以尝试一下:

#!/bin/bash

spin=('\' '|' '/' '-')
cnt=0
while(true)
do
    echo -n "handling $((cnt++)), please wait... ${spin[$((cnt % 4))]}"
    echo -n -e \\r
    sleep 0.2
done

这里的关键就是 -n,强制 echo 不输出换行符。

光标移动(CSI码)

单纯在同一行做文章,可能还无法满足一些动画。这时候,可以采用 CSI 码来手动移动光标。CSI(private mode character) 是用来格式化终端的输出。其序列定义为 [ESC][ + N1; N2; ... S,而 ESC 可以用 \e\033\x1B 来表示。这里我们简单的控制一下输出:

echo -en '\e[2J\e[7;40f this is a test\e[6;38f this is another teset\n\n'

这条命令首先用 \e[2J 来清屏,\e[7;40f 把光标移到到 7,40,输出内容,然后 \e[6;38f 把光标移动到 6,38,再输出内容。具体的 CSI 码可以在 wiki 找到,发挥你的想象力吧。

Linux 下有一个 tput 命令,可以设置终端的属性,若不想用 CSI 码,可以用 tput 代替,具体可以查看 tput 联机文档。

色彩化输出

现在输出位置可以自由控制了,那就只剩下颜色了。终端中的颜色也是通过 SGR(select graphic rendition) 码来控制。SGR 是 CSI 的一个子集,其格式为 CSI + N + m。其中 N 就是指定颜色的。可以利用 SGR 码来设定字体、加粗、下划线、背景色和前景色。具体效果可以在 flogisoft 查看,做的很全。这里只举一些基本的例子。

echo -e 'this is a \e[1mtest'
echo -e 'this is a \e[1;31mtest'
echo -e 'this is a \e[1;4;31mtest'

可以看到,有一些效果是可以叠加的。只需中间用分号隔开就可以。

一些有趣的例子和工具

在分析完基本的东西后,一起来看看世界各地蛋疼的人做的成果。这里不是否定他们的工作,事实上,我也是这类人。

首先看一下我刚写的,打印一个倒三角形,然后加上一些颜色:

#!/bin/bash

while true
do
    for i in {20..1}
    do
        echo -en "\e[38;5;$((RANDOM % 256))m"
        # expand twice
        eval printf \' %.0s\' {1..$((41 - i))}
        eval printf \''#%.0s'\' {1..$((2*i -1))}
        echo -e "\e[0m"
    done

    echo -en "\e[20F"
    sleep 0.2
done

这里在 for 循环中打印三角形,然后用 \e[20F 向上移动 20 行,再继续打印三角形。而 \e[38;5;$((RANDOM % 256))m 会在 256 中颜色中随机选择一种颜色。来看一下具体效果:

如果你喜欢《黑客帝国》,可以安装 cmatrix(apt-get install cmatrix),体验一下字符刷屏的效果。如果你是《星球大战》的粉丝,可以运行一下这个命令 telnet towel.blinkenlights.nl,体验一下字符界面下的电影。如果你想要震撼的效果,字符界面下的分形图像,可以运行 bb(apt-get install bb)

另外,如果你想把自己的文字变的很绚丽,可以试一下 toilet,你没看错,就这名字。

toilet -f term --gay this is a test

【编者注:如果想查看更多的控制码,可以 man console_codes


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