关于 iOS 的技术解读有很多，但是却鲜有设备可视化同步的介绍文章。本文一起了解下这个酷炫的 iOS 黑科技。
我们的任务很简单——如上图所示，实时获取设备的当前方向。
UIDevice.current.orientation
首先，需要调用
beginGeneratingDeviceOrientationNotifications()
但仅仅这样还不行。因为如果设备上的旋转被锁定了，那么就不会产生以上通知。我的相机应用程序从头到尾都需要知道方向——所以我意识到我需要直接根据设备的加速度计算方向。
好了，现在有了这些值，我们该做些什么呢？这是一个较难的部分。如果将所有内容都输出到控制台，那么我们很快就会被大量数据淹没。我认为还是在屏幕上显示这些值比较好。
但是，等等，如果将数值显示在图表上，会怎么样？别想图表了，我们可以来用开源的 Blender 试试，它可以实现这些值的可视化，并且很容易扩展。
然而 Blender 并不是很好的代码编辑器，所以我们还是使用钟爱的外部编辑器吧。为了调用外部文件，我们可以将 print("hi") 替换成以下代码：
import bpy
import os
filename = os.path.join(os.path.dirname(bpy.data.filepath), "server.py")
exec(compile(open(filename).read(), filename, ‘exec‘))
下一步，我们需要在与 .blend 文件相同的文件夹中创建新的 server.py 文件，我们真正的代码就要保存在这里。现在我们可以用任何编辑器打开它，你可以选择 Atom、Sublime，甚至 Word 2007 都行。
找到该 Cube 对象，点击右键并选择重命名，重命名为 iPhone。现在让我们再来看一看 server.py。
import socket
import select
import json
import threading
import traceback
class ServerThread(threading.Thread):
def __init__(self):
threading.Thread.__init__(self)
self.running = True
def stopServer(self):
self.running = False
self.server.running = False
def run(self):
try:
self.server = Server()
while self.running:
self.server.receive()
except:
pass
class Server:
def __init__(self):
self.socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
self.socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
self.socket.setblocking(False)
self.socket.bind((str(socket.INADDR_ANY), 9845))
self.socket.listen(2)
self.running = True
def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
self.socket.close()
def receive(self):
pairs = []
timeout = 1
while self.running:
sockets = list(map(lambda x: x[0], pairs))
if len(pairs) > 0:
read_sockets, write_sockets, error_sockets = select.select(sockets, [], [], timeout)
for sock in read_sockets:
data = sock.recv(4096)
if not data :
print(‘Client disconnected‘)
pairs = []
else :
self.connectionReceivedData(connection, data.decode())
try:
try:
connection,address = self.socket.accept()
print("new connection: ", connection)
pairs.append((connection, address))
except:
pass
except:
pass
for pair in pairs:
(connection, address) = pair
connection.close()
def connectionReceivedData(self, connection, data):
try:
motionData = json.loads(data)
except json.decoder.JSONDecodeError:
print("Invalid JSON: ", data)
return None
receivedMotionData(motionData)
# This is a global so when we run the script again, we can keep the server alive
# but change how it works
import bpy
def receivedMotionData(motionData):
phone = bpy.context.scene.objects["iPhone"]
phone.rotation_quaternion.x = float(motionData[‘x‘])
phone.rotation_quaternion.y = 0 - float(motionData[‘z‘])
phone.rotation_quaternion.z = float(motionData[‘y‘])
phone.rotation_quaternion.w = float(motionData[‘w‘])
pass
try:
if serverThread.running == False:
serverThread = ServerThread()
serverThread.start()
print("Starting server")
else:
print("Server already running, using new motion handler.")
except:
serverThread = ServerThread()
serverThread.start()
print("Starting server")
检查 Blender，你应该看到 iPhone 根本没有改变。这是因为上面的脚本使用四元组设置了 iPhone 的旋转角度，并且它使用了欧拉角进行旋转。需要做一些修改。将 Python 控制台面切换到 “Properties”，然后单击该面板顶部的橙色立方体图标。中部 Transform 的下面，点击 XYZ Euler 并选择 Quaternion。现在尝试再次运行 client.py。
你应该看到 iPhone 立即翻转过来了。不要惊慌，这就是我们想要的。现在，我们需要让这个模型跟着实际的 iPhone 旋转。
我们需要将运动数据从 iPhone 发送到运行 Blender 的计算机。感谢上苍我们不需要深入到 Swift 中的原始 C 套接字级别，因为 Foundation 具有抽象。
我们可以将以下代码放入新的 iOS 项目中，以替换默认的 ViewController。请确保使用计算机的本地 IP 地址替换 host 变量。
import UIKit
import CoreMotion
class CoreMotionViewController: UIViewController, StreamDelegate {
let motionManager = CMMotionManager()
let queue = OperationQueue()
let host = "192.168.1.2"
override func viewDidLoad() {
super.viewDidLoad()
setUpStreams(host: host)
motionManager.startDeviceMotionUpdates(to: queue) { (data: CMDeviceMotion?, error: Error?) in
guard let data = data else {
print("Error: \\(error!)")
return
}
let attitude: CMAttitude = data.attitude
let quaternion = attitude.quaternion
var motionData = MotionData()
motionData.x = quaternion.x
motionData.y = quaternion.y
motionData.z = quaternion.z
motionData.w = quaternion.w
let encoder = JSONEncoder()
do {
let json = try encoder.encode(motionData)
self.send(data: json)
} catch let error {
print("Couldn‘t send data, error: \\(error)")
}
}
}
// MARK: - Streams
var inputStream: InputStream?
var outputStream: OutputStream?
func setUpStreams(host: String) {
var readStream: Unmanaged<CFReadStream>?
var writeStream: Unmanaged<CFWriteStream>?
CFStreamCreatePairWithSocketToHost(kCFAllocatorDefault,
host as CFString, 9845,
&readStream,
&writeStream)
inputStream = readStream!.takeRetainedValue()
outputStream = writeStream!.takeRetainedValue()
guard let inputStream = inputStream, let outputStream = outputStream else {
print("Failed to create streams")
return
}
inputStream.delegate = self
outputStream.delegate = self
inputStream.schedule(in: .current, forMode: .commonModes)
outputStream.schedule(in: .current, forMode: .commonModes)
inputStream.open()
outputStream.open()
}
func send(data: Data) {
guard let outputStream = outputStream else {
return
}
_ = data.withUnsafeBytes {
outputStream.write($0, maxLength: data.count)
}
}
func stream(_ aStream: Stream, handle eventCode: Stream.Event) {
if eventCode == .errorOccurred {
inputStream = nil
outputStream = nil
print("Error: Stream error")
} else if eventCode == .endEncountered {
inputStream = nil
outputStream = nil
print("Error: Encountered end of stream")
}
let maxReadLength = 4096
if eventCode == .hasBytesAvailable {
guard let inputStream = inputStream else {
return
}
while inputStream.hasBytesAvailable {
let buffer = UnsafeMutablePointer<UInt8>.allocate(capacity: maxReadLength)
inputStream.read(buffer, maxLength: maxReadLength)
buffer.deallocate()
}
}
}
}
// MARK: - Data Model
private struct MotionData: Codable {
var x: Double = 0
var y: Double = 0
var z: Double = 0
var w: Double = 0
}
那么最终我是如何从移动管理器获取方向信息的？
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