探索陀螺仪与加速度计的奇妙世界

### 探索陀螺仪与加速度计的奇妙世界 在现代移动设备中，陀螺仪和加速度计已经成为了不可或缺的组件，它们为我们带来了更加丰富和交互性强的应用体验。本文将深入探讨加速度计的多种应用场景，包括摇晃检测、模拟手机损坏效果以及作为游戏的方向控制器等，并通过具体的代码示例和操作步骤，帮助你更好地理解和应用这些技术。 #### 加速度计基础 加速度计能够测量设备在三个轴（x、y、z）上的加速度。当手机直立放置时，y 轴的正值可能表示手机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，因此很难获得非常精确的值。 #### 摇晃检测 摇晃检测是加速度计的一个常见应用场景。许多应用程序利用摇晃手势作为一种输入方式，例如 iOS 示例代码项目中的绘图程序 GLPaint，用户可以通过摇晃设备来擦除绘图。 ##### 简单摇晃检测 简单的摇晃检测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，三个轴上的值通常不会超过 1.3g，而超过 2.3g 通常需要有意施加的力。因此，可以设置阈值为 1.5 来检测轻微摇晃，设置为 2.0 来检测强烈摇晃。以下是一个简单的摇晃检测代码示例： ```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... } } ``` 这个方法会检测任何轴上超过两个 g 力的运动。 ##### 复杂摇晃检测 为了实现更复杂的摇晃检测，可以要求用户在一定时间内来回摇晃一定次数才能被识别为一次摇晃。以下是一个示例代码： ```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]; } } } ``` 这个方法会跟踪加速度计报告的超过 2.0 的值的次数，如果在 1.5 秒内发生了四次，则将其识别为一次摇晃。 ##### 内置摇晃检测 iOS 还提供了内置的摇晃检测方法，通过响应链来实现。具体来说，有三个响应方法用于检测运动： - `motionBegan:withEvent:`：当运动开始时，该方法会被发送到第一响应者，并通过响应链传递。 - `motionEnded:withEvent:`：当运动结束时，该方法会被发送到第一响应者。 - `motionCancelled:withEvent:`：如果在摇晃过程中手机响铃或发生其他中断操作，该消息会被发送到第一响应者。 因此，你可以在不直接使用 `CMMotionManager` 的情况下检测摇晃。只需要在视图或视图控制器中重写相应的运动感应方法，当用户摇晃手机时，这些方法会自动被调用。除非你需要对摇晃手势进行更精细的控制，否则建议使用内置的运动检测方法。 #### 摇晃模拟手机损坏效果 接下来，我们将创建一个应用程序，该应用程序可以检测摇晃，并使手机看起来和听起来像是因为摇晃而损坏了。 ##### 创建项目 1. 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. 在项目存档的 `19 - ShakeAndBreak` 文件夹中，将 `home.png`、`homebroken.png` 和 `glass.wav` 拖到项目中。同时，将 `icon.png` 文件也添加到项目中。 3. 展开 `Supporting Files` 文件夹，选择 `ShakeAndBreak-Info.plist` 打开属性列表编辑器。 - 右键单击属性列表编辑器中的任意位置，选择 `Show Raw Keys/Values` 选项，以便查看我们正在设置的配置的真实名称。 - 单击属性列表中的任意行，按回车键添加一行新行。将新行的 `Key` 更改为 `UIStatusBarHidden`，将 `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字符串项。在 `Value` 列中输入 `icon.png`。 ##### 创建视图控制器 1. 打开 `BIDViewController.h` 文件，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. 保存头文件后，选择 `BIDViewController.xib` 文件在 Interface Builder 中进行编辑。 - 单击视图图标选择视图，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 `Image View` 到布局区域的视图中。图像视图应自动调整大小以占据整个窗口，只需将其放置在窗口内即可。 - 从 `File’s Owner` 图标按住 `Control` 键拖动到图像视图，选择 `imageView` 出口。然后保存 nib 文件。 3. 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; ``` 4. 实现 `viewDidLoad` 方法： ```objc - (void) viewDidLoad { [super viewDidLoad]; // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib. NSString *path = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"glass" ofType:@"wav"]; NSURL *url = [NSURL fileURLWithPath:path]; AudioServicesCreateSystemSoundID((__bridge CFURLRef)url, ```