從靜態(tài)到動態(tài) 閑話Windows 7啟動畫面
MSDNE7博客最近的一篇文章《EngineeringtheWindows7BootAnimation》介紹了Windows7的動態(tài)啟動畫面（BootAnimation）一些設(shè)計細節(jié)，寫得很詳細，推薦大家閱讀。筆者認為，Windows7的BootAnimation相比早期版本W(wǎng)indows的啟動畫面，已經(jīng)逐步完成了由全靜態(tài)到半動態(tài)、再到全動態(tài)的進化過程。在此，筆者并不想簡單地直接翻譯E7博客的原文，而是想結(jié)合對歷代Windows啟動畫面發(fā)展歷程的回顧，談一談筆者對Windows7BootAnimation的一些看法。
Windows啟動畫面的***形態(tài)：純靜態(tài)（Windows1.0－Windows3.0、WindowsNT3/4）
這一階段的Windows啟動畫面都是不具有任何動態(tài)效果的純靜態(tài)畫面，區(qū)別僅僅是顏色數(shù)的不同，從雙色到16色而已。特別是WindowsNT根本就沒有設(shè)置啟動畫面，僅有一個顯示CPU及內(nèi)存信息的藍屏。
Windows啟動畫面的第二形態(tài)：半動態(tài)（Windows9X/ME、Windows2000/XP/Server2003、WindowsVista/Server2008）
從Windows95的啟動滾動條開始，啟動畫面開始加入了動態(tài)效果。但是這一階段包括WindowsVista/Server2008在內(nèi)的所有Windows啟動畫面，充其量只能算是半動態(tài)。為什么這么說呢？
《多啦A夢》一集中，大雄借用多啦A夢的“動畫片制作機”自己制作動畫片。多啦A夢問大雄：你知道動畫片是怎么動起來的么？大雄回答：我不知道，大概是手里拿著一幅畫，在鏡頭前來回晃悠吧。多啦A夢暈倒～-_-
Windows第二形態(tài)的半動態(tài)啟動畫面實際采用的就是這種來回晃悠式的“大雄原理”。看似動態(tài)的滾動條其實本身只是一幅靜態(tài)的位圖，只不過在規(guī)定的滾動條軌道范圍內(nèi)不停地做著從左至右的晃悠動作而已。
Windows9X/ME的啟動畫面實際是一幅320×400、256色的BMP位圖，在畫面下方的小窄條范圍內(nèi)，設(shè)置這一范圍內(nèi)的位圖顏色表有規(guī)律地不停變換，使得這一小窄條范圍內(nèi)的滾動條看起來好像在連續(xù)不斷地從左向右滾動。在Windows9X/ME時代很多人將自己修改的256色BMP位圖重命名為C：LOGO.SYS以替換默認啟動畫面，替換后卻發(fā)現(xiàn)新啟動畫面丟失了滾動條動畫效果，原因就是新位圖沒有設(shè)置顏色表的自動變化。
Windows2000/XP/Server2003則將啟動畫面背景與滾動條分為兩個靜態(tài)的BMP位圖，分別保存在NTOSKRNL.EXE的位圖資源里。啟動Windows時，NTOSKRNL.EXE將把640×480、16色的靜態(tài)位圖設(shè)置為啟動畫面背景，也就是我們看到的黑色背景、WindowsLOGO及滾動條軌道框，然后再將滾動條的靜態(tài)位圖放置在軌道框范圍內(nèi)，令其不停地從左至右晃悠。這樣就拼成了一幅半動態(tài)Windows啟動畫面。
WindowsVista/Server2008的啟動畫面與Windows2000/XP/Server2003如出一轍。***的改動我們眾所周知，就是刪除了背景圖片中的WindowsLOGO，變成了一大片黑屏，僅僅剩下了一個光禿禿的MicrosoftCorporation字樣及滾動條。另外，滾動條的顏色數(shù)則由16色提升至16位色，但是這也無關(guān)緊要了，一般用戶只能對大面積的黑屏留下深刻印象，根本看不出小小的滾動條提升至16位色有何變化。
Windows啟動畫面的第三形態(tài)：全動態(tài)（Windows7）
看過Windows7那個紅黃綠藍四個小球逐漸融合變化為WindowsLOGO的BootAnimation的朋友們都知道，這種復雜的動畫效果肯定無法用“大雄原理”將靜態(tài)位圖來回晃悠著實現(xiàn)。復雜的動畫效果必須采用動畫片真正的制作原理，即以不低于25FPS的頻率將彼此之間相差較小的一系列位圖按順序依次播放，利用人眼的視覺延遲產(chǎn)生動畫效果。
根據(jù)E7博客提供的信息，Windows7BootAnimation分辨率由640×480提升至1024×768、顏色數(shù)則擴展為32位真彩色。但是，與早期版本的Windows一樣，Windows7BootAnimation依然只提供一種固定的分辨率，如果我們的液晶顯示器標準分辨率不是1024×768，甚至不是4：3顯示比例，那么就只能拉伸畫面以充滿整個屏幕，這將不可避免地造成畫質(zhì)下降與變形（寬屏顯示器）。另外，如果顯示器的標準分辨率低于1024×768（包括長寬只有一個低于的情況，例如1024×600的小尺寸NetBook），那么Windows7BootAnimation也將無法顯示，只能顯示W(wǎng)indowsVista的640×480的半動態(tài)啟動滾動條畫面（估計沒有比640×480再小的NetBook了）。
由于顯示BootAnimation時Windows7尚未完成啟動，顯示驅(qū)動程序也未初始化，所以BootAnimation將不依靠顯卡、而是由CPU來實現(xiàn)，通過更新緩沖區(qū)完成圖形顯示。這樣做肯定會加重CPU的工作負擔，因此Windows7采用了一系列優(yōu)化措施以改善此問題：
1.設(shè)置CPU使用寫聚合緩存（Write-CombinedCaching）加速圖形處理；
2.采用BMP資源整合的方式壓縮保存BootAnimation所需圖片資源，然后再經(jīng)過WIM壓縮以減少資源文件體積及讀取時所需的I/O操作；
3.為了盡量適用于各種高低檔次不同的硬件配置，BootAnimation采用了異步運行的啟動方式，在關(guān)鍵I/O操作完畢之后再加載BootAnimation以避免拖慢啟動，因此在某些配置較低的計算機中，可能會看到BootAnimation在系統(tǒng)啟動了一段時間后才出現(xiàn)；
4.BootAnimation首先顯示面積較小的四個小球、然后再逐漸融合為完整的WindowsLOGO的設(shè)計也有其獨到之處，四個小球小空間的限制可以減少CPU的工作量、盡量避免剛剛啟動加載系統(tǒng)文件時的延遲，等到初步的系統(tǒng)文件加載完畢后再顯示空間較大的WindowsLOGO（這個設(shè)計令人叫絕）；
5.盡量減少可能會延遲圖形模式子系統(tǒng)及WindowsShell初始化的圖形模式轉(zhuǎn)換，這可以有效減少WindowsVista在啟動畫面與歡迎屏幕之間的黑屏延遲現(xiàn)象。
此外，Windows7還取消了WindowsVista介于啟動畫面與歡迎屏幕之間的PearlAnimation，就是那個具有動態(tài)效果并伴隨有悅耳啟動提示音的WindowsLOGOPearlAnimation，這主要是出于節(jié)省啟動時間考慮（怪不得Windows7總自夸比WindowsVista啟動得快，這部分時間應該算作弊^_^）。WindowsVista受限于自身的限制，這個PearlAnimation只能在全部啟動步驟完成之后才能運行?，F(xiàn)在，既然Windows7已經(jīng)在啟動畫面中實現(xiàn)了全動態(tài)、也就沒有必要再保留這個PearlAnimation了。
至于那個悅耳的啟動提示音，Windows7也將其改為異步啟動方式，它將受計算機配置高低影響，在歡迎屏幕出現(xiàn)之前隨機播放出來。在WindowsVista中，啟動提示音是固定與PearlAnimation一同出現(xiàn)的，在某些啟動較慢的低配置計算機中，可能會出現(xiàn)影音不同步的問題，即已經(jīng)聽到了提示音、但PearlAnimation還沒有顯示出來。筆者安裝在虛擬機中的WindowsVista就經(jīng)常出現(xiàn)這種問題。Windows7的異步啟動方式是一個明顯的改進。
當然，如果我們還想在Windows7中使用PearlAnimation也不是沒有辦法，下載本文附件處提供的PearlAnimation小程序，通過組策略編輯器將其添加至系統(tǒng)啟動腳本即可（注意不是用戶登錄腳本，否則無法在登錄之前運行）。通過這種方法，我們甚至可以為WindowsXP也添加上PearlAnimation。不過，筆者提供的這個PearlAnimation小程序沒有聲音，對Windows7影響不大，至于WindowsXP就只能運行無聲的PearlAnimation了。
【編輯推薦】
