探索陀螺仪与加速度计：从震动检测到游戏控制

### 探索陀螺仪与加速度计：从震动检测到游戏控制 #### 加速度计基础与震动检测 加速度计在移动设备中是一个非常重要的传感器，它能够检测设备在三个轴（x、y、z）上的加速度。当设备直立持有时，y轴的正值可能意味着设备被倒置或者正在向下移动。在实际使用中，由于加速度计非常敏感，即使是微小的运动也能被检测到，所以通常三个轴上都会有一些微小的力值。 加速度计在第三方应用中有很多常见的用途，其中之一就是作为游戏的控制器。不过，我们先来看另一个常见的应用：震动检测。 震动可以作为应用程序的一种输入形式，例如iOS示例代码项目中的绘图程序GLPaint，用户可以通过摇晃iOS设备来擦除绘图。检测震动相对简单，只需要检查某个轴上的绝对值是否超过设定的阈值。在正常使用中，三个轴中的某一个轴记录的值最高可达约1.3g，但要获得比这高得多的值通常需要有意施加的力。根据经验，加速度计似乎无法记录高于约2.3g的值，所以阈值不要设置得高于这个值。 以下是一个简单的震动检测方法，用于检测任何轴上超过2g力的运动： ```objc - (void)accelerometer:(UIAccelerometer *)accelerometer didAccelerate:(UIAcceleration *)acceleration { if (fabsf(acceleration.x) > 2.0 || fabsf(acceleration.y) > 2.0 || fabsf(acceleration.z) > 2.0) { // Do something here... } } ``` 我们还可以实现更复杂的震动检测，要求用户在一定时间内来回摇晃一定次数才记录为一次震动： ```objc - (void)accelerometer:(UIAccelerometer *)accelerometer didAccelerate:(UIAcceleration *)acceleration { static NSInteger shakeCount = 0; static NSDate *shakeStart; NSDate *now = [[NSDate alloc] init]; NSDate *checkDate = [[NSDate alloc] initWithTimeInterval:1.5f sinceDate:shakeStart]; if ([now compare:checkDate] == NSOrderedDescending || shakeStart == nil) { shakeCount = 0; shakeStart = [[NSDate alloc] init]; } if (fabsf(acceleration.x) > 2.0 || fabsf(acceleration.y) > 2.0 || fabsf(acceleration.z) > 2.0) { shakeCount++; if (shakeCount > 4) { // Do something shakeCount = 0; shakeStart = [[NSDate alloc] init]; } } } ``` 这个方法会记录加速度计报告值超过2.0的次数，如果在1.5秒内发生四次，就记录为一次震动。 除了手动检测震动，iOS还提供了内置的震动检测方法，通过响应链来实现。iOS提供了三个类似的响应方法来检测运动： - 当运动开始时，`motionBegan:withEvent:`方法会发送给第一响应者，然后通过响应链传递。 - 当运动结束时，`motionEnded:withEvent:`方法会发送给第一响应者。 - 如果在摇晃过程中手机响铃或发生其他中断操作，`motionCancelled:withEvent:`消息会发送给第一响应者。 除非你特别需要对震动手势进行更多控制，否则应该使用内置的运动检测方法，而不是前面描述的手动方法。 #### “摇晃破裂”应用实践 现在我们来创建一个“摇晃破裂”的应用程序，该应用程序会检测设备的摇晃，然后让手机看起来和听起来像因摇晃而破裂。 以下是创建该应用的具体步骤： 1. **创建项目**：在Xcode中使用单视图应用程序模板创建一个新项目，命名为ShakeAndBreak。 2. **添加资源**：在项目存档的19 - ShakeAndBreak文件夹中，有该应用所需的两个图像和一个声音文件。将`home.png`、`homebroken.png`和`glass.wav`拖到你的项目中，同时将该文件夹中的`icon.png`文件也添加到项目中。 3. **修改属性列表**：展开Supporting Files文件夹，选择ShakeAndBreak - Info.plist以打开属性列表编辑器。我们需要在属性列表中添加一个条目，告诉应用程序不使用状态栏。具体操作如下： - 右键单击（或按住Control键单击）属性列表编辑器中的任意位置，从上下文菜单中选择Show Raw Keys/Values选项，以便查看我们设置的配置的真实名称。 - 单击属性列表中的任意行，按回车键添加一个新行。将新行的Key更改为`UIStatusBarHidden`，将该行的Value从默认的NO更改为YES。 - 展开名为`CFBundleIconFiles`的数组条目，按回车键添加一个新的String项，在Value列中输入`icon.png`。 接下来，我们开始创建视图控制器： 1. **编辑头文件**：单击BIDViewController.h，添加以下代码： ```objc #import <UIKit/UIKit.h> #import <CoreMotion/CoreMotion.h> #import <AudioToolbox/AudioToolbox.h> #define kAccelerationThreshold 1.7 #define kUpdateInterval (1.0f / 10.0f) @interface BIDViewController : UIViewController <UIAccelerometerDelegate> @property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView; @property (strong, nonatomic) CMMotionManager *motionManager; @property (assign, nonatomic) BOOL brokenScreenShowing; @property (assign, nonatomic) SystemSoundID soundID; @property (strong, nonatomic) UIImage *fixed; @property (strong, nonatomic) UIImage *broken; @end ``` 2. **编辑xib文件**：选择BIDViewController.xib在Interface Builder中编辑该文件。单击View图标选择视图，然后打开属性检查器，将Simulated Metrics下的Status Bar弹出菜单从Gray更改为None。从库中拖动一个ImageView到布局区域的视图中，该ImageView应自动调整大小以占据整个窗口，只需将其放置在窗口中即可。通过Control - 拖动从File’s Owner图标到ImageView，并选择imageView出口，然后保存nib文件。 3. **编辑实现文件**：选择BIDViewController.m文件，在文件顶部添加以下代码： ```objc #import "BIDViewController.h" @implementation BIDViewController @synthesize imageView; @synthesize motionManager; @synthesize brokenScreenShowing; @synthesize soundID; @synthesize fixed; @synthesize broken; ``` 然后为`viewDidLoad`方法提供以下实现： ```objc - (void) viewDidLoad { [super viewDidLoad]; // Do any additional setup after loading the view, typically from a ```