实战iOS 9:剖析UIKit Dynamics的改进

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本文出自：shinobicontrols，作者：Chris Grant，译文出自：Nathan_Bao的博客，译者：nathan1

iOS9 Day-by-Day是作者Chris Grant写的系列博客，覆盖了iOS开发者必须知道的关于iOS 9的新技术与API，并且还进行了实际操作演练，每篇文章中相关的代码Chris都会将其上传至GitHub上。在Search APIs、UI Testing、Storyboard References、UIStackView、Xcode Code Coverage、Multitasking、Contacts Framework、Apple Pay之后，作者写到了第九篇——UIKit Dynamics。译文如下：

UIKit Dynamics是在iOS 7中首次被介绍，可以让开发者通过简单的方式，给应用界面添加模拟物理世界的交互动画。iOS 9中又加入了一些大的改进，我们将在本文中查看一些。

Non-Rectangular Collision Bounds

在iOS 9之前，UIKitDynamics的collision bounds只能是长方形。这让一些并非是完美的长方形的碰撞效果看起来有些古怪。iOS 9中支持三种collision bounds分别是Rectangle（长方形）、Ellipse（椭圆形）和Path（路径）。Path可以是任意路径，只要是逆时针的，并且不是交叉在一起的。一个警告是，path必须是凸面的不能使凹面的。

为了提供一个自定义的collision bounds ，你可以子定义一个UIView的子类。

class Ellipse: UIView {
    override var collisionBoundsType: UIDynamicItemCollisionBoundsType {
        return .Ellipse
    }
}

如果你有个自定义的视图有一个自定义的bounds，你同样可以这么做。

UIFieldBehavior

在iOS 9之前，只有一种gravity behaviour（重力感应）类型的behaviour。开发者也无法扩展或者自定义其他类型。

现在，UIKit Dynamics包含了更多的behaviours：

• Linear Gravity
• Radial Gravity
• Noise
• Custom

这些behaviours都有一些属性可以用来设置不同的效果，并且可以简单的添加和使用。

Building a UIFieldBehavior & Non-Rectangular Collision Bounds Example

我们来用创建一个例子，把这两个特性都融合进来。它有几个视图（一个椭圆和一个正方形）添加了一些碰撞逻辑和一些噪音的UIFieldBehavior。

要使用UIKit Dynamics，首先要创建一个UIDynamicAnimator。在viewDidLoad方法中，为你的变量创建一个引用。

// Set up a UIDynamicAnimator on the view.
animator = UIDynamicAnimator(referenceView: view)

现在你需要添加一些视图，它们将会动起来。

// Add two views to the view
let square = UIView(frame: CGRect(x: 0, y: 0, width: 100, height: 100))
square.backgroundColor = .blueColor
view.addSubview(square)

let ellipse = Ellipse(frame: CGRect(x: 0, y: 100, width: 100, height: 100))
ellipse.backgroundColor = .yellowColor
ellipse.layer.cornerRadius = 50
view.addSubview(ellipse)

这是我们给view添加的两个基本的behaviors。

let items = [square, ellipse]

// Create some gravity so the items always fall towards the bottom.
let gravity = UIGravityBehavior(items: items)
animator.addBehavior(gravity)

第一个behaviors，我们添加了一个重力感应模型。

let noiseField:UIFieldBehavior = UIFieldBehavior.noiseFieldWithSmoothness(1.0, animationSpeed: 0.5)
// Set up the noise field
noiseField.addItem(square)
noiseField.addItem(ellipse)
noiseField.strength = 0.5
animator.addBehavior(noiseField)

接下来我们添加了一个UIFieldBehavior。使用noiseFieldWithSmoothness方法进行了初始化。我们把方形和椭圆形添加到了behavior中，然后给animator添加了field behavior。

// Don't let objects overlap each other - set up a collide behaviour
let collision = UICollisionBehavior(items: items)
collision.setTranslatesReferenceBoundsIntoBoundaryWithInsets(UIEdgeInsets(top: 20, left: 5, bottom: 5, right: 5))
animator.addBehavior(collision)

我们接着创建了一个UICollisionBehavior。这会阻止两个元素在碰撞时叠加，并增加了物理模型的动画效果。我们使用setTranslatesReferenceBoundsIntoBoundaryWithInsets，给视图添加了一个边缘的设置。如果不设置这个盒子的话，刚才的重力感应动画会把方形和椭圆形的视图掉进屏幕以下，而回不来。（我们就看不到碰撞了）

说到重力感应，我们需要确保他的方向始终是朝下的，也就是实际的物理世界中的方向。为了做到这点，我们需要使用 CoreMotion framework。创建一个CMMotionManager 变量。

let manager:CMMotionManager = CMMotionManager

我们设置一个变量作为类的属性，是因为我们始终需要用到它。否则的话，CMMotionManager会因为被释放掉而无法更新。当我们发现设备的方向发生变化，为们设置重力感应模型的 gravityDirection属性来，让重力的方向始终向下。

// Used to alter the gravity so it always points down.
if manager.deviceMotionAvailable {
    manager.deviceMotionUpdateInterval = 0.1
    manager.startDeviceMotionUpdatesToQueue(NSOperationQueue.mainQueue, withHandler:{
        deviceManager, error in
        gravity.gravityDirection = CGVector(dx: deviceManager!.gravity.x, dy: -deviceManager!.gravity.y)
    })
}

注意，我们这个例子只支持了portrait一种模式，如果你希望支持全部的方向的话，你可以自己添加一些计算代码。

当你打开应用时，你可以看到如下图一样的画面。

方形视图围绕着椭圆移动，但你无法看出什么门道。WWDC的session 229，介绍了一个方法，可以可视化的看到动画的效果。你需要添加一个桥接头（如果是用swift写的项目），添加以下代码。

@import UIKit;
#if DEBUG
@interface UIDynamicAnimator (AAPLDebugInterfaceOnly)
/// Use this property for debug purposes when testing.
@property (nonatomic, getter=isDebugEnabled) BOOL debugEnabled;
@end
#endif

这会暴露一些私有API，让UIDynamicAnimator把debug模式打开。这能让你观察到空间扭曲的情况。在ViewController类中，把animator的debugEnable属性设置为true。

animator.debugEnabled = true // Private API. See the bridging header.

现在，当你打开应用时，你就能够看到UIFieldBehavior提供的空间扭曲了。

你同样能够看到视图碰撞时，围绕在方形和圆形上的的轮廓线。你还可以添加另外一些属性，它们并非API 的标注属性，但是可以在lldb中使用。比如debugInterval和debugAnimationSpeed，当你需要debug你的动画时，它们会非常有帮助。

我们可以看到field起了作用，可以清楚的看到碰撞的效果。如果我们想tweak更多属性，可以给对象设置具体的数值，然后重启应用看看它的变化。我们给页面添加三个UISlider控制组件，分别控制力量、平滑度和速度，力量的组件数值范围在0-25，其他两个都是0-1。

当你在Interface Builder中创建好，拖拽三个动作事件到ViewController类，然后按下面设置，更新它们的属性。

@IBAction func smoothnessValueChanged(sender: UISlider) {
    noiseField.smoothness = CGFloat(sender.value)
}
@IBAction func speedValueChanged(sender: UISlider) {
    noiseField.animationSpeed = CGFloat(sender.value)
}
@IBAction func strengthValueChanged(sender: UISlider) {
    noiseField.strength = CGFloat(sender.value)
}

现在，运行应用。你可以通过控制条来设置属性的具体值，以观察动画的实际效果。

希望这些能够让你快速理解UIKit Dynamics里UIFieldBehavior和non-rectangular collision bounds APIs是怎么工作和debug的。我推荐你在真实的设备（而不是模拟器）中查看效果，否则你看不出motion所带来的效果变化。