Apple Watch -- 作为游戏开发者的你准备好了么? (上)

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Apple Watch -- 作为游戏开发者的你准备好了么？ （上）

对于去年（2014年）苹果的产品线来说，最具创新的或许应该算得上Apple Watch了，在此之前各个网站和分析师的猜测就已经漫天飞舞。 关注点无不外乎是在手表和iTV这两个产品上。 2014年9月9日上午10点（北京时间9月10日凌晨1点），苹果2014年秋季新品发布会在总部所在地——加州库比蒂诺当地的Flint表演艺术中心举行，会上苹果CEO宣布发布全新的产品：Apple Watch。 上市时间是2015年预计第一或者第二季度。 紧接着在14年的11月份，苹果在开发者网站上给出了Apple Watch的SDK： WatchKit。 转眼到了2015年， 为了配合Apple Watch相应的iOS测试版已经更新到了8.2， XCode更新到了 6.2 Beta3。 Apple Watch离我们已经越来越近了， 目前的Apple Watch是如何运作的？ 上面的程序要如何开发？ 对于游戏开发者而言，又能在上面实现哪些和游戏相关的功能？ 这里就从软件开发的角度而言，说说Apple Watch的那些事儿。

硬件

切入正题之前，我们先来看看参数。

Apple Watch有两种尺寸：38mm和42mm，对应的分辨率是 272*340， 312*390。 宽高比 4比5。 作为智能手表的初代产品，跑上来就玩两个分辨率会不会让某些完美主义的程序员头痛不已呢...

处理器官方的叫法是 Apple S1，对于这款处理器目前信息还是相当的匮乏，只知道苹果将其描述成SiP（System in Package）， 里面集成了运算处理模块，内存模块，存储模块，无线模块，传感模块，IO模块——几乎就是把所有的东西集成到了一起。

 

软件开发

作为软件开发者，我们最关心的自然还是开发环境和例子程序以便快速了解Apple Watch的特性。 下面我们就通过一个例子一步一步的来说明。

目前可以在Apple Watch上运行的内容可以分成三个类型： Glances， Actionable Notifications和Watch App

先来说说简单的Glance和Actionable Notifications

Glance简单的说就是只读信息，说它是只读，是因为你不能和Glance有任何的交互，各位在学校里都有梦想的女神不？ 可远观而不可亵玩焉，这个就是Glance，给了你信息就好了，没有其他。

Actionable Notifications 相比Glance来说多了一些很简单的互动， 比如HomeKit通知你说家里的灯忘记关了，附带一个选项：关灯。  好比女神有天突然跑过来叫你， 某某某，帮我把这堆厚重的教材拿到教室发给同学们好吗？心里那个美啊.....，然后屁颠屁颠的就去了。

最后是WatchKit App

WatchKit Apps就不一样了，既然叫App，那自然可以做很多事情：显示文字，展现图片，可以有列表选择，有按钮输入反馈等等。终于追到了心目中的女神能不开心嘛，想尽办法一起互动啊， 逛街，买东西，吃饭，看通宵电影（你懂的....）

Glances和Actionable Notifications比较简单，这里就不说了。

下面的例子着重介绍如何建立WatchKit Apps。

如果Xcode还没有升级，请到开发者网站上下载最新的Beta版本，我这里使用的是Xcode 6.2 Beta3，里面有iOS 8.2 Beta SDK和相应的模拟器。

创建一个新的项目，选择iOS Application， 至于 template无所谓， 这里选择的是Game

项目工程出现，然后在菜单中选择File→New→Target

就可以看到WatchKit App选项了

添加完成之后我们可以看到工程里多了两个项目：WatchKit Extension和WatchKit App。 等等...iOS App和WatchKit App： 你和你的女神一对甜蜜的恋人间为啥会有一个第三者？ Extension是何许人也？

为了弄清里面的关系，我们需要着重说明下WatchKit的结构体系。

在增加了Watch Apps的Target之后，这个Extension就会包含在iOS App里面，用户下载安装iOS App的时候，会一并把Extension安装到iPhone里面。 而Extension中又包含了WatchKit App， 这部分内容会被自动安装到Apple Watch中。 也就是说一个我们发布的程序最后兵分两路，部分驻留在iPhone上，而只负责显示和输入的部分放在了Apple Watch上。

当程序运行起来以后，WatchKit App大部分时间是和Extension进行交互。他们之间的交互，是要通过WatchKit进行的，我们的工作，其中很重要的一部分就是如何使用WatchKit让他们之间好好沟通，达到互动的目的。

注意上面两张图片，在iOS App和WatchKit Extension中，可以看到除了Resources之外，还有Code，但是在WatchKit App中却没有！这说明什么？这说明Watch App没有运算能力， 也就是说它本身并不能处理任何事物，做任何决定，这些事情都是Extension代之完成的。 他是不过是Extension的傀儡而已。 好不容易追到女神了，却发现她及其没有主见，啥都要听她爸的， 逛街她爸要跟着去， 买东西吃饭她爸要陪着， 连看场电影她爸也要坐中间把你们隔开。 想死的心都有了吧。

回到例子， 为了让iOS App， Extension， Watch App能够相互正常通信，工程里还需要进行一些额外的设置。

首先:在Target中，先选择iOS App，在General中的Team选项中选择现有的组（非None选项）。

对Extension和WatchKit App也重复上面的步骤

其次：在Capabilities中，打开App Groups选项，增加一个Group并选中

对于Extension也做同样的操作并选中刚才创建的那个Group。如果在此过程中出现红色感叹号就点击“Fix issue”，直到全部正确为止。

完成了设置之后我们就可以设计WatchKit App的界面了， 找到Interface.storyborad，加入需要的元素

我们在这里放上一个Label，一个Image和一个Button。 给这些控件添加对应的IBOutlet变量和IBAction函数

下面的代码出现在Extension项目的InterfaceController.h中

1. 
   
2. //  InterfaceController.h
   
3. //  WatchKitTutorial WatchKit Extension
   
4. //
   
5. //  Created by Bowie Xu on 15/1/14.
   
6. //  Copyright (c) 2015年 CoconutIsland. All rights reserved.
   
7. //
   
8. 
   
9. #import <WatchKit/WatchKit.h>
   
10. #import <Foundation/Foundation.h>
    
11. 
    
12. @interface InterfaceController : WKInterfaceController
    
13. @property (weak, nonatomic) IBOutlet WKInterfaceImage *watchImage;
    
14. @property (weak, nonatomic) IBOutlet WKInterfaceButton *watchButton;
    
15. @property (strong, nonatomic) NSArray*    buttonTitles;
    
16. @property (assign, nonatomic) int       titleIndex;
    
17. - (IBAction)WatchButtonClicked;
    
18. 
    
19. 
    
20. @end
    
21. 
    

大家注意到了没有， 这的Image和Button并不是UIImage和UIButton，而是以WKInterface开头的类。 没错，这个就是WatchKit类库了，其中开头的WK就是WatchKit的缩写。

搭好空的框架后我们就可以编译启动看看结果了，点选Watchkit App，目标选iphone5还是iphone6都行，然后运行！！

如果只看到了iPhone模拟器而没看到Watch的，请切换到模拟器程序，在其菜单中检查Hardware是否选中了扩展显示设备（话说我初次玩WatchKit在这里卡了很久，总以为自己项目不对，苹果你就不能自动检测项目然后自动弹出Apple Watch模拟器么）

最后结果如下：

如果你也能看到这个结果，恭喜你，已经有一个可以运行的WatchKit App程序了。后面我们添加代码，让其响应按钮，显示图片。InterfaceController.m中添加代码如下：

1. 
   
2. //  InterfaceController.m
   
3. //  WatchKitTutorial WatchKit Extension
   
4. //
   
5. //  Created by Bowie Xu on 15/1/14.
   
6. //  Copyright (c) 2015年 CoconutIsland. All rights reserved.
   
7. //
   
8. 
   
9. #import "InterfaceController.h"
   
10. 
    
11. 
    
12. @interface InterfaceController()
    
13. 
    
14. @end
    
15. 
    
16. 
    
17. @implementation InterfaceController
    
18. 
    
19. - (void)awakeWithContext:(id)context {
    
20.     [super awakeWithContext:context];
    
21.     _buttonTitles = [NSArray arrayWithObjects:@"From Watch App", @"From Extension", @"From iOS App",nil];
    
22.     // Configure interface objects here.
    
23.     _titleIndex = 0;
    
24.     [self SetButtonTitle:_titleIndex];
    
25. }
    
26. 
    
27. - (void)willActivate {
    
28.     // This method is called when watch view controller is about to be visible to user
    
29.     [super willActivate];
    
30. }
    
31. 
    
32. - (void)didDeactivate {
    
33.     // This method is called when watch view controller is no longer visible
    
34.     [super didDeactivate];
    
35. }
    
36. 
    
37. - (void) ShowPicFromWatchKitApp
    
38. {
    
39.    
    
40. }
    
41. 
    
42. - (void) ShowPicFromExtension
    
43. {
    
44.    
    
45. }
    
46. 
    
47. - (void) ShowPicFromiOSApp
    
48. {
    
49.    
    
50. }
    
51. 
    
52. - (void) SetButtonTitle:(int)titleIndex
    
53. {
    
54.     [_watchButton setTitle:[_buttonTitles objectAtIndex:titleIndex]];
    
55. }
    
56. 
    
57. - (void) IncreaseIndex
    
58. {
    
59.     _titleIndex++;
    
60.     _titleIndex %= [_buttonTitles count];
    
61. }
    
62. 
    
63. 
    
64. - (IBAction)WatchButtonClicked {
    
65.     switch (_titleIndex) {
    
66.         case 0:
    
67.             [self ShowPicFromWatchKitApp];
    
68.             break;
    
69.         case 1:
    
70.             [self ShowPicFromExtension];
    
71.             break;
    
72.         case 2:
    
73.             [self ShowPicFromiOSApp];
    
74.             break;
    
75.         default:
    
76.             break;
    
77.     }
    
78.    
    
79.     [self IncreaseIndex];
    
80.     [self SetButtonTitle:_titleIndex];
    
81. }
    
82. 
    
83. @end
    
84. 
    

复制代码

然后运行程序，在模拟器中点击按钮，可以看到它的title在From WatchApp， From Extension， From iOS App之间切换。到这里你也许会问，我在手表上点击按钮，但是代码却是在Extension中，也就是在iPhone中执行。这之间是怎么联系的呢？答案是：你无需知道！ 这中间的一切，全部由WatchKit后台处理的，是不是觉得很爽。

按键搞定，最后我们来看看图片的显示，WatchKit中的图片类可以显示单张静态图片，也可以显示序列帧动画。 根据图片资源所在位置不同，我们有三种加载图片的方法。 分别对应资源在Watch App中，在Extension和在iOS App中。

首先在工程的三个项目中添加图片资源，图片大家随意，在这个例子中，Watch App和Extension我放一张图片，而iOS App中我借用苹果官方的例子，放入360张图片做动画。

先来看看最容易处理的情况：图片资源在WatchKit App中。 对于这种情况， Extension和WatchApp之间只需要传输很少量的数据：传输的是图片资源的名字而已。 在WatchApp中的WatchKit收到这个名字后会在包中寻找同名文件并自动加载显示。 因此相应的代码如下：

1. - (void) ShowPicFromWatchKitApp
   
2. {
   
3.     [_watchImage setImageNamed:@"AppleImage.png"];
   
4. }
   
5. 
   

其中的setImageNamed就是直接显示图片了。

如果图片在Extension中，那流程会稍微复杂些，一行代码变成了两行：

1. - (void) ShowPicFromExtension
   
2. {
   
3.     UIImage* image = [UIImage imageNamed:@"AppleRainbow.png"];
   
4.     [_watchImage setImage:image];
   
5. }
   
6. 
   

复制代码

代码里出现了UIImage，说明一开始图片的加载和WatchKit是无关的，也就是说是Extension在iPhone运行的结果。然后再设置到WatchKit App中。

相比前一种方式，这里传输的不是文件名而是Extension中的整个图片资源了。

是不是觉得也还好，代码不复杂吧。 最后我们来个大跃进，看看如何从iOS App中拿到一系列的图片资源并在WatchKit App中播放动画。

要和iOS App通讯，必须调用

1. + (BOOL)openParentApplication:(NSDictionary *)userInfo reply:(void(^)(NSDictionary *replyInfo, NSError *error)) reply;    // launches containing iOS application on the phone. userInfo must be non-nil
   
2. 
   

复制代码

函数， 由Extension发起请求。 注意：这里还是Extension而不是WatchKit App，前面说过WatchKit App是没有任何运算能力的。 在iOS App的AppDelegate中添加

1. - (void)application:(UIApplication *)application handleWatchKitExtensionRequest:(NSDictionary *)userInfo reply:(void(^)(NSDictionary *replyInfo))reply NS_AVAILABLE_IOS(8_2);
   
2. 
   

进行响应。

牵扯到三方，中间的沟通自然多了不少，因此这个也是最耗时的方法。

Extension中的请求代码

1. -(void) _RequestData:(NSNumber*) nindex {
   
2.     //NSData* indexdata = [NSData dataWithBytes:&_AnimationIndex length:sizeof(_AnimationIndex)];
   
3.     //NSDictionary *request = [NSDictionary dictionaryWithObject:indexdata forKey:@"request"];
   
4.     int index = [nindex intValue];
   
5.     if (index>=MAXKEYS || index<0) {
   
6.         return;
   
7.     }
   
8.    
   
9.     NSDictionary *request = @{@"request":@"PIC"};
   
10.     NSString* key = [NSString stringWithFormat:@"%d", index];
    
11.    
    
12.     [_AnimationPics removeObjectForKey:key];
    
13.    
    
14.     [InterfaceController openParentApplication:request reply:^(NSDictionary *replyInfo, NSError *error) {
    
15.         
    
16.         if (error) {
    
17.             NSLog(@"%@", error);
    
18.             [_AnimationPics removeObjectForKey:key];
    
19.         } else {
    
20.             NSData* data = [replyInfo objectForKey:@"PIC"];
    
21.             NSArray* picarray = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:data];
    
22.             [_AnimationPics setObject:picarray forKey:key];
    
23.             
    
24.             //start animation
    
25.             if (_AnimationTimer == nil) {
    
26.                 _AnimationTimer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.2f target:self selector:@selector(SetAnimationIndex) userInfo:nil repeats:YES];
    
27.             }
    
28.             
    
29.         }
    
30.     }];
    
31.    
    
32. }
    
33. 
    
34. iOS App中的响应代码
    
35. #define PICCOUNT 30
    
36. - (void)application:(UIApplication *)application handleWatchKitExtensionRequest:(NSDictionary *)userInfo reply:(void(^)(NSDictionary *replyInfo))reply {
    
37.    
    
38.     if ([[userInfo objectForKey:@"request"] isEqualToString:@"PIC"]) {
    
39.         
    
40.         NSLog(@"containing app received message from watch");
    
41.         
    
42.         
    
43.         NSMutableArray* marray = [NSMutableArray arrayWithCapacity:PICCOUNT];
    
44.         for (int i=0; i<PICCOUNT; i++) {
    
45.             UIImage* image = [UIImage imageNamed:[NSString stringWithFormat:@"glance-%[email protected]", i+_picindex]];
    
46.             NSData* imagedata = UIImagePNGRepresentation(image);
    
47.             [marray addObject:imagedata];
    
48.         }
    
49.         
    
50.         _picindex += PICCOUNT;
    
51.         _picindex %= 360;
    
52.         
    
53.         NSData* imageData = [NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:marray];
    
54.         
    
55.         //NSData* imageData = UIImageJPEGRepresentation(image, 1.0f);
    
56.         NSDictionary *response = [NSDictionary dictionaryWithObject:imageData forKey:@"PIC"];//@{@"response" : @"Watchkit"};
    
57.         
    
58.         reply(response);
    
59.     }
    
60. }

不出所料，让iOS App传递祯序列是很耗时间的操作，在例子程序中我尝试使用了Double Buffer，但是效果也不明显。

最后程序运行起来是这个样子滴....

前面说了这么多，又是代码又是图片的， 有人要问了，为啥苹果设计一个这么蛋疼的Extenion存在？ 为啥不让Watch App 和iOS App直接通讯？ 我的理解是Extension是为了处理轻事物而存在的，这样iOS可以在后台执行Extension而不会消耗太多的资源。 也正是因为如此，Extension被设计成只能在后台运行很短的一段时间，如果应用程序需要诸如定位之类的长时间的运算，苹果的官方建议是交给iOS App来完成。

到这里Apple Watch和WatchKit的介绍就告一段落了。 下篇我们着重探讨WatchKit在游戏开发中的运用。

最后给出一张 WatchKit和UIKit的参照对比表格：

WatchKit	UIKit
WKInterfaceController	UIViewController
WKUserNotificationInterfaceController	UIApplicationDelegate + UIAlertController
WKInterfaceDevice	UIDevice
WKInterfaceObject	UIView
WKInterfaceButton	UIButton
WKInterfaceDate	UILabel + NSDateFormatter
WKInterfaceGroup	UIScrollView
WKInterfaceImage	UIImageView
WKInterfaceLabel	UILabel
WKInterfaceMap	MKMapView
WKInterfaceSeparator	UITableView.separatorColor / .separatorStyle
WKInterfaceSlider	UIStepper + UISlider
WKInterfaceSwitch	UISwitch
WKInterfaceTable	UITableView
WKInterfaceTimer	UILabel + NSDateFormatter + NSTimer

本文的参考连接：

1:苹果开发者网站： https://developer.apple.com/watchkit/

2:WatchKit-NSHipster： http://nshipster.com/watchkit/

文中的例子程序源码：

https://github.com/CoconutIslandStudio/WatchKitTutorial.git