iOS传感器:使用陀螺仪完成一个小球撞壁的小游戏

iOS传感器:使用陀螺仪完成一个小球撞壁的小游戏

IOS小彩虹2021-08-21 15:35:25210A+A-

上一次借着实现一个随屏幕旋转的小玩意,了解了iPhone内置的加速计。今天咱们继续搞点好玩的东东。按照计划这次要看看陀螺仪了。

一个超级贱的利用陀螺仪的APP
.png

最终咱们会完成一个小球撞壁的小游戏,一个超级贱的利用陀螺仪的APP。小球可以感受到重力,从而能够随着手机的运动来一起运动。为了增加一点点趣味性,对小球的运动范围做了限制。当小球碰到屏幕的边缘的时候,会进行反弹,相反方向运动。咱们一起来看看实现后的实况录像:

ball.gif

今天的代码比起上次的加速计稍微多了一点点,所以就提供了源码供大家批评。同时由于这部分Swfit和Objective-C略微有不太一样的地方,所以源码提供了两版。

其实不管是加速计还是今天的陀螺仪,都是用到了上次说的iOS当中的那个核心运动框架CoreMotion

1. 陀螺仪介绍

陀螺仪主要是用来测量沿着某个特定的坐标轴旋转速度的。在使用中,陀螺仪始终指向一个固定的方向,当运动物体的运动方向偏离预定方向时,陀螺仪就可以感受出来。

在手机上,仅用加速度计没办法测量或重构出完整的3D动作,测不到转动的动作的,加速计只能检测轴向的线性动作。但陀螺仪则可以对转动、偏转的动作做很好的测量,这样就可以精确分析判断出使用者的实际动作。而后根据动作,可以对手机做相应的操作。

1.1 陀螺仪的应用场景

各位童鞋相比都玩过Wii,那个体感手柄肯定就用到了陀螺仪。玩家通过挥动运动手柄,来控制游戏。例如乒乓球、网球、赛车等等。有一些酷炫的APP会通过小幅度的倾斜,偏转手机,实现彩蛋功能,例如放大缩小之类的。或者把手机屏幕翻转,就可以拒接电话或者静音啥的。 拍照类的APP也会通过陀螺仪把拍照时候手的抖动反馈交给图像处理器,以便抓到更清晰稳定的图片。

还有一些是最近刚刚看到的好贱好贱的APP。例如Send Me To Heaven,游戏的玩法超级简单,只需向天空抛掷手机,扔得越高,分数也就越高。

Send Me To Heaven.png

Throw Me App 另外一个贱不拉几的APP。这是一个相机APP,使用时打开APP并将手机抛向空中,当手机在空中时,使用陀螺仪和加速计探测手机是否达到了最高点,且摄像头是否向下。随后,该应用将激活摄像头快门进行拍照。

Throw Me App.png

1.2 陀螺仪在iOS中的使用

iPhone、iPad、iWatch都有内置的陀螺仪,也都可以让开发者进行调用。同样,用一张图展现一下:

image.png

2. 陀螺仪的使用

2.1 使用步骤

陀螺仪同样也是通过CoreMotion这个框架来管理的,所以和加速计一样,四个标准步骤:

  1. 初始化CMMotionManager管理对象;
  2. 调用管理对象的对象方法获取数据;
  3. 处理数据;
  4. 当不需要使用的时候,停止获取数据。

2.2 陀螺仪数据获取的两种方法

CoreMotion中有2种获取数据方式,一种叫做PUSH的方式,一种叫做PULL的方式。顾名思义,PUSH就是被动的获取。设定完了之后,线程定时把获取到的数据推送回来。可想而知,对于资源的消耗是会稍微大一点的。 PULL,就是要去索取。拉一下才会获取到数据。不要不给。上一次加速计咱们给出的代码是OC的,今天咱们就用Swift的。

2.2.1 PULL的方式

    private func useGyroPull() {
        //判断陀螺仪可不可用
        if manager.isGyroAvailable {
            //设置陀螺仪多久采样一次
            manager.gyroUpdateInterval = 0.1
            //开始更新,后台线程开始运行。这是Pull方式。
            manager.startGyroUpdates()
            
        }
        //获取并处理陀螺仪数据。这里我们就只是简单的做了打印。
        print("X = \(manager.gyroData?.rotationRate.x ?? 0)","Y = \(manager.gyroData?.rotationRate.y ?? 0)","Z = \(manager.gyroData?.rotationRate.z ?? 0)")

    }

2.2.2 PUSH的方式

    private func useGyroPush() {
        //判断陀螺仪可不可用
        if manager.isGyroAvailable {
            //设置陀螺仪多久采样一次
            manager.gyroUpdateInterval = 0.1
            //Push方式获取和处理数据,这里我们一样只是做了简单的打印。把采样的工作放在了主线程中。
            manager.startGyroUpdates(to: OperationQueue.main, withHandler: { (gyroData, error) in
                print("X = \(self.manager.gyroData?.rotationRate.x ?? 0)","Y = \(self.manager.gyroData?.rotationRate.y ?? 0)","Z = \(self.manager.gyroData?.rotationRate.z ?? 0)")
                
            })
        } else {
            print("陀螺仪不可用")
        }

    }

3. 开始我们的小游戏

3.1 思维导图

小球撞壁游戏.png

3.2 实现

3.2.1 以X轴边界值处理及碰壁后速度处理为例

//            对球在X轴碰壁进行处理
            if currentPoint.x <=  imageWidth / 2 {
              currentPoint.x = imageWidth / 2
                ballXVelocity = -ballXVelocity * 0.8
            }
            
            if currentPoint.x >= bounds.size.width - imageWidth / 2 {
                currentPoint.x = bounds.size.width - imageWidth / 2
                ballXVelocity = -ballXVelocity * 0.8

            }

3.2.2 开启陀螺仪并更新

        manager.deviceMotionUpdateInterval = 1 / 60
        //注意一下,在Swift没有了NSOperation。被OperationQueue取代了。
        manager.startDeviceMotionUpdates(to: OperationQueue.main) { (motion, error) in
            
            self.ballView!.accelleration = (motion?.gravity)!
            //开启主队列异步线程,更新球的位置。
            DispatchQueue.main.async {
                self.ballView!.updateLocation(multiplier: 5000)

            }

3.2.3 更新小球的位置

    func updateLocation(multiplier : Double) {
        if (lastUpdateTime != nil) {
            let updatePeriod : Double = Date.init().timeIntervalSince(lastUpdateTime!)
            
            ballXVelocity = ballXVelocity + accelleration.x * updatePeriod
            ballYVelocity = ballYVelocity + accelleration.y * updatePeriod
            
            let coefficient = updatePeriod * multiplier
            currentPoint = CGPoint(x: currentPoint.x + (CGFloat)(ballXVelocity * coefficient), y: currentPoint.y - (CGFloat)(ballYVelocity * coefficient))
        }
        lastUpdateTime = Date()

    }

3.3 关于Swift中重写set/get

其实写到这里的时候才突然想起来,咱们从来没有说过Swift怎么重写Set/Get方法。而且貌似也没有分享过iOS开发中多线程的东东。下个系列非典型技术宅就可以写写多线程相关的玩意儿吧,如果多线程这部分不太明白的话,对不住对不住对不住,马上补上。

在swift中其实重写set不太常见,但这都是OC留下来的臭毛病,就非要重新咋办?请自行搜索,就不提供链接到*书了。

这个不是重点,咱们在写小球的时候用到的是didSet这个方法。这是啥呐?这是swift当中的观察者,用来监视属性除了初始化之外的属性变化。

  • didSet:在属性值改变后触发,didSet可以带一个oldName的参数,表示旧的属性,不带的话默认命名为oldValue。
  • willSet:在属性值改变前触发,可以带一个newName的参数,没有的话,该参数默认命名为newValue。

源代码下载地址:OC+Swift两版。下载地址

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