OCiOS开发：UIKit 力学（UIDynamics）（二）

一、前言

• 在上篇文章中，我们已经了解到了UIDynamic的一些基本概念，本篇博客，我们主要了解一些力学行为特性即物理行为。

• UIKit力学行为包含重力（UIGravityBehavior）、碰撞（UICollisionBehavior）、吸附（UIAttachmentBehavior）、推送（UIPushBehavior）、捕捉（UISnapBehavior）和行为限制（UIDynamicItemBehavior）。除了行为限制（UIDynamicItemBehavior）外，其中的5种力学行为使用起来都大同小异。

• 下面将分别介绍几种物理行为的配置方法。

二、重力行为 UIGravityBehavior

1、简介

给定重力方向、加速度，让物体朝着重力方向掉落

2、UIGravityBehavior 初始化

// 1、items参数 ：里面存放着物理仿真元素
public init(items: [UIDynamicItem])

3、UIGravityBehavior 常见方法

// 1、添加1个物理仿真元素
public func addItem(item: UIDynamicItem)

// 2、移除1个物理仿真元素
public func removeItem(item: UIDynamicItem)

4、UIGravityBehavior 常见属性

• items：添加到重力行为中的所有物理仿真元素

• gravityDirection：重力方向（是一个二维向量）

• angle：重力方向（是一个角度，以x轴正方向为0°，顺时针正数，逆时针负数）

• magnitude：量级（用来控制加速度，1.0代表加速度是1000 points /second²）

5、效果展示

6、代码示例

import UIKit

class ViewController: UIViewController {

    var square: UIButton!  /**< 物理仿真元素 */

    var animator: UIDynamicAnimator!  /**< 物理仿真器 */
    var gravity : UIGravityBehavior!  /**< 重力行为 */

    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        self.initializeUserInterface()
    }

    // MARK:- Initialize -
    func initializeUserInterface() {

        // 1、设置视图背景颜色
        self.view.backgroundColor = UIColor.whiteColor()

        // 2、初始化物理仿真元素
        self.square = UIButton(frame: CGRect(x: 0.0, y: 0.0, width: 100.0, height: 100.0))
        self.square.center = CGPoint(x: CGRectGetMidX(self.view.bounds), y: 120)
        self.square.backgroundColor = UIColor.blackColor()
        self.square.addTarget(self, action: "respondsToSquareTaped:", forControlEvents: UIControlEvents.TouchUpInside)
        self.view.addSubview(self.square)
    }

    // MARK:- Events -
    func respondsToSquareTaped(sender: UIButton) {

        // 1、初始化物理仿真器，指定仿真范围为整个屏幕视图（参照视图）
        self.animator = UIDynamicAnimator(referenceView: self.view)

        // 2、初始化重力行为，并添加物理仿真元素
        self.gravity = UIGravityBehavior(items: [self.square])
        // 3、设置重力的方向（垂直向下）
        self.gravity.gravityDirection = CGVector(dx: 0.0, dy: 1.0)
        // 4、将重力行为添加到物理仿真器中，执行仿真
        self.animator.addBehavior(self.gravity)
    }
}

三、碰撞行为 UICollisionBehavior

1、简介

• 可以让物体之间实现碰撞效果

• 可以通过添加边界（boundary），让物理碰撞局限在某个空间中

2、UICollisionBehavior 边界相关的方法

1）检测是否与ReferenceView边界发生碰撞的方法如下：

self.collision.translatesReferenceBoundsIntoBoundary = true

2）检测是否与其他的物体（视图对象）边界发生碰撞的方法如下：

// 1、设置一个碰撞的贝塞尔曲线，第一个参数是定义一个标识，第二个参数forPath是设置贝塞尔曲线。
public func addBoundaryWithIdentifier(identifier: NSCopying, forPath bezierPath: UIBezierPath)

// 2、设置一个碰撞的线段，第一个参数是定义一个标识，第二个参数fromPoint是设置线段开始点，第三个参数toPoint是设置线段结束点。
public func addBoundaryWithIdentifier(identifier: NSCopying, fromPoint p1: CGPoint, toPoint p2: CGPoint)

3）其他方法

// 1、根据碰撞标识获取贝塞尔曲线
public func boundaryWithIdentifier(identifier: NSCopying) -> UIBezierPath?

// 2、根据标识移除碰撞边界
public func removeBoundaryWithIdentifier(identifier: NSCopying)

// 3、移除所有碰撞边界
public func removeAllBoundaries()

3、常见用法

• translatesReferenceBoundsIntoBoundary：是否以参照视图的bounds为边界

• setTranslatesReferenceBoundsIntoBoundaryWithInsets：设置参照视图的bounds为边界，并且设置内边距

• collisionMode：碰撞模式（分为3种，元素碰撞、边界碰撞、全体碰撞）

• collisionDelegate：代理对象（可以监听元素的碰撞过程）

4、collisionDelegate 代理方法

// 1、开始碰撞
optional public func collisionBehavior(behavior: UICollisionBehavior, beganContactForItem item1: UIDynamicItem, withItem item2: UIDynamicItem, atPoint p: CGPoint)

// 2、结束碰撞
optional public func collisionBehavior(behavior: UICollisionBehavior, endedContactForItem item1: UIDynamicItem, withItem item2: UIDynamicItem)

5、重力 + 碰撞 效果展示

6、代码示例

import UIKit

class ViewController: UIViewController, UICollisionBehaviorDelegate {

    var square: UIButton!
    var obstacles: UIView!

    var animator : UIDynamicAnimator!    /**< 物理引擎 */
    var gravity  : UIGravityBehavior!    /**< 重力行为 */
    var collision: UICollisionBehavior!  /**< 碰撞行为 */

    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        self.initializeUserInterface()
    }

    // MARK:- Initialize -
    func initializeUserInterface() {
        self.view.backgroundColor = UIColor.whiteColor()

        // 1、设置视图背景颜色
        self.view.backgroundColor = UIColor.whiteColor()

        // 2、初始化物理仿真元素
        self.square = UIButton(frame: CGRect(x: 0.0, y: 0.0, width: 100.0, height: 100.0))
        self.square.center = CGPoint(x: CGRectGetMidX(self.view.bounds), y: 120)
        self.square.backgroundColor = UIColor.blackColor()
        self.square.addTarget(self, action: "respondsToSquareTaped:", forControlEvents: UIControlEvents.TouchUpInside)
        self.view.addSubview(self.square)

        // 2、初始化障碍物
        self.obstacles = UIView(frame: CGRect(x: 0.0, y: CGRectGetMidY(self.view.bounds), width: CGRectGetWidth(self.view.bounds) * 0.5, height: 30))
        self.obstacles.backgroundColor = UIColor.redColor()
        self.view.addSubview(self.obstacles)

    }

    // MARK:- Events -
    func respondsToSquareTaped(sender: UIButton) {

        // 1、初始化物理仿真器，指定仿真范围为整个屏幕视图
        self.animator = UIDynamicAnimator(referenceView: self.view)

        // 2、初始化重力行为，并添加物理仿真元素
        self.gravity = UIGravityBehavior(items: [self.square])
        // 2.1、设置重力行为的方向（垂直向下）
        self.gravity.gravityDirection = CGVector(dx: 0.0, dy: 1.0)
        // 2.2、设置重力的加速度，重力的加速度越大，碰撞就越厉害
        self.gravity.magnitude = 1.0
        // 2.3、将重力行为添加到物理仿真器中
        self.animator.addBehavior(self.gravity)

        // 3、初始化碰撞行为，并设置碰撞元素
        self.collision = UICollisionBehavior(items: [self.square, self.obstacles])
        // 3.1、让参照视图的边框成为碰撞检测的边界
        self.collision.translatesReferenceBoundsIntoBoundary = true
        // 3.2、设置碰撞代理
        self.collision.collisionDelegate = self
        // 3.3、将碰撞行为添加到物理仿真器中
        self.animator.addBehavior(self.collision)


    }

    // MARK:- UICollisionBehaviorDelegate -
    // 碰撞开始，改变仿真元素背景色
    func collisionBehavior(behavior: UICollisionBehavior, beganContactForItem item1: UIDynamicItem, withItem item2: UIDynamicItem, atPoint p: CGPoint) {
        UIView.animateWithDuration(0.2, animations: { () -> Void in
            self.square.backgroundColor = UIColor.yellowColor()
            }) { (finsh) -> Void in
                self.square.backgroundColor = UIColor.blackColor()
        }
    }
}

四、吸附行为 UIAttachmentBehavior

1、简介

吸附行为可以实现两个物体彼此牵制，就好像是用一根棍子将两个物体连接在一起，注意这里用棍子而不是绳子描述，这是因为两个物体之间的距离是刚性的。其描述一个view和一个锚相连接的情况，也可以描述view与view之间的连接。attachment描述的是两个点之间的连接情况，可以通过设置来模拟无形变或者弹性形变的情况。

2、UIAttachmentBehavior 初始化

1）初始化连接动力item的中心和锚点的吸附行为

public convenience init(item: UIDynamicItem, 
attachedToAnchor point: CGPoint)

1.1）参数：item是你要应用吸附行为的动力项，point是吸附行为的锚点，与跟行为相关的动态动画所在在系统坐标有关。

1.2）返回：初始化的attachment behavior,如果初始化过程出错将会返回nil。

1.3）该初始化方法的吸附行为的类型是 UIAttachmentBehaviorType.Anchor

2）初始化连接两个动力项中心的吸附行为

public convenience init(item item1: UIDynamicItem, attachedToItem item2: UIDynamicItem)

2.1）参数：item1第一个被吸附行为连接的动力项，item2第二个被吸附行为连接的动力项

2.2）返回：初始化的attachment behavior,如果初始化过程出错将会返回nil。

2.3）该初始化方法的吸附行为的类型是UIAttachmentBehaviorType.Items

3）初始化连接动力项中某一点和锚点的 吸附行为

public init(item: UIDynamicItem, offsetFromCenter offset: UIOffset, attachedToAnchor point: CGPoint)

3.1）参数：item要应用吸附行为的动力项，p1相对于item中心的偏移，point 是吸附行为的锚点，与跟行为相关的动力动画所在在系统坐标有关。

3.2）返回： 初始化的 attachment behavior,如果初始化过程出错将会返回nil。

3.3）该初始化方法的吸附行为的类型是UIAttachmentBehaviorType.Anchor

4）初始化连接一个动力item中某一点和另一个动力item中某一点的吸附行为

public init(item item1: UIDynamicItem, offsetFromCenter offset1: UIOffset, attachedToItem item2: UIDynamicItem, offsetFromCenter offset2: UIOffset)

4.1）参数：item1第一个被吸附行为连接的动力项，p1相对于item1中心的偏移，item2第二个被吸附行为连接的动力项，p2相对于item2中心的偏移

4.2）返回：返回：初始化的attachment behavior,如果初始化过程出错将会返回nil。

4.3）这是为UIAttachmentBehavior类指定的初始化程序。

3、UIAttachmentBehavior 常用属性

• items：获取所有添加了吸附行为的仿真元素

• damping：描述吸附行为减弱的阻力大小

• frictionTorque：摩擦力

• anchorPoint：锚点

• frequency：吸附行为震荡的频率

• length：吸附行为中的两个吸附点之间的距离，通常用这个属性来调整吸附的长度，可以创建吸附行为之后调用。系统基于你创建吸附行为的方法来自动初始化这个长度。

• attachedBehaviorType：吸附行为的类型，说明吸附到的是什么样子的动力项。

public enum UIAttachmentBehaviorType : Int {

    case Items  // 表示连接两个item的吸附行为
    case Anchor // 表示连接一个item与锚点的吸附行为
}

4、效果展示

5、代码示例

import UIKit

class ViewController: UIViewController, UICollisionBehaviorDelegate {

    var square: UIView!

    var animator : UIDynamicAnimator!     /**< 物理仿真器 */
    var attach   : UIAttachmentBehavior!  /**< 吸附行为 */
    var gravity  : UIGravityBehavior!     /**< 重力行为 */
    var collision: UICollisionBehavior!   /**< 碰撞行为 */


    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        // 1、设置背景颜色
        self.view.backgroundColor = UIColor.whiteColor()

        // 2、初始化物理仿真元素
        self.square = UIButton(frame: CGRect(x: 0.0, y: 0.0, width: 100.0, height: 100.0))
        self.square.center = CGPoint(x: CGRectGetMidX(self.view.bounds), y: 120)
        self.square.backgroundColor = UIColor.blackColor()
        self.view.addSubview(self.square)

        // 3、初始化物理仿真器
        self.animator = UIDynamicAnimator(referenceView: self.view)

        // 4、碰撞
        self.collision = UICollisionBehavior(items: [self.square])
        self.collision.translatesReferenceBoundsIntoBoundary = true
        self.animator.addBehavior(self.collision)

        // 5、重力
        self.gravity = UIGravityBehavior(items: [self.square])
        self.animator.addBehavior(self.gravity)

        // 5、手势
        let pan = UIPanGestureRecognizer(target: self, action: "handleAttachmentGesture:")
        self.view.addGestureRecognizer(pan)

    }

    // MARK:- Gesture -
    func handleAttachmentGesture(gesture: UIPanGestureRecognizer) {
        if gesture.state == UIGestureRecognizerState.Began {
            let square_center = CGPoint(x: self.square.center.x, y: self.square.center.y - 100.0)
            // 吸附
            self.attach = UIAttachmentBehavior(item: self.square, attachedToAnchor: square_center)
            self.animator.addBehavior(self.attach)
        }else if gesture.state == UIGestureRecognizerState.Changed {
            self.attach.anchorPoint = gesture.locationInView(self.view)
        }else if gesture.state == UIGestureRecognizerState.Ended {
            self.animator.removeBehavior(self.attach)
        }
    }
}

五、推力行为 UIPushBehavior

1、简介

推行为可以使视图对象朝某个方向运动，这个推力有瞬间（UIPushBehaviorModelInstantaneous）和持续（UIPushModelContinuous）两种方式。持续的推力会产生一个恒定的加速度，所以物体的速度会越来越快。瞬时推力只是一瞬间的推力，物体会由于摩擦力越来越慢。

2、UIPushBehavior 初始化

public init(items: [UIDynamicItem], mode: UIPushBehaviorMode)

3、UIPushBehavior 常用属性

• mode：推送方式

• active：是否处于推送状态

• angle：推送角度

• magnitude：速度 每1个magnigude将会引起100/平方秒的加速度

• pushDirection：推送方向

六、捕捉行为 UISnapBehavior

1、简介

可以让物体迅速冲到某个位置（捕捉位置），捕捉到位置之后会带有一定的震动

2、UISnapBehavior 初始化

public init(item: UIDynamicItem, snapToPoint point: CGPoint)

3、UISnapBehavior 常用属性

• damping：用于减幅、减震（取值范围是0.0 ~ 1.0，值越大，震动幅度越小）

• snapPoint：迅速移动效果 只能一次 添加到一个元素上 snapToPoint 让他移动到哪一个点

4、UISnapBehavior使用注意

如果要进行连续的捕捉行为，需要先把前面的捕捉行为从物理仿真器中移除