iOS學習筆記34-加速計和陀螺儀

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一、CoreMotion架構介紹

我們知道有一些iOS的應用，會有一些特殊的要求，比如：
1. 電子羅盤指南針之類的應用：讓我們知道方向。
2. 運動類型軟體：讓我們知道我們跑步多少公裡。
3. 社交軟體中的搖一搖功能。
4. 遊戲中扮演角色類中根據裝置的晃動等進行操作。

其實，他們多半是使用了iOS中的一個核心運動架構CoreMotion.framework

• 使用iOS提供給我們的CoreMotion架構，主要是為了訪問加速度計和陀螺儀的相關資料。
• 它不僅僅提供給你獲得即時的加速度值和旋轉速度值，更重要的是，蘋果在其中整合了很多演算法，可以直接給你輸出把重力加速度分量剝離的加速度，省去你的高通濾波操作，以及提供給你一個專門的裝置的三維位置資訊。

感應器介紹：

1. 加速度計：
   加速度計的原理很簡單，現在手機裡面基本配備的都是3維線感應器，也就是說，用來測量x，y，z三個軸上的加速力。加速力就是當物體在加速過程中作用在物體上的力，就好比地球引力，也就是重力。
   
2. 陀螺儀：
   陀螺儀的主要作用，是基於角動量守恒的理論，沿著某個特定的座標軸測量旋轉速率。在使用中，陀螺儀的轉子在高速旋轉時，始終指向一個固定的方向，當運動物體的運動方向偏離預定方向時，陀螺儀就可以感受出來。
   

二、CoreMotion使用

CoreMotion主要負責三種資料：

• 加速度值CMAccelerometerData
• 陀螺儀值CMGyroData
• 裝置motion值CMDeviceMotion

實際上，這個裝置motion值就是通過加速度和旋轉速度進行變換算出來的

CMDeviceMotion屬性介紹：

1. attitude：通俗來講，就是告訴你手機在當前空間的位置和姿勢
2. gravity：重力資訊，其本質是重力加速度向量在當前裝置的參考座標系中的表達
3. userAcceleration：加速度資訊
4. rotationRate：即時的旋轉速率，是陀螺儀的輸出

使用CoreMotion的步驟：

1. 初始化CMMotionManager管理對象
2. 調用管理對象的對象方法擷取資料，有2種方式
3. 處理資料
4. 當你不需要使用的時候，停止擷取資料

-(void)stopAccelerometerUpdates;//停止擷取加速度計資料-(void)stopGyroUpdates;//停止擷取陀螺儀資料-(void)stopDeviceMotionUpdates;//停止擷取裝置motion資料

在CoreMotion中有2種擷取資料方式：

1. Push方式：
   提供一個線程管理器NSOperationQueue和一個回調Block，CoreMotion自動在每一個採樣資料到來的時候回調這個Block，進行處理。在這種情況下，Block中的操作會在你自己的主線程內執行。
2. Pull方式：
   你必須主動去向CMMotionManager要資料，這個資料就是最近一次的採樣資料。你不去要，CMMotionManager就不會給你。

1. 加速度計使用Pull方式擷取：

- (void)useAccelerometerPull{    //初始化全域管理對象    CMMotionManager *manager = [[CMMotionManager alloc] init];    self.motionManager = manager;    //判斷加速度計可不可用，判斷加速度計是否開啟    if ([manager isAccelerometerAvailable] && [manager isAccelerometerActive]){        //告訴manager，更新頻率是100Hz        manager.accelerometerUpdateInterval = 0.01;        //開始更新，後台線程開始運行。這是Pull方式。        [manager startAccelerometerUpdates];    }    //擷取並處理加速度計資料    CMAccelerometerData *newestAccel = self.motionManager.accelerometerData;    NSLog(@"X = %.04f",newestAccel.acceleration.x);    NSLog(@"Y = %.04f",newestAccel.acceleration.y);    NSLog(@"Z = %.04f",newestAccel.acceleration.z);}

2. 加速度計使用Push方式擷取：

- (void)useAccelerometerPush{    //初始化全域管理對象    CMMotionManager *manager = [[CMMotionManager alloc] init];    self.motionManager = manager;    //判斷加速度計可不可用，判斷加速度計是否開啟    if ([manager isAccelerometerAvailable] && [manager isAccelerometerActive]){        //告訴manager，更新頻率是100Hz        manager.accelerometerUpdateInterval = 0.01;        NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];        //Push方式擷取和處理資料        [manager startAccelerometerUpdatesToQueue:queue                 withHandler:^(CMAccelerometerData *accelerometerData, NSError *error)         {             NSLog(@"X = %.04f",accelerometerData.acceleration.x);             NSLog(@"Y = %.04f",accelerometerData.acceleration.y);             NSLog(@"Z = %.04f",accelerometerData.acceleration.z);         }];    }}

3. 陀螺儀使用Push方式擷取，Pull方式就不列出來了，和加速度計使用相似：

- (void)useGyroPush{    //初始化全域管理對象    CMMotionManager *manager = [[CMMotionManager alloc] init];    self.motionManager = manager;    //判斷陀螺儀可不可以，判斷陀螺儀是不是開啟    if ([manager isGyroAvailable] && [manager isGyroActive]){        NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];        //告訴manager，更新頻率是100Hz        manager.gyroUpdateInterval = 0.01;        //Push方式擷取和處理資料        [manager startGyroUpdatesToQueue:queue                             withHandler:^(CMGyroData *gyroData, NSError *error)        {            NSLog(@"Gyro Rotation x = %.04f", gyroData.rotationRate.x);            NSLog(@"Gyro Rotation y = %.04f", gyroData.rotationRate.y);            NSLog(@"Gyro Rotation z = %.04f", gyroData.rotationRate.z);        }];    }}

以上代碼必須是真機上才能正常運行，利用上面的知識我們可以做類似於這樣的效果：

有什麼建議可以在下方評論區中提出！

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