iOS傳感器：使用陀螺儀完成一個小球撞壁的小遊戲

時間 2019-11-29

標籤 ios 傳感器使用陀螺完成一個小球遊戲欄目 iOS 简体版

原文原文鏈接

上一次藉着實現一個隨屏幕旋轉的小玩意，瞭解了iPhone內置的加速計。今天我們繼續搞點好玩的東東。按照計劃此次要看看陀螺儀了。git

最終我們會完成一個小球撞壁的小遊戲,~~一個超級賤的利用陀螺儀的APP~~。小球能夠感覺到重力，從而可以隨着手機的運動來一塊兒運動。爲了增長一點點趣味性，對小球的運動範圍作了限制。當小球碰到屏幕的邊緣的時候，會進行反彈，相反方向運動。我們一塊兒來看看實現後的實況錄像： github

今天的代碼比起上次的加速計稍微多了一點點，因此就提供了源碼供你們批評。同時因爲這部分Swfit和Objective-C略微有不太同樣的地方，因此源碼提供了兩版。swift

其實不論是加速計仍是今天的陀螺儀，都是用到了上次說的iOS當中的那個核心運動框架CoreMotion。bash

1. 陀螺儀介紹

陀螺儀主要是用來測量沿着某個特定的座標軸旋轉速度的。在使用中，陀螺儀始終指向一個固定的方向，當運動物體的運動方向偏離預約方向時，陀螺儀就能夠感覺出來。多線程

在手機上，僅用加速度計沒辦法測量或重構出完整的3D動做，測不到轉動的動做的，加速計只能檢測軸向的線性動做。但陀螺儀則能夠對轉動、偏轉的動做作很好的測量，這樣就能夠精確分析判斷出使用者的實際動做。然後根據動做，能夠對手機作相應的操做。框架

1.1 陀螺儀的應用場景

各位童鞋相比都玩過Wii，那個體感手柄確定就用到了陀螺儀。玩家經過揮動運動手柄，來控制遊戲。例如乒乓球、網球、賽車等等。有一些酷炫的APP會經過小幅度的傾斜，偏轉手機，實現彩蛋功能，例如放大縮小之類的。或者把手機屏幕翻轉，就能夠拒接電話或者靜音啥的。拍照類的APP也會經過陀螺儀把拍照時候手的抖動反饋交給圖像處理器，以便抓到更清晰穩定的圖片。異步

還有一些是最近剛剛看到的好賤好賤的APP。例如Send Me To Heaven，遊戲的玩法超級簡單，只需向天空拋擲手機，扔得越高，分數也就越高。async

Throw Me App 另一個賤不拉幾的APP。這是一個相機APP，使用時打開APP並將手機拋向空中，當手機在空中時，使用陀螺儀和加速計探測手機是否達到了最高點，且攝像頭是否向下。隨後，該應用將激活攝像頭快門進行拍照。ui

1.2 陀螺儀在iOS中的使用

iPhone、iPad、iWatch都有內置的陀螺儀，也均可以讓開發者進行調用。一樣，用一張圖展示一下：spa

2. 陀螺儀的使用

2.1 使用步驟

陀螺儀一樣也是經過CoreMotion這個框架來管理的，因此和加速計同樣，四個標準步驟：

初始化CMMotionManager管理對象；
調用管理對象的對象方法獲取數據；
處理數據；
當不須要使用的時候，中止獲取數據。

2.2 陀螺儀數據獲取的兩種方法

CoreMotion中有2種獲取數據方式，一種叫作PUSH的方式，一種叫作PULL的方式。顧名思義，PUSH就是被動的獲取。設定完了以後，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。上一次加速計我們給出的代碼是OC的，今天我們就用Swift的。

2.2.1 PULL的方式

    private func useGyroPull() {
        //判斷陀螺儀可不可用
        if manager.isGyroAvailable {
            //設置陀螺儀多久採樣一次
            manager.gyroUpdateInterval = 0.1
            //開始更新，後臺線程開始運行。這是Pull方式。
            manager.startGyroUpdates()
            
        }
        //獲取並處理陀螺儀數據。這裏咱們就只是簡單的作了打印。
        print("X = \(manager.gyroData?.rotationRate.x ?? 0)","Y = \(manager.gyroData?.rotationRate.y ?? 0)","Z = \(manager.gyroData?.rotationRate.z ?? 0)")

    }
複製代碼

2.2.2 PUSH的方式

    private func useGyroPush() {
        //判斷陀螺儀可不可用
        if manager.isGyroAvailable {
            //設置陀螺儀多久採樣一次
            manager.gyroUpdateInterval = 0.1
            //Push方式獲取和處理數據，這裏咱們同樣只是作了簡單的打印。把採樣的工做放在了主線程中。
            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("陀螺儀不可用")
        }

    }
複製代碼

3. 開始咱們的小遊戲

3.1 思惟導圖

3.2 實現

3.2.1 以X軸邊界值處理及碰壁後速度處理爲例

//            對球在X軸碰壁進行處理
            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

            }
複製代碼

3.2.2 開啓陀螺儀並更新

        manager.deviceMotionUpdateInterval = 1 / 60
        //注意一下，在Swift沒有了NSOperation。被OperationQueue取代了。
        manager.startDeviceMotionUpdates(to: OperationQueue.main) { (motion, error) in
            
            self.ballView!.accelleration = (motion?.gravity)!
            //開啓主隊列異步線程，更新球的位置。
            DispatchQueue.main.async {
                self.ballView!.updateLocation(multiplier: 5000)

            }
複製代碼

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()

    }
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