iOS開發之UIDynamic

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1、概述

什麼是UIDynamic？

UIDynamic是從iOS 7開始引入的一種新技術，隸屬於UIKit架構。

可以認為是一種物理引擎，能類比和模擬現實生活中的物理現象。比如：重力、彈性碰撞等現象。

物理引擎的價值：

（1）廣泛用於遊戲開發，經典成功案例是“憤怒的小鳥”

（2）讓開發人員可以在遠離物理學公式的情況下，實現炫酷的物理模擬效果

（3）提高了遊戲開發效率，產生更多優秀好玩的物理模擬遊戲

知名的2D物理引擎：

Box2d

Chipmunk

2、使用步驟

要想使用UIDynamic來實現物理模擬效果，大致的步驟如下：

第一步：建立一個物理模擬器（順便設定模擬範圍）。

第二步：建立相應的物理模擬行為（順便添加物理模擬元素）。

第三步:將物理模擬行為添加到物理模擬器中 à 開始模擬。

3、三大概念

物理模擬元素（Dynamic Item）

誰要進行物理模擬？

注意：

（1）不是任何對象都能做物理模擬元素

（2）不是任何對象都能進行物理模擬

這些對象才能做物理模擬元素：

（1）任何遵守了UIDynamicItem協議的對象

（2）UIView預設已經遵守了UIDynamicItem協議，因此任何UI控制項都能做物理模擬

（3）UICollectionViewLayoutAttributes類預設也遵守UIDynamicItem協議

物理模擬行為（Dynamic Behavior）

執行怎樣的物理模擬效果？怎樣的動畫效果？

UIDynamic提供了以下幾種物理模擬行為：

UIGravityBehavior：重力行為

UICollisionBehavior：碰撞行為

UISnapBehavior：捕捉行為

UIPushBehavior：推動行為

UIAttachmentBehavior：附著行為

UIDynamicItemBehavior：動力元素行為

物理模擬行為須知：

（1）上述所有物理模擬行為都繼承自UIDynamicBehavior

（2）所有的UIDynamicBehavior都可以獨立進行

（3）組合使用多種行為時，可以實現一些比較複雜的效果

物理模擬器（Dynamic Animator）

讓物理模擬元素執行具體的物理模擬行為

物理模擬器須知：

（1）它可以讓物理模擬元素執行物理模擬行為

（2）它是UIDynamicAnimator類型的對象

UIDynamicAnimator的初始化：

- (instancetype)initWithReferenceView:(UIView *)view;

view參數：是一個參照視圖，表示物理模擬的範圍

UIDynamicAnimator的常見方法：

- (void)addBehavior:(UIDynamicBehavior *)behavior;

添加1個物理模擬行為

 

- (void)removeBehavior:(UIDynamicBehavior *)behavior;

移除1個物理模擬行為

 

- (void)removeAllBehaviors;

移除之前添加過的所有物理模擬行為

UIDynamicAnimator的常見屬性：

@property (nonatomic, readonly) UIView* referenceView;

參照視圖

 

@property (nonatomic, readonly, copy) NSArray* behaviors;

添加到物理模擬器中的所有物理模擬行為

 

@property (nonatomic, readonly, getter = isRunning) BOOL running;

是否進行中物理模擬

 

@property (nonatomic, assign) id <UIDynamicAnimatorDelegate> delegate;

代理對象（能監聽物理模擬器的模擬過程，比如開始和結束）

4、重力行為（UIGravityAnimator）

簡介：

給定重力方向、加速度，讓物體朝著重力方向掉落

UIGravityBehavior的初始化：

- (instancetype)initWithItems:(NSArray *)items;

item參數 ：裡面存放著物理模擬元素

UIGravityBehavior常見方法：

- (void)addItem:(id <UIDynamicItem>)item;

添加1個物理模擬元素

 

- (void)removeItem:(id <UIDynamicItem>)item;

移除1個物理模擬元素

UIGravityBehavior常見屬性

@property (nonatomic, readonly, copy) NSArray* items;

添加到重力行為中的所有物理模擬元素

 

@property (readwrite, nonatomic) CGVector gravityDirection;

重力方向（是一個二維向量）

 

@property (readwrite, nonatomic) CGFloat angle;

重力方向（是一個角度，以x軸正方向為0°，順時針正數，逆時針負數）

 

@property (readwrite, nonatomic) CGFloat magnitude;

量級（用來控制加速度，1.0代表加速度是1000 points /second²）

例如，使一個UIImageView往下落效果

設定成員屬性：

@property (nonatomic, strong) UIDynamicAnimator *animator;

//第一步：建立一個物理模擬器（順便設定模擬範圍）。

self.animator =

[[UIDynamicAnimator alloc] initWithReferenceView:self.view];

//第二步：建立相應的物理模擬行為（順便添加物理模擬元素）。

UIGravityBehavior *gravity =

[[UIGravityBehavior alloc] initWithItems:@[self.blueView]];

//第三步:將物理模擬行為添加到物理模擬器中 à 開始模擬。

[self.animator addBehavior:gravity];

還可以將碰撞行為與上面重力行為合成一個動畫，實現UIImageView落到螢幕最下邊時加一個彈跳效果：

//建立物理模擬行為--->重力行為(items: 物理模擬元素)

UIGravityBehavior *gravity = [[UIGravityBehavior alloc] initWithItems:@[self.blueView]];

   

//碰撞檢測行為

UICollisionBehavior *collision = [[UICollisionBehavior alloc] initWithItems:@[self.blueView]];//可以添加多個，比如@[self.blueView，self.blueView2, self.blueView3]

// 讓參照視圖的bounds成為碰撞檢測的邊框

collision.translatesReferenceBoundsIntoBoundary = YES;

   

//添加 物理模擬行為 到 物理模擬器

[self.animator addBehavior:gravity];

[self.animator addBehavior:collision];

重點知識點：

如果讓你直接寫，你或許會這樣寫：

UIDynamicAnimator  *animator =

[[UIDynamicAnimator alloc] initWithReferenceView:self.view];

UIGravityBehavior *gravity =

[[UIGravityBehavior alloc] initWithItems:@[self.blueView]];

[animator addBehavior:gravity];

上面代碼不會實現預料效果，因為執行完上面代碼後animator會立即被銷毀，來不及實現動畫效果物理模擬器對象就被銷毀了。這就是上面為什麼把模擬器設定為成員屬性的原因。這是個重要知識點，在其他方面也會經常遇到。

5、碰撞行為（UICollisionBehavior）

簡介：

（1）可以讓物體之間實現碰撞效果

（2）可以通過添加邊界（boundary），讓物理碰撞局限在某個空間中

UICollisionBehavior邊界相關的方法：

- (void)addBoundaryWithIdentifier:(id <NSCopying>)identifier forPath:(UIBezierPath*)bezierPath;

 

- (void)addBoundaryWithIdentifier:(id <NSCopying>)identifier fromPoint:(CGPoint)p1 toPoint:(CGPoint)p2;

 

- (UIBezierPath*)boundaryWithIdentifier:(id <NSCopying>)identifier;

 

- (void)removeBoundaryWithIdentifier:(id <NSCopying>)identifier;

 

@property (nonatomic, readonly, copy) NSArray* boundaryIdentifiers;

 

- (void)removeAllBoundaries;

UICollisionBehavior常見用法：

@property (nonatomic, readwrite) BOOL translatesReferenceBoundsIntoBoundary;

是否以參照視圖的bounds為邊界

 

- (void)setTranslatesReferenceBoundsIntoBoundaryWithInsets:

(UIEdgeInsets)insets;

設定參照視圖的bounds為邊界，並且設定內邊距

 

@property (nonatomic, readwrite) UICollisionBehaviorMode collisionMode;

碰撞模式（分為3種，元素碰撞、邊界碰撞、全體碰撞）

 

@property (nonatomic, assign, readwrite) id <UICollisionBehaviorDelegate> collisionDelegate;

代理對象（可以監聽元素的碰撞過程）

6、捕捉行為（UISnapBehavior）

簡介：

可以讓物體迅速衝到某個位置（捕捉位置），捕捉到位置之後會帶有一定的震動

UISnapBehavior的初始化：

- (instancetype)initWithItem:(id <UIDynamicItem>)item snapToPoint:

(CGPoint)point;

UISnapBehavior常見屬性：

@property (nonatomic, assign) CGFloat damping;

用於減幅、減震（取值範圍是0.0 ~ 1.0，值越大，震動幅度越小）

UISnapBehavior使用注意：

如果要進行連續的捕捉行為，需要先把前面的捕捉行為從物理模擬器中移除

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