在寫上一個動畫系列的時候學到了非常多的知識,也認識了很多人。例如受邀進入了某個神秘的動效組織,全是一線的大神啊。有UI的大牛、UED的大神、iOS的大神。加入組織可以閱讀這裏:加入CRAnimation組織

真的是發現堅持寫作,其實也是逼迫自己堅持不斷學習的過程。那麼,來來來,星辰大海我們又開始啟程了。這次這個系列吶,我管它叫《藍牙和傳感器小兄弟們》。先暫時這麼叫着,等想到什麼好聽的名字再改。計劃是八篇文章。


簡書封面佔位圖.jpg

咳咳,至於最終是不是八篇就不知道了。反正現在先這麼計劃着,沒有計劃就沒有辦法實施嘛。實在不行就改需求,需求就是用來改的……-_-+++。所以,以下目錄 隨時修改 僅供參考。

第一篇:加速傳感器
第二篇:陀螺儀
第三篇:磁力計
第四篇:距離傳感器
第五篇:指紋識別傳感器
第六篇:藍牙之MultipeerConnectivity
第七篇:藍牙之Core Bluetooth
第八篇:想個好玩的例子,把前面的都綜合一下。

這個系列的內容模擬器基本上都不支持,需要真機測試才可以。所以掏出手機,咱們一起來搞事情吧。為了能夠錄到手機效果,也是小費了一番周折。

咱們通過實現一個隨屏幕旋轉的圖片來看看加速計怎麼玩。下面是完成后的效果視頻截圖。請無視我的小背心:


隨屏幕旋轉效果圖

有一些APP除了絢麗的界面之外,還會有一些特殊的功能。例如微信的搖一搖,各種健康軟件的計步器,指南針等等。這些APP其實都用到了iOS當中一個核心運動框架,叫做CoreMotion

CoreMotion可以從內置的傳感器中獲取數據,這些傳感器包括陀螺儀、加速器和磁力計。更值得嘚瑟的是,蘋果集成了很多算法,可以直接輸出剝離重力加速因素的加速度信息。好流弊的樣紙。

1. 加速計介紹

iPhone、iPad、iWatch都可以測量x,y,x三個軸上的加速力。加速力就是當物體在加速過程中作用在物體上的力。用一張圖說明一下下:


軸向介紹.png

2. 加速計的使用

既然說了加速計是通過CoreMotion這個框架來管理的,而且蘋果繼承了辣么多算法,所以CoreMotion一定還有一個Manager。官方是這麼介紹CMMotionManager:

A CMMotionManager object is the gateway to the motion services provided by iOS. These services provide an app with accelerometer data, rotation-rate data, magnetometer data, and other device-motion data such as attitude. These types of data originate with a device’s accelerometers and (on some models) its magnetometer and gyroscope.

所以只要使用Motion的服務,咱們一定需要使用CMMotionManager。
使用步驟如下:

  1. 初始化CMMotionManager管理對象;
  2. 調用管理對象的對象方法獲取數據;
  3. 處理數據;
  4. 當不需要使用的時候,停止獲取數據。
//初始化全局管理對象
- (CMMotionManager *)manager{
    if (!_manager) {
        _manager = [[CMMotionManager alloc] init];
    }
    return _manager;
}
//停止獲取加速計數據。在停止之前判斷一下是否還處在活動
    if ( self.manager.accelerometerActive) {
        [self.manager stopAccelerometerUpdates];
        NSLog(@"關閉啦");
    }

3. 獲取加速計數據的兩種方式

CoreMotion中有2種獲取數據方式,一種叫做PUSH的方式,一種叫做PULL的方式。
顧名思義,PUSH就是被動的獲取。設定完了之後,線程定時把獲取到的數據推送回來。可想而知,對於資源的消耗是會稍微大一點的。

PULL,就是要去索取。拉一下才會獲取到數據。不要不給。

3.1 PULL的方式

- (void)useAccelerometerPull{

    //判斷加速度計可不可用
    if (self.manager.accelerometerAvailable){
        //設置加速計多久採樣一次
        self.manager.accelerometerUpdateInterval = 0.1;
        //開始更新,後台線程開始運行。這是Pull方式。
        [self.manager startAccelerometerUpdates];
    }
    //獲取並處理加速度計數據。這裏我們就只是簡單的做了打印。
    NSLog(@"X = %f,Y = %f,Z = %f",self.manager.accelerometerData.acceleration.x,self.manager.accelerometerData.acceleration.y,self.manager.accelerometerData.acceleration.z);
}

3.2 PUSH的方式

- (void)useAccelerometerPush{
    //判斷加速度計可不可用,判斷加速度計是否開啟
    if (self.manager.accelerometerAvailable){
        //設置加速計多久採樣一次
        self.manager.accelerometerUpdateInterval = 0.1;
        //Push方式獲取和處理數據,這裏我們一樣只是做了簡單的打印。把採樣的工作放在了主線程中。
        [self.manager startAccelerometerUpdatesToQueue:[NSOperationQueue mainQueue]
                                      withHandler:^(CMAccelerometerData *accelerometerData, NSError *error){
       NSLog(@"X = %f,Y = %f,Z = %f",self.manager.accelerometerData.acceleration.x,self.manager.accelerometerData.acceleration.y,self.manager.accelerometerData.acceleration.z);
         }];
    } else{
        NSLog(@"不可用");
    }
}

3.3 打印結果

我們可以愉快的看到XYZ軸的數值在瘋狂地變化。這中間我的手機屏幕一直在晃動。


accelerometer.gif

4. 實現圖片永遠水平方向

4.1 思路

STEP1:為了能夠讓圖片無論在設備如何傾斜的情況下都保持水平,肯定首先要獲取到屏幕的旋轉。

STEP2:用很高的頻率獲取到這個數值之後,來旋轉圖片。
STEP 3: 就結束了。神馬?!!!!開玩笑啦。其實在這個過程中可以發現,圖片在旋轉的時候會有一些抖動。腫么辦呢?我們可以考對一定時間內獲取的數據取平均值來緩和。在使用了下次文章介紹的陀螺儀之後,抖動效果也會得到明顯的改善。這一部分的代碼部分宅胖兒就沒有實現了,自己嘗試一下?!啦啦啦啦啦。

4.2 實現


隨屏幕旋轉效果圖
- (void)keepBalance{
        if (self.manager.accelerometerAvailable) {
            //設置加速計採樣頻率
            self.manager.accelerometerUpdateInterval = 0.01f;
            [self.manager startAccelerometerUpdatesToQueue:[NSOperationQueue mainQueue] withHandler:^(CMAccelerometerData * _Nullable accelerometerData, NSError * _Nullable error) {
//                計算圖片的水平傾斜角度。這裏沒有實現Z軸的形變,所以咱們只能在XY軸上變換。有興趣的童鞋自己實現Z軸好不好?
                double rotation = atan2(accelerometerData.acceleration.x, accelerometerData.acceleration.y) - M_PI;
                self.imageView.transform = CGAffineTransformMakeRotation(rotation);
            }];
        }
}

4.3 關於形變角度atan2的說明

//計算旋轉角度
double rotation = atan2(accelerometerData.acceleration.x, accelerometerData.acceleration.y) - M_PI;

這個裡面用到了一個C語言的函數。atan2返回的是原點至點(x,y)的方位角,即與 x 軸的夾角。

你可能從未用過atan2這個函數,它和atan類似,但atan返回值範圍是(-PI/2,PI/2),atan2返回值範圍是(-PI,PI),並且他有兩個參數。

atan2這個函數我們其實可以在很多地方都看到,Android、JS、PHP等等都能遇見到。如果想進一步深入了解,可以移步百度百科,感覺講的還算挺清楚的。百度百科關於atan2的鏈接; <br>維基百科關於atan2的鏈接

個人感覺還是有必要好好了解一下的。

好啦~手工~~~下次咱們用陀螺儀做一個水平滾動的小球的遊戲玩玩~

代碼就不用上傳了吧,就這麼幾行。多謝各位大爺評論、點贊、打賞。