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drawing。它的drawRect方法提供了一种低阶的方式令我们能够使用Quartz 2D API来创建及显示任意元件并直接向屏幕中绘制内容。将触摸与绘制结合起来就能构建出既直观而又容易操控的界面。解决方案1-7把手势与drawRect相结合实现出了基于触摸的绘画功能。用户触摸屏幕时TouchTrackerView类会随着用户的手指而构建贝塞尔曲线。为了在用户触摸屏幕的过程中实现绘画功能我们令程序的touchesMovedwithEvent方法调用setNeedsDisplay而setNeedsDisplay又会触发drawRect后者将根据收集到的贝塞尔曲线信息在视图中绘制相关图形。图1-3中的界面演示了用此方式创建出的一条路径。解决方案1-7 在UIView中实现基于触摸的绘画功能虽说我们可以用手势识别器来改写本例但这样做没有实际意义。本程序中的触摸信息并没有太大的用途我们只不过是用其来创建一条平滑的轨迹。基本的响应者方法也就是touchesBegan、touchesMoved等方法完全可以应付路径的创建及管理等事宜。本例创建出来的是连续轨迹。该程序并不响应静止的触摸事件。假如读者想扩充这个范例程序使其具备画点或画符号的能力需要自己去添加相关的行为代码。1.9 解决方案令绘制效果变得平滑用户所使用的设备各有不同其设备在同一时间所能处理的运算量也不一样这就导致捕捉到的触摸事件可能要比预期的粗略一些。与生活中轮番握手时的情况类似触摸事件的采样率通常受限于CPU的能力。我们可以在点之间进行插值interpolating用平滑算法smoothing algorithm来缓解这些限制。通过图1-4我们可以看到用采集到的触摸点直接绘制出来的曲线与经过平滑算法处理过的曲线其圆润程度是不同的。Catmull-Rom样条插值法Catmull-Rom spline可以在关键点key point之间创建连续曲线continuous curve。该算法可以确保一开始所提供的每个点都出现在最后绘制好的曲线上面。运算好的路径能够保持原始路径的形状而开发者则可以决定在每一对参考点reference point之间插入多少个中间点。我们应该在算法的计算量和所能达到的平滑程度之间进行权衡。加入的点越多CPU的资源消耗量就越大。运行本章附带的范例代码之后你就会发现只要稍微提升一下平滑程度就能明显改善绘制效果即便在新款设备上也是如此。最新版iPad的响应能力很强如果刚开始就想绘制一条有棱有角的曲线还真不是那么容易。解决方案1-8演示了如何从现有的贝塞尔曲线中提取一些点以便运用样条插值法创建出平滑的效果。Catmull-Rom算法每次使用四个点计算第二点和第三点之间的中间值[1]而开发者可以通过granularity参数来指定两个点之间到底应该插入多少个中间点。解决方案1-8 用Catmull-Rom样条插值法创建平滑的贝塞尔曲线解决方案1-8只不过演示了一种实时几何处理算法实际上计算几何学里面还有很多算法都能以类似的方式运用到应用程序中。提示 Erica Sadun所著的《iOS DrawingPractical UIKit Solutions》Addison-Wesley2013年一书里还讲了很多与getPointsFromBezier相似的UIBezierPath工具。若想了解更多优秀的图形算法请访问www.graphicsgems.org网站查看由Academic Press所出版的《Graphics Gems》系列图书其中也讲了很多先进的平滑算法。[1] 这里的第二点和第三点是Catmull-Rom样条插值法所使用的特殊称谓对应于代码中的p1和p2。——译者注1.10 解决方案启用多点触摸在UIView实例中启用了多点触摸式的交互之后当用户以几根手指同时触摸屏幕时iOS就可以侦测到这些触摸操作并对其进行响应。把UIView的multipleTouchEnabled属性设为YES或在自己的视图类中覆写isMultipleTouchEnabled方法即可启用多点触摸。启用之后系统在传给触摸回调方法的触摸事件里面就会放入多个触摸对象。在触摸事件的设置中如果有多于一个的元素就说明需要处理多点触摸。从理论上来说iOS支持任意多个点的同时触摸。你可以在iPad上面运行解决方案1-9尽可能用多根手指同时触摸屏幕看看它的上限是多少。实际的上限以后可能会有变化所以笔者不打算在这个解决方案里面给出具体的个数。当年iPhone首次支持多点触摸的时候开发者们还没有预见到把多点触摸同多用户操作结合起来其实可以实现出一些自由而灵活的功能。将多点触摸添加到游戏及其他应用程序里面不仅可以扩大手势的种类而且还能创造出新颖而优秀的多用户操作体验在配有大屏幕的iPad上面更是如此。只要多点触摸符合应用程序的需求并且对程序有帮助就可以考虑引入该特性。多点触摸并不会按照用户的手来分组。比方说当用户左右两手各用一根手指触摸屏幕时系统无法判断出某个触摸点对应于哪只手。而且触摸对象的顺序也是随意排列的。就单个的触摸事件来说在按下手指、移动直至松开的过程中触摸对象与手指之间的对应次序保持不变说得更具体些同一个触摸对象在内存中的地址保持不变虽说如此但是用户下次触摸屏幕时触摸对象与手指之间不一定还能保持这套对应关系。如果需要把这些触摸对象分辨清楚那么可以像本条解决方案这样构建一份以触摸对象为索引的字典。你要是知道iOS还支持多于两个手指的多点触摸是不是会觉得这个功能还不错呢实际上如果一次用三根或三根以上的手指来触摸屏幕那么系统很有可能就会漏掉某些手指的触摸操作。假如用两根以上的手指来操作程序那么很难以编程的方式追踪到平滑的手势。因此在处理多点触摸这种操作方式时不要执著于对手势的解析而是应该把它理解成一系列在限定的时间内发生且各自独立的交互操作。你应该把每一个触摸对象都当成各自独立的东西来看待并分别处理它们。解决方案1-9通过设定multipleTouchEnabled属性来为UIView添加多点触摸功能并记录下每根手指所画的线条。该程序遵照苹果公司的开发建议记录下每个触摸对象在内存中的物理地址并且不使用指向这些触摸对象的指针也不对其做保留retain。解决方案1-9 把用户所画的各条线收集起来以实现叠加式绘图本例所采用的做法显然是比较奇怪的不过这套办法在各个版本的SDK中都能照常运作。这是因为在触摸-移动-释放这个生命期中每个UITouch对象都驻留在其各自的内存地址处。苹果公司并不建议对UITouch实例做保留所以在本例中我们把这些触摸对象转为整数值并用这些整数值来作为字典的键。请注意每当发生新的触摸操作时系统就会调用touchesBeganwithEvent来开启一段新的生命期这与目前仍在进行中的触摸操作是互不干扰的这些操作依然可以进入其各自的移动、结束及取消等阶段。开发者在编写代码时应该考虑到这一点。这条解决方案扩充了原有的解决方案1-7。每次触摸操作都能独自产生一条贝塞尔路径而视图的drawRect方法则会把这些路径绘制出来。解决方案1-7在每次触摸操作的生命期结束之后如果发现有新的触摸操作那么就会清除原有的屏幕内容并开始绘制新的曲线。这对于一款仅用于演示的应用程序来说是合适的但若想创建一款标准的绘图程序就不能这么做了而是应该把新绘制的内容叠放到屏幕里原有的内容之上。解决方案1-9不会擦除原有的内容新的需要来清空此数组。这个解决方案采用稍微淡一些的颜色来绘制用户正在画的线以便与strokes数组中已经画好的路径相区别。提示 在苹果公司的开发者网站上可以找到很多Core Graphics/Quartz 2D资源。另外还有许多论坛、邮件列表及源代码范例它们虽然不专门针对iOS但也都是非常有价值的资源你可以由此来扩充自己的iOS Core Graphics知识。1.11 解决方案检测圆圈手势对于iOS这种直接操纵界面来说开发者可能会觉得大部分用户都只是简单地点击屏幕上的物件。但是有非常多的人希望程序能够支持圆圈手势开发者实现了这种手势之后用户就可以拿手指圈选屏幕上的物件了。有读者希望本书给出相关的解决方案于是笔者编写了解决方案1-10实现了一个相对比较简单的圆圈手势检测器其效果如图1-5所示。在实现该程序的时候笔者采用了几个测试步骤。首先做时间测试time test以确保手势不能执行得太慢。圆圈手势应该是一种必须快速画出的手势。接下来做弯曲测试inflection test以确保方向变化不能太过频繁。一般来说圆圈手势的方向改变次数是四次本程序最多允许在画圆过程中变五次方向。第三种测试是覆盖度测试convergence test圆的起点与终点必须足够接近这两个点必须要有某种程度的联系。由于程序并不会向用户提供直接的视觉反馈所以用户可能会画得稍微偏一点于是我们应该在检测时留有一些余地。本程序所能容忍的像素偏差比较大这个距离大约是视图尺寸的1/3。解决方案1-10 检测圆圈手势最后还要执行一种测试以判断用户的手指围绕手势的中心点旋转了多少度。程序会根据手指划过的弧来统计这个度数标准的圆应该是360度。为了使用户在画圆的时候能把手势做得自然一些我们扩大了对角度的容忍范围用户最少可以少画45度最多可以多画180度。如果这些测试全都通过了那么该算法就生成一个最小外接矩形least bounding rectangle并对原手势上的各点求几何平均值然后把矩形中心点与均值点对齐。程序会把检测结果赋给circle变量。这套检测系统虽然不完美读者可以运行范例代码并想办法骗过这套检测系统但它却能为许多iOS应用程序提供足够健壮而且相当好用的圆圈手势检测能力。1.12 解决方案创建自定义手势识别器只需稍加修改就能把解决方案1-10中的代码转换成一款可以辨识自定义手势的识别器解决方案1-11实现了这种识别器。从UIGestureRecognizer中继承子类即可构建出自己的圆圈手势识别器然后可以将其添加到自己的应用程序中。你应该在自己的新类里面引入UIKit的UIGestureRecognizerSubclass.h。实现UIGestureRecognizer的子类时可能需要覆写或自定义一些方法而这些方法都声明在UIGestureRecognizerSubclass.h头文件里。在覆写某个方法时你应该先调用该方法的原始版本然后再执行自己的新代码也就是说应该先调用超类的同名方法。手势可以分为两大类连续手势continuous gesture和不连续手势discrete gesture。圆圈手势识别器就是不连续的。它要么可以识别出圆圈手势要么识别不出来。而双指聚拢及拖动则属于连续手势手势识别器会在手势的整个生命期里面不断发送相关的更新。手势识别器通过设置state属性来产生更新。手势识别器其实就是个描述指尖状态的状态机。每个识别器刚开始都处在possible状态UIGestureRecognizerStatePossible对于连续手势来说识别器会历经一系列的changed状态UIGestureRecognizerStateChanged而对于不连续手势来说如果能够识别出这样的手势那么识别器就会进入UIGestureRecognizerStateRecognized状态若识别不出来则进入UIGestureRecognizerStateFailed状态如解决方案1-11所示。除非我们将状态state设为possible或failed否则每次更新状态的时候识别器都会向其目标发送动作消息。解决方案1-11 创建UIGestureRecognizer的子类解决方案1-11里面有几段相当长的注释那是笔者从UIGestureRecognizerSubclass.h头文件里面拷贝过来的感谢苹果公司撰写这些注释。它们分别解释了几个关键的方法所扮演的角色我们在UIGestureRecognizer子类里覆写了这几个方法。reset方法会令识别器回到沉寂quiescent状态以便为识别下一轮手势做准备。与UIResponder中的相关方法类似识别器也会在相应的时机调用touchesBeganwithEvent等方法这使得开发者可以在识别器里面编写代码在触摸操作生命期中的相关时间点上执行测试。本范例程序会一直等到系统调用touchesEndedwithEvent回调方法时再去判断对手势的识别是成功了还是失败了它所用的testForCircle方法与解决方案1-10中定义的方法相同。提示 作为覆写超类方法时所应提倡的一条原则一旦发现无法辨识出手势我们就应该令手势识别器尽快“失败”。若是能够辨识出手势就应当把与手势有关的信息存储在程序的属性里面。圆圈手势识别器应该把检测到的圆圈保存起来使用户能够知道手势出现在何处。