UIDynamic(物理仿真)

简介

1. 什么是UIDynamic
   • UIDynamic是从iOS 7开始引入的一种新技术，隶属于UIKit框架
   • 可以认为是一种物理引擎，能模拟和仿真现实生活中的物理现象
   • 如: 重力、弹性碰撞等现象
2. 物理引擎的价值
   • 广泛用于游戏开发，经典成功案例是“愤怒的小鸟”
   • 让开发人员可以在远离物理学公式的情况下，实现炫酷的物理仿真效果
   • 提高了游戏开发效率，产生更多优秀好玩的物理仿真游戏
3. 知名的2D物理引擎
   • Box2d
   • Chipmunk

三大概念

1. 三大概念

   1. 物理仿真元素（Dynamic Item）
      • 谁要进行物理仿真？
   2. 物理仿真行为（Dynamic Behavior） 
      • 执行怎样的物理仿真效果？怎样的动画效果
   3. 物理仿真器（Dynamic Animator) 
      • 让物理仿真元素执行具体的物理仿真行为

2. 物理仿真元素

   1. 注意
      1. 不是任何对象都能做物理仿真元素
      2. 不是任何对象都能进行物理仿真
         1. 哪些对象才能做物理仿真元素
      3. 任何遵守了UIDynamicItem协议的对象
      4. UIView默认已经遵守了UIDynamicItem协议，因此任何UI控件都能做物理仿真
      5. UICollectionViewLayoutAttributes类默认也遵守UIDynamicItem协议

3. 物理仿真行为

   1. UIDynamic提供了以下几种物理仿真行为

       UIGravityBehavior：重力行为
       UICollisionBehavior：碰撞行为
       UISnapBehavior：捕捉行为
       UIPushBehavior：推动行为
       UIAttachmentBehavior：附着行为
       UIDynamicItemBehavior：动力元素行为
      

   2. 物理仿真行为须知
      1. 上述所有物理仿真行为都继承自UIDynamicBehavior
      2. 所有的UIDynamicBehavior都可以独立进行
      3. 组合使用多种行为时，可以实现一些比较复杂的效果

4. 物理仿真器

   1. 物理仿真器须知

      • 它可以让物理仿真元素执行物理仿真行为
      • 它是UIDynamicAnimator类型的对象

   2. UIDynamicAnimator的初始化

      • - (instancetype)initWithReferenceView:(UIView )view;
      • view参数：是一个参照视图，表示物理仿真的范围

   3. UIDynamicAnimator的常见方法

           - (void)addBehavior:(UIDynamicBehavior *)behavior;
           添加1个物理仿真行为
      
           - (void)removeBehavior:(UIDynamicBehavior *)behavior;
           移除1个物理仿真行为
      
           - (void)removeAllBehaviors; 移除之前添加过的所有物理仿真行为 

   4. UIDynamicAnimator的常见属性

           @property (nonatomic, readonly) UIView* referenceView;
           参照视图
      
           @property (nonatomic, readonly, copy) NSArray* behaviors; 添加到物理仿真器中的所有物理仿真行为 @property (nonatomic, readonly, getter = isRunning) BOOL running; 是否正在进行物理仿真 @property (nonatomic, assign) id <UIDynamicAnimatorDelegate> delegate; 代理对象（能监听物理仿真器的仿真过程，比如开始和结束）

   5. 使用步骤

      1. 创建一个物理仿真器（顺便设置仿真范围）

      2. 创建相应的物理仿真行为（顺便添加物理仿真元素）

      3. 将物理仿真行为添加到物理仿真器中 -> 开始仿真

       

      Demo

      1. 环境准备
         1. 创建项目
         2. 设置不使用autolayout(这里仅仅是为了简单,物理仿真支持autolayout,在愤怒的小鸟中演示)
         3. 设置屏幕的尺寸为5.5 因为Xcode7 默认使用是iPhone6 s Plus
         4. 拖入一个View,颜色设置蓝色,大小设置为100,100
         5. 连线到控制器中,属性为blueView

      2. 让蓝色View执行仿真重力仿真行为,代码如下:

             - (void) touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
             {
                 //  创建一个物理仿真器,并指定参照系为控制器的View
                     UIDynamicAnimator *dynamicAnimator = [[UIDynamicAnimator alloc] initWithReferenceView:self.view]; // 创建重力仿真行为并指定仿真元素为蓝色的view UIGravityBehavior *gravity = [[UIGravityBehavior alloc] initWithItems:@[self.blueView]]; // 把仿真行为添加到仿真器中 [dynamicAnimator addBehavior:gravity]; } 

         点击控制器的View,没有任何反应,这是因为还要没有执行动画物理仿真器就销毁,所以我们需要对物理仿真器有一个强引用 懒加载物理仿真器

         1. 定义物理仿真器属性

                 @property (nonatomic, strong) UIDynamicAnimator *dynamicAnimator;
            

         2. 懒加载物理仿真器器

                 - (UIDynamicAnimator *)dynamicAnimator
                 {
                     if (_dynamicAnimator == nil) {
                         //  创建一个物理仿真器,并指定参照系为控制器的View
                         _dynamicAnimator = [[UIDynamicAnimator alloc] initWithReferenceView:self.view]; } return _dynamicAnimator; } 

            1. 修改touchesBegan方法

                - (void) touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
               {
               //  创建重力仿真行为并指定仿真元素为蓝色的view
                 UIGravityBehavior *gravity = [[UIGravityBehavior alloc] initWithItems:@[self.blueView]]; // 把仿真行为添加到仿真器中 [self.dynamicAnimator addBehavior:gravity]; } 

            2. 运行,点击控制器View,蓝色View向下运动,然后从下面出去了

      3. 如果想让blueView到底部停止还需要添加一个碰撞行为

                 - (void) touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
                  {
                  //  创建重力仿真行为并指定仿真元素为blueView
                      UIGravityBehavior *gravity = [[UIGravityBehavior alloc] initWithItems:@[self.blueView]]; // 创建一个碰撞的仿真行为并指定仿真元素为blueView UICollisionBehavior *collision = [[UICollisionBehavior alloc] initWithItems:@[self.blueView]]; // 设置仿真边界为碰撞边界 collision.translatesReferenceBoundsIntoBoundary = YES; // 添加碰撞行为到仿真器中 [self.dynamicAnimator addBehavior:collision]; // 把仿真行为添加到仿真器中 [self.dynamicAnimator addBehavior:gravity]; } 

      4. 在storyboard上添加一个添加一个红色View,在蓝色的View下方,运行程序蓝色的View会从红色的View上方飘过,这是因为此时红色的View并没有添加到仿真器中,如果你希望蓝色的View撞到红色的View那么就需要把红色的View添加到碰撞的仿真行为中 1.红色View的拖线到控制器中,属性名称为redView 2.把红色View添加到碰撞仿真行为中

              UICollisionBehavior *collision = [[UICollisionBehavior alloc] initWithItems:@[self.blueView,self.redView]];
         

         1. 运行程序,点击屏幕,红色的View被推下去了;把红色的View放到蓝色View能砸到其角上的一个位置,测试,会有惊喜发现哦!

      5. 添加碰撞边界

         1. 添加直线边界

                 - (void) touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
                 {
                 //  创建重力仿真行为并指定仿真元素为blueView
                     UIGravityBehavior *gravity = [[UIGravityBehavior alloc] initWithItems:@[self.blueView]]; // 创建一个碰撞的仿真行为并指定仿真元素为blueView UICollisionBehavior *collision = [[UICollisionBehavior alloc] initWithItems:@[self.blueView]]; // 设置仿真边界为碰撞边界 collision.translatesReferenceBoundsIntoBoundary = YES; // 添加直线碰撞边界 [collision addBoundaryWithIdentifier:@"line" fromPoint:CGPointMake(0, self.view.frame.size.height * 0.5) toPoint:CGPointMake(self.view.frame.size.width, self.view.frame.size.height)]; // 添加碰撞行为到仿真器中 [self.dynamicAnimator addBehavior:collision]; // 把仿真行为添加到仿真器中 [self.dynamicAnimator addBehavior:gravity]; } 

         2. 添加一个贝塞尔曲线碰撞边界,把添加直线碰撞边界的代码修改如下代码

                 //  添加贝塞尔曲线碰撞边界
                 UIBezierPath *bezierPath = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:CGRectMake(0, 0, self.view.frame.size.width, self.view.frame.size.width)]; [collision addBoundaryWithIdentifier:@"bezier" forPath:bezierPath]; 

      6. 重力行为的常见属性

            设置重力的角度,默认为M_PI_2(向下),0为右,M_PI向左
          //    gravity.angle = 0;
            设置重力的大小,默认是1
          //    gravity.magnitude = 2;
         
          // 设置重力向量,(0,0) -> (1,1) 之间的连线,大小为:根号2 gravity.gravityDirection = CGVectorMake(1, 1); 

      7. 捕获行为

           //  相同类型仿真行为只能添加到仿真器一次,所以在添加仿真行为之前,移除之前添加仿真行为
              [self.dynamicAnimator removeAllBehaviors];
         
          //  获取描述用户点击的对象
              UITouch *touch = [touches anyObject];
          // 获取用户点击的位置 CGPoint loc = [touch locationInView:self.view]; // 创建一个捕获行为 UISnapBehavior *snap = [[UISnapBehavior alloc] initWithItem:self.blueView snapToPoint:loc]; // 设置减震效果,取值范围为 0.0 to 1.0. 0表示最小减震效果,也就是振幅最大 snap.damping = 0; // 把捕获行为添加到仿真器中 [self.dynamicAnimator addBehavior:snap];

      8. Demo2  愤怒的小鸟
         1. 
            
            1. 视图