斯坦福大学iOS开发公开课总结（十七） ：Core Motion
2016-08-06 本文已影响714人
J_Knight_
本节课讲解了Core Motion框架的知识，简单介绍了app的生命周期，最后用一个方块碰撞游戏来对本节课的知识作总结。
Core Motion
CoreMotion是一个专门处理设备“动作”的框架，其中包含了加速度计，陀螺仪和磁力针。加速计由三个坐标轴决定，用户最常见的操作设备的动作移动，晃动手机(摇一摇)，倾斜手机都可以被设备检测到，加速计可以检测到线性的变化。陀螺仪可以更好的检测到偏转的动作，可以根据用户的动作做出相应的动作；磁力针可以判断设备的方向。
CoreMotion的工作是基于CMMotionManager类来执行的。我们看一下该类的API：
CMMotionManager
检测硬件设备：
@property(readonly, nonatomic, getter=isAccelerometerAvailable) BOOL accelerometerAvailable __TVOS_PROHIBITED;
@property(readonly, nonatomic, getter=isGyroAvailable) BOOL gyroAvailable __TVOS_PROHIBITED;
@property(readonly, nonatomic, getter=isMagnetometerAvailable) BOOL magnetometerAvailable NS_AVAILABLE(NA,5_0) __TVOS_PROHIBITED;
@property(readonly, nonatomic, getter=isDeviceMotionAvailable) BOOL deviceMotionAvailable __TVOS_PROHIBITED;
开启相应的模块：
- (void)startAccelerometerUpdates __TVOS_PROHIBITED;
- (void)startGyroUpdates __TVOS_PROHIBITED;
- (void)startMagnetometerUpdates NS_AVAILABLE(NA,5_0) __TVOS_PROHIBITED;
- (void)startDeviceMotionUpdates __TVOS_PROHIBITED;
检测相应的模块是否正在收集数据：
@property(readonly, nonatomic, getter=isAccelerometerActive) BOOL accelerometerActive __TVOS_PROHIBITED;
@property(readonly, nonatomic, getter=isGyroActive) BOOL gyroActive __TVOS_PROHIBITED;
@property(readonly, nonatomic, getter=isMagnetometerActive) BOOL magnetometerActive NS_AVAILABLE(NA,5_0) __TVOS_PROHIBITED;
@property(readonly, nonatomic, getter=isDeviceMotionActive) BOOL deviceMotionActive __TVOS_PROHIBITED;
关闭相应的模块：
- (void)stopAccelerometerUpdates __TVOS_PROHIBITED;
- (void)stopGyroUpdates __TVOS_PROHIBITED;
- (void)stopMagnetometerUpdates NS_AVAILABLE(NA,5_0) __TVOS_PROHIBITED;
- (void)stopDeviceMotionUpdates __TVOS_PROHIBITED;
使用block监听
- (void)startAccelerometerUpdatesToQueue:(NSOperationQueue *)queue withHandler:(CMAccelerometerHandler)handler __TVOS_PROHIBITED;
- (void)startGyroUpdatesToQueue:(NSOperationQueue *)queue withHandler:(CMGyroHandler)handler __TVOS_PROHIBITED;
- (void)startMagnetometerUpdatesToQueue:(NSOperationQueue *)queue withHandler:(CMMagnetometerHandler)handler NS_AVAILABLE(NA,5_0) __TVOS_PROHIBITED;
- (void)startDeviceMotionUpdatesUsingReferenceFrame:(CMAttitudeReferenceFrame)referenceFrame toQueue:(NSOperationQueue *)queue withHandler:(CMDeviceMotionHandler)handler NS_AVAILABLE(NA,5_0) __TVOS_PROHIBITED;
CMMotionManager的工作步骤
- 首先初始化
CMMotionManager类。 - 判断硬件设备的可使用性。
- 调用API
详细的使用方法请看Demo部分的讲解部分。
app的生命周期
程序在运行过程中，是由各种不同的状态的，在这些状态之间切换时可以执行一些代码用于满足一定的业务需求。
应用程序的几种状态：
- Not running:未运行 程序没启动
- Inactive:未激活, 程序在前台运行，不过没有接收到事件。在没有事件处理情况下程序通常停留在这个状态。
- Active:激活, 程序在前台运行而且接收到了事件。这是程序在前台运行的正常状态。
- Backgroud:后台, 程序在后台而且能执行代码。大多数程序进入这个状态后会在在这个状态上停留一会， 时间到之后会进入挂起状态(Suspended)。
- Suspended:挂起 ,程序在后台不能执行代码。系统会自动把程序变成这个状态而且不会发出通知。当挂起时，程序还是停留在内存中的，当系统内存低时，系统就把挂起的程序清除掉，为当前处于前台程序提供更多的内存。
应用程序的状态之间切换时调用的代理方法（AppDelegate）：
- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions //启动基本完成，程序准备开始运行时调用。
- (void)applicationWillResignActive:(UIApplication *)application //当应用程序将要入非活动状态执行。在此期间，应用程序不接收消息或事件，比如来电话时。
- (void)applicationDidBecomeActive:(UIApplication *)application //当应用程序入活动状态执行。
- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application //当程序被推到后台的时候调用。
- (void)applicationWillEnterForeground:(UIApplication *)application //当程序从后台将要重新回到前台时候调用。
- (void)applicationWillTerminate:(UIApplication *)application // 当程序将要退出时调用，通常是用来保存数据和一些退出前的清理工作。
Demo
Demo需求:
- 显示两个小方块，一黑一红，二者可以随着屏幕的转动而移动。
- 由红色方块碰撞黑色方块来得分。
Demo效果图：
左：游戏进行中 | 右：游戏暂停
重要知识点和代码段：
1. 添加animator和重力行为和碰撞行为
- (UIDynamicAnimator *)animator
{
if (!_animator) _animator = [[UIDynamicAnimator alloc] initWithReferenceView:self.view];
return _animator;
}
- (UICollisionBehavior *)collider
{
if (!_collider) {
UICollisionBehavior *collider = [[UICollisionBehavior alloc] init];
collider.translatesReferenceBoundsIntoBoundary = YES;
[self.animator addBehavior:collider];
self.collider = collider;
}
return _collider;
}
- (UIGravityBehavior *)gravity
{
if (!_gravity) {
UIGravityBehavior *gravity = [[UIGravityBehavior alloc] init];
[self.animator addBehavior:gravity];
self.gravity = gravity;
}
return _gravity;
}
老规矩，还是要将animtor添加到view里面再向其添加各种动作行为。有关动画的讲解请参考笔者之前一篇总结：斯坦福大学iOS开发公开课总结（八） ：协议，block，动画，俄罗斯方块Demo。
2. 根据偏移量来设置方块的位置
- (UIView *)addBlockOffsetFromCenterBy:(UIOffset)offset
{
CGPoint blockCenter = CGPointMake(CGRectGetMidX(self.view.bounds)+offset.horizontal,
CGRectGetMidY(self.view.bounds)+offset.vertical);
CGRect blockFrame = CGRectMake(blockCenter.x-blockSize.width/2,
blockCenter.y-blockSize.height/2,
blockSize.width,
blockSize.height);
UIView *block = [[UIView alloc] initWithFrame:blockFrame];
[self.view addSubview:block];
return block;
}
在这里，使用了
CGRectGetMidX函数来获得view的横向中心点。
3. 初始化红色和黑色方块
self.redBlock = [self addBlockOffsetFromCenterBy:UIOffsetMake(-100, 0)];
self.redBlock.backgroundColor = [UIColor redColor];
[self.collider addItem:self.redBlock];
[self.gravity addItem:self.redBlock];
self.blackBlock = [self addBlockOffsetFromCenterBy:UIOffsetMake(+100, 0)];
self.blackBlock.backgroundColor = [UIColor blackColor];
[self.collider addItem:self.blackBlock];
//将开始的重力设为0：方块将不感受重力，只能通过人为手段施加
self.gravity.gravityDirection = CGVectorMake(0, 0);
在这里，红色方块具有碰撞和重力行为，但是黑色方块却只有碰撞行为。因为黑色是不受重力控制的，它的运动的触发只来自红色方块的碰撞。
4. 在程序即将要挂起或者恢复前台活动状态时进行暂停游戏的操作：
[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserverForName:UIApplicationWillResignActiveNotification
object:nil
queue:nil
usingBlock:^(NSNotification *note) {
[self pauseGame];
}];
[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserverForName:UIApplicationDidBecomeActiveNotification
object:nil
queue:nil
usingBlock:^(NSNotification *note) {
if (self.view.window) [self resumeGame];
}];
我们也可以在appdelegate里面来实现这些方法，不过个人认为将方法写在一起看起来比较直观
5. CMMotionManager的初始化和使用
//初始化
- (CMMotionManager *)motionManager
{
if (!_motionManager) {
_motionManager = [[CMMotionManager alloc] init];
_motionManager.accelerometerUpdateInterval = 0.1;
}
return _motionManager;
}
//将方法放在主线程的代码块中
if (!self.motionManager.isAccelerometerActive) {
[self.motionManager startAccelerometerUpdatesToQueue:[NSOperationQueue mainQueue]
withHandler:^(CMAccelerometerData *accelerometerData, NSError *error) {
//获取加速器的方向
CGFloat x = accelerometerData.acceleration.x;
CGFloat y = accelerometerData.acceleration.y;
//根据设备的方向来给方块施加不同方向的重力
switch (self.interfaceOrientation) {
case UIInterfaceOrientationLandscapeRight:
self.gravity.gravityDirection = CGVectorMake(- y, - x); break;
case UIInterfaceOrientationLandscapeLeft:
self.gravity.gravityDirection = CGVectorMake(y, x); break;
case UIInterfaceOrientationPortrait:
self.gravity.gravityDirection = CGVectorMake(x, - y); break;
case UIInterfaceOrientationPortraitUpsideDown:
self.gravity.gravityDirection = CGVectorMake(- x, y); break;
}
[self updateScore];
}];
}
```
#最后的话
----
如果哪位小伙伴想拿到本文Demo的代码请不要客气，可以进入我的[GitHub](https://github.com/Shijie0111/Stanford_iOS_Lecture_DemoBundle)下载哦~ 这一系列到现在为止的所有Demo都在里面，分为英文注释版本和中文注释版本两种。
如果嫌麻烦的童鞋可以在留言留下邮箱，笔者会将Demo包发给你~
十分欢迎给笔者的代码和文笔抛出宝贵的意见和建议~
本文已在版权印备案，如需转载请访问版权印。48422928
[获取授权](http://101702070004705.bqy.pub)
