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iOS传感器：使用陀螺仪完成一个小球撞壁的小游戏

上一次借着实现一个随屏幕旋转的小玩意，了解了iPhone内置的加速计。今天咱们继续搞点好玩的东东。按照计划这次要看看陀螺仪了。

最终咱们会完成一个小球撞壁的小游戏,一个超级贱的利用陀螺仪的APP。小球可以感受到重力，从而能够随着手机的运动来一起运动。为了增加一点点趣味性，对小球的运动范围做了限制。当小球碰到屏幕的边缘的时候，会进行反弹，相反方向运动。咱们一起来看看实现后的实况录像：

iOS传感器：使用陀螺仪完成一个小球撞壁的小游戏

今天的代码比起上次的加速计稍微多了一点点，所以就提供了源码供大家批评。同时由于这部分Swfit和Objective-C略微有不太一样的地方，所以源码提供了两版。

其实不管是加速计还是今天的陀螺仪，都是用到了上次说的iOS当中的那个核心运动框架CoreMotion。

1. 陀螺仪介绍

陀螺仪主要是用来测量沿着某个特定的坐标轴旋转速度的。在使用中，陀螺仪始终指向一个固定的方向，当运动物体的运动方向偏离预定方向时，陀螺仪就可以感受出来。

在手机上，仅用加速度计没办法测量或重构出完整的3D动作，测不到转动的动作的，加速计只能检测轴向的线性动作。但陀螺仪则可以对转动、偏转的动作做很好的测量，这样就可以精确分析判断出使用者的实际动作。而后根据动作，可以对手机做相应的操作。

1.1 陀螺仪的应用场景

各位童鞋相比都玩过Wii，那个体感手柄肯定就用到了陀螺仪。玩家通过挥动运动手柄，来控制游戏。例如乒乓球、网球、赛车等等。有一些酷炫的APP会通过小幅度的倾斜，偏转手机，实现彩蛋功能，例如放大缩小之类的。或者把手机屏幕翻转，就可以拒接电话或者静音啥的。拍照类的APP也会通过陀螺仪把拍照时候手的抖动反馈交给图像处理器，以便抓到更清晰稳定的图片。

还有一些是最近刚刚看到的好贱好贱的APP。例如Send Me To Heaven，游戏的玩法超级简单，只需向天空抛掷手机，扔得越高，分数也就越高。

iOS传感器：使用陀螺仪完成一个小球撞壁的小游戏

Throw Me App 另外一个贱不拉几的APP。这是一个相机APP，使用时打开APP并将手机抛向空中，当手机在空中时，使用陀螺仪和加速计探测手机是否达到了最高点，且摄像头是否向下。随后，该应用将激活摄像头快门进行拍照。

1.2 陀螺仪在iOS中的使用

iPhone、iPad、iWatch都有内置的陀螺仪，也都可以让开发者进行调用。同样，用一张图展现一下：

iOS传感器：使用陀螺仪完成一个小球撞壁的小游戏

2. 陀螺仪的使用

2.1 使用步骤

陀螺仪同样也是通过CoreMotion这个框架来管理的，所以和加速计一样，四个标准步骤：

初始化CMMotionManager管理对象；
调用管理对象的对象方法获取数据；
处理数据；
当不需要使用的时候，停止获取数据。

2.2 陀螺仪数据获取的两种方法

CoreMotion中有2种获取数据方式，一种叫做PUSH的方式，一种叫做PULL的方式。顾名思义，PUSH就是被动的获取。设定完了之后，线程定时把获取到的数据推送回来。可想而知，对于资源的消耗是会稍微大一点的。 PULL，就是要去索取。拉一下才会获取到数据。不要不给。上一次加速计咱们给出的代码是OC的，今天咱们就用Swift的。

2.2.1 PULL的方式

    private func useGyroPull() {
         //判断陀螺仪可不可用
         if manager.isGyroAvailable {
             //设置陀螺仪多久采样一次
             manager.gyroUpdateInterval = 0.1
             //开始更新，后台线程开始运行。这是Pull方式。
             manager.startGyroUpdates()
                 
          }
         //获取并处理陀螺仪数据。这里我们就只是简单的做了打印。
         print("X = /(manager.gyroData?.rotationRate.x ?? 0)","Y = /(manager.gyroData?.rotationRate.y ?? 0)","Z = /(manager.gyroData?.rotationRate.z ?? 0)")
     }

2.2.2 PUSH的方式

    private func useGyroPush() {
         //判断陀螺仪可不可用
         if manager.isGyroAvailable {
             //设置陀螺仪多久采样一次
             manager.gyroUpdateInterval = 0.1
             //Push方式获取和处理数据，这里我们一样只是做了简单的打印。把采样的工作放在了主线程中。                     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("陀螺仪不可用")
         }

   
   }

3. 开始我们的小游戏

3.1 思维导图

3.2 实现

3.2.1 以X轴边界值处理及碰壁后速度处理为例

//            对球在X轴碰壁进行处理
             if currentPoint.x = bounds.size.width - imageWidth / 2 {
                 currentPoint.x = bounds.size.width - imageWidth / 2
                 ballXVelocity = -ballXVelocity * 0.8
 
            }

3.2.2 开启陀螺仪并更新

        manager.deviceMotionUpdateInterval = 1 / 60
         //注意一下，在Swift没有了NSOperation。被OperationQueue取代了。
         manager.startDeviceMotionUpdates(to: OperationQueue.main) { (motion, error) in
         
                 self.ballView!.accelleration = (motion?.gravity)!
             //开启主队列异步线程，更新球的位置。
             DispatchQueue.main.async {
                 self.ballView!.updateLocation(multiplier: 5000)
 
            }

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()
    
     }

3.3 关于Swift中重写set/get

其实写到这里的时候才突然想起来，咱们从来没有说过Swift怎么重写Set/Get方法。而且貌似也没有分享过iOS开发中多线程的东东。下个系列非典型技术宅就可以写写多线程相关的玩意儿吧，如果多线程这部分不太明白的话，对不住对不住对不住，马上补上。

在swift中其实重写set不太常见，但这都是OC留下来的臭毛病，就非要重新咋办？请自行搜索，就不提供链接到*书了。

这个不是重点，咱们在写小球的时候用到的是didSet这个方法。这是啥呐？这是swift当中的观察者，用来监视属性除了初始化之外的属性变化。