54、iOS开发：绘图与手势处理

iOS开发：绘图与手势处理

一、Quartz和OpenGL绘图更新

在iOS开发中，如果要从Quartz绘图切换到OpenGL ES绘图，需要进行一系列的更新操作。

1. 更新BIDViewController

在 BIDViewController.m 文件中，需要做一些小的更改：
- 替换头文件引用 ：将 #import "BIDQuartzFunView.h" 替换为 #import "BIDGLFunView.h" 。
- 修改 changeColor: 方法 ：将原来的 changeColor: 方法替换为以下版本：

- (IBAction)changeColor:(id)sender {
    UISegmentedControl *control = sender;
    NSInteger index = [control selectedSegmentIndex];

    BIDGLFunView *glView = (BIDGLFunView *)self.view;

    switch (index) {
        case kRedColorTab:
            glView.currentColor = [UIColor redColor];
            glView.useRandomColor = NO;
            break;
        case kBlueColorTab:
            glView.currentColor = [UIColor blueColor];
            glView.useRandomColor = NO;
            break;
        case kYellowColorTab:
            glView.currentColor = [UIColor yellowColor];
            glView.useRandomColor = NO;
            break;
        case kGreenColorTab:
            glView.currentColor = [UIColor greenColor];
            glView.useRandomColor = NO;
            break;
        case kRandomColorTab:
            glView.useRandomColor = YES;
            break;
        default:
            break;
    }
}

• 修改 changeShape: 方法 ：将 [(BIDQuartzFunView *)self.view setShapeType:[control selectedSegmentIndex]]; 修改为 [(BIDGLFunView *)self.view setShapeType:[control selectedSegmentIndex]]; 。

2. 更新Nib文件

由于是从QuartzFun项目复制而来，视图仍然配置为使用 BIDQuartzFunView 作为其底层类，需要将其更改为 BIDGLFunView 。具体操作步骤如下：
1. 双击 BIDViewController.xib 打开Interface Builder。
2. 单击Dock中的Quartz Fun View。
3. 按下相应快捷键（文档中为 3 ，可能是特定软件环境下的快捷键）调出身份检查器。
4. 将类从 BIDQuartzFunView 更改为 BIDGLFunView 。

3. 完成GLFun项目

在编译和运行此程序之前，需要将两个框架链接到项目中：
1. 按照添加音频工具箱框架的类似步骤（在“链接音频工具箱框架”部分）进行操作。
2. 选择 OpenGLES.framework 和 QuartzCore.framework ，而不是 AudioToolbox.framework 。

添加框架后，运行项目，它应该看起来与Quartz版本相同。

二、iOS设备的手势处理

iOS设备的多点触控屏幕是其强大可用性的关键因素之一，它能够检测多种手势，为用户提供超越界面的操作能力。

1. 多点触控术语

在深入了解手势处理架构之前，先了解一些基本词汇：
- 手势（Gesture） ：从一个或多个手指触摸屏幕到手指离开屏幕的一系列事件序列。Cocoa Touch没有公开表示手势的类或结构，运行的应用程序可以监视用户输入流来判断是否有手势发生。
- 事件（Event） ：与设备的多点触控屏幕交互时生成的，包含触摸信息。
- 触摸（Touch） ：手指放在屏幕上、在屏幕上拖动或从屏幕上抬起的动作。一个手势中涉及的触摸次数等于同一时间屏幕上的手指数量。
- 点击（Tap） ：手指触摸屏幕后立即抬起，不移动。iOS设备可以跟踪点击次数，区分单点击、双击、三击等。
- 手势识别器（Gesture Recognizer） ：能够监视用户生成的事件流，并识别用户触摸和拖动方式是否符合预定义手势的对象。 UIGestureRecognizer 类及其各种子类可以帮助简化常见手势的监测工作。

2. 响应链

手势通过事件在系统中传递，而事件通过响应链传递，因此了解响应链的工作原理对于正确处理手势至关重要。

响应链的工作流程如下：

graph LR
    A[第一响应者] -->|不处理事件| B[视图控制器]
    B -->|不处理事件| C[父视图]
    C -->|有控制器| D[父视图控制器]
    D -->|不处理事件| E[应用程序窗口]
    E -->|不处理事件| F[UIApplication对象]
    F -->|不处理事件| G[应用程序委托]
    G -->|不处理事件| H[事件丢弃]

常见的响应者包括视图、控件、视图控制器等，它们都继承自 UIResponder 类。如果第一响应者不处理某个事件，它会将事件传递给响应链中的下一个对象。如果某个对象响应了事件，通常会消耗该事件，阻止其继续在响应链中传递。

例如，当用户在表格的某一行上滑动手指时，手势的处理过程如下：
1. 如果滑动发生在表格视图单元格的子视图或控件内，该视图或控件有机会响应。
2. 如果它不响应，表格视图单元格有机会响应。
3. 如果表格视图单元格不响应，事件将继续向上传递，直到有对象响应或到达响应链的末尾。

在某些情况下，如果响应者只部分处理事件，它会采取行动并将事件转发给响应链中的下一个响应者。例如，假设邮件应用中的表格视图单元格只处理删除滑动手势，对于其他手势，它需要手动将事件转发给下一个对象，以确保其他视图有机会响应。示例代码如下：

-(void)respondToFictionalEvent:(UIEvent *)event {
    if (someCondition)
        [self handleEvent:event];
    else
        [self.nextResponder respondToFictionalEvent:event];
}

三、手势处理代码的位置

手势处理代码通常可以嵌入 UIView 的子类或 UIViewController 中。
- 视图类 ：如果视图需要根据用户的触摸对自身进行操作，代码可能属于定义该视图的类。例如， UISwitch 和 UISlider 等控件类会响应与触摸相关的事件。
- 视图控制器类 ：当处理的手势影响的不仅仅是被触摸的对象时，手势代码通常属于视图的控制器类。例如，用户通过触摸一行来指示删除所有行的手势，应该由视图控制器中的代码处理。

四、四个触摸通知方法

有四个方法用于通知响应者关于触摸的信息：
| 方法名称 | 说明 |
| ---- | ---- |
| touchesBegan:withEvent: | 用户首次触摸屏幕时调用，可用于检测手势开始或点击屏幕。 |
| touchesMoved:withEvent: | 用户手指在屏幕上移动时多次调用，可获取手指当前和上一次的位置。 |
| touchesEnded:withEvent: | 用户手指从屏幕上移除时调用，表示手势结束。 |
| touchesCancelled:withEvent: | 用户在手势进行中被中断时调用，如来电。此时 touchesEnded:withEvent: 不会被调用。 |

以下是 touchesBegan:withEvent: 方法的示例代码：

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    NSUInteger numTaps = [[touches anyObject] tapCount];
    NSUInteger numTouches = [touches count];

    // Do something here.
}

在这个方法中，可以通过 touches 集合获取当前屏幕上的手指数量，通过 UITouch 对象获取点击次数。还可以从 event 中获取特定视图内的触摸子集：

NSSet *myTouches = [event touchesForView:self.view];

通过 UITouch 对象可以获取手指在屏幕上的位置，并将其转换为视图的本地坐标系：

CGPoint point = [touch locationInView:self];

五、TouchExplorer应用程序

为了更好地理解四个触摸相关的响应方法何时被调用，我们可以创建一个 TouchExplorer 应用程序。

1. 创建项目

在Xcode中，使用单视图应用程序模板创建一个新项目，产品名称为 TouchExplorer ，设备系列选择iPhone。

2. 界面设计

该应用程序需要三个标签：一个用于指示最后调用的方法，另一个用于报告当前点击次数，第三个用于报告触摸次数。
- 在 BIDViewController.h 中添加三个出口和一个方法声明：

#import <UIKit/UIKit.h>

@interface BIDViewController : UIViewController

@property (weak, nonatomic) IBOutlet UILabel *messageLabel;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UILabel *tapsLabel;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UILabel *touchesLabel;
- (void)updateLabelsFromTouches:(NSSet *)touches;
@end

• 打开 BIDViewController.xib 文件：
  1. 拖动一个标签到视图上，使用蓝色指南将其放置在视图的左上角。
  2. 使用调整大小手柄将标签调整到右侧的蓝色指南。
  3. 使用属性检查器将标签对齐方式设置为居中。
  4. 按住Option键拖动另外两个标签，使它们一个在另一个下方排列。
  5. 从“文件所有者”图标控制拖动到三个标签，分别连接到 messageLabel 、 tapsLabel 和 touchesLabel 出口。
  6. 清除标签中的文本。
  7. 确保视图的“用户交互启用”和“多点触摸”选项被选中。

3. 代码实现

在 BIDViewController.m 文件中添加以下代码：

#import "BIDViewController.h"

@implementation BIDViewController
@synthesize messageLabel;
@synthesize tapsLabel;
@synthesize touchesLabel;

- (void)updateLabelsFromTouches:(NSSet *)touches {
    NSUInteger numTaps = [[touches anyObject] tapCount];
    NSString *tapsMessage = [[NSString alloc]
        initWithFormat:@"%d taps detected", numTaps];
    tapsLabel.text = tapsMessage;

    NSUInteger numTouches = [touches count];
    NSString *touchMsg = [[NSString alloc] initWithFormat:
        @"%d touches detected", numTouches];
    touchesLabel.text = touchMsg;
}

- (void)viewDidUnload {
    [super viewDidUnload];
    self.messageLabel = nil;
    self.tapsLabel = nil;
    self.touchesLabel = nil;
}

#pragma mark -
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    messageLabel.text = @"Touches Began";
    [self updateLabelsFromTouches:touches];
}

- (void)touchesCancelled:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    messageLabel.text = @"Touches Cancelled";
    [self updateLabelsFromTouches:touches];
}

- (void)touchesEnded:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    messageLabel.text = @"Touches Ended.";
    [self updateLabelsFromTouches:touches];
}

- (void)touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    messageLabel.text = @"Drag Detected";
    [self updateLabelsFromTouches:touches];
}
@end

4. 编译和运行

编译并运行应用程序。在模拟器中，可以通过多次点击屏幕来增加点击次数，点击并按住鼠标拖动来模拟触摸和拖动。还可以通过按住Option键点击并拖动鼠标来模拟两指捏合，按住Option键和Shift键模拟两指滑动。

通过以上步骤，我们可以看到四个触摸相关方法在不同操作下的调用情况，加深对iOS设备手势处理的理解。

六、常见手势操作及模拟

iOS设备丰富的手势操作极大地提升了用户体验，在模拟器中也能模拟部分手势来测试应用的响应。以下详细介绍常见手势及其在模拟器中的模拟方式：

手势类型	实际操作	模拟器模拟方法
单点击	手指轻触屏幕后立即抬起	鼠标点击屏幕
多次点击	快速连续点击屏幕增加点击次数	多次快速点击鼠标
触摸拖动	手指触摸屏幕并移动	点击鼠标并按住，然后拖动鼠标
两指捏合	两根手指在屏幕上做捏合动作以缩放	按住Option键，点击鼠标并拖动
两指滑动	两根手指在屏幕上同向滑动	先按住Option键模拟捏合，移动鼠标使两个虚拟手指点相邻，再按住Shift键并移动鼠标

七、手势处理的注意事项

在处理手势时，有一些重要的注意事项需要牢记，以确保应用程序的稳定性和用户体验：

1. 事件转发

当一个响应者不处理某个事件时，必须手动将事件转发给响应链中的下一个对象，否则可能会导致其他视图无法识别手势。例如，在自定义的表格视图单元格中，如果只处理特定的手势，对于其他手势需要进行正确的转发：

-(void)respondToFictionalEvent:(UIEvent *)event {
    if (someCondition)
        [self handleEvent:event];
    else
        [self.nextResponder respondToFictionalEvent:event];
}

2. 多点触摸设置

在视图的属性设置中，要确保“用户交互启用”和“多点触摸”选项被选中，否则控制器类的触摸方法可能只能接收到一个触摸事件，无法正确处理多点触摸的情况。操作步骤如下：
1. 打开Interface Builder，找到对应的视图。
2. 调出属性检查器。
3. 在视图部分，勾选“用户交互启用”和“多点触摸”。

3. 中断处理

当用户在手势进行中被中断（如来电）， touchesCancelled:withEvent: 方法会被调用。在这个方法中，需要进行必要的清理工作，以便能够重新开始新的手势。同时，此时 touchesEnded:withEvent: 方法不会被调用。

八、手势处理的实际应用场景

手势处理在iOS应用开发中有广泛的实际应用场景，以下是一些常见的例子：

1. 邮件应用

在邮件应用中，手势可以提供便捷的操作方式：
- 滑动删除 ：用户在邮件列表中滑动某封邮件，会出现删除按钮，点击即可删除该邮件。
- 批量删除 ：用户点击编辑按钮，勾选多封邮件后点击删除按钮，可批量删除邮件。

2. 图片浏览应用

在图片浏览应用中，手势可以实现缩放、切换等功能：
- 两指捏合缩放 ：用户通过两指捏合或反向捏合来缩小或放大图片。
- 滑动切换图片 ：用户在图片上左右滑动可以切换到上一张或下一张图片。

3. 应用管理

在主屏幕上，用户可以通过长按应用图标进入“抖动模式”，此时可以删除应用或进行重新排列。

九、总结

通过对iOS绘图和手势处理的学习，我们了解了从Quartz绘图切换到OpenGL ES绘图的具体步骤，包括更新视图控制器、Nib文件以及链接必要的框架。同时，深入掌握了iOS设备的手势处理机制，包括多点触控术语、响应链、触摸通知方法等。

在实际开发中，我们可以根据具体需求选择合适的手势处理方式，将手势处理代码嵌入到视图类或视图控制器类中。通过创建 TouchExplorer 应用程序，我们可以直观地观察四个触摸相关方法的调用情况，加深对iOS手势处理的理解。

此外，我们还学习了在模拟器中模拟常见手势的方法，以及手势处理的注意事项和实际应用场景。这些知识将帮助我们开发出更加友好、易用的iOS应用程序，提升用户体验。

在未来的开发中，随着技术的不断发展，iOS设备的手势处理功能可能会更加丰富和强大。我们可以进一步探索和应用新的手势，为用户带来更多惊喜和便利。

graph LR
    A[开始] --> B[创建项目]
    B --> C[界面设计]
    C --> D[代码实现]
    D --> E[编译运行]
    E --> F[测试手势]
    F --> G[优化调整]
    G --> H[完成应用]

通过以上的流程，我们可以逐步开发出一个具备完善手势处理功能的iOS应用程序。在每个步骤中，都要严格按照相关的操作要求进行，确保应用的质量和稳定性。希望这些知识对大家在iOS开发中有所帮助，让我们能够更好地利用iOS设备的特性，创造出优秀的应用作品。