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Apple Watch -- 作為遊戲開發者的你準備好了麼？ （上）
對于去年（2014年）蘋果的産品線來說，最具創新的或許應該算得上Apple Watch了，在此之前各個網站和分析師的猜測就已經漫天飛舞。 關注點無不外乎是在手表和iTV這兩個産品上。 2014年9月9日上午10點（中原標準時間9月10日淩晨1點），蘋果2014年秋季新品釋出會在總部所在地——加州庫比蒂諾當地的Flint表演藝術中心舉行，會上蘋果CEO宣布釋出全新的産品：Apple Watch。 上市時間是2015年預計第一或者第二季度。 緊接着在14年的11月份，蘋果在開發者網站上給出了Apple Watch的SDK： WatchKit。 轉眼到了2015年， 為了配合Apple Watch相應的iOS測試版已經更新到了8.2， XCode更新到了 6.2 Beta3。 Apple Watch離我們已經越來越近了， 目前的Apple Watch是如何運作的？ 上面的程式要如何開發？ 對于遊戲開發者而言，又能在上面實作哪些和遊戲相關的功能？ 這裡就從軟體開發的角度而言，說說Apple Watch的那些事兒。
硬體
切入正題之前，我們先來看看參數。
Apple Watch有兩種尺寸：38mm和42mm，對應的分辨率是 272*340， 312*390。 寬高比 4比5。 作為智能手表的初代産品，跑上來就玩兩個分辨率會不會讓某些完美主義的程式員頭痛不已呢...
處理器官方的叫法是 Apple S1，對于這款處理器目前資訊還是相當的匮乏，隻知道蘋果将其描述成SiP（System in Package）， 裡面內建了運算處理子產品，記憶體子產品，存儲子產品，無線子產品，傳感子產品，IO子產品——幾乎就是把所有的東西內建到了一起。
軟體開發 作為軟體開發者，我們最關心的自然還是開發環境和例子程式以便快速了解Apple Watch的特性。 下面我們就通過一個例子一步一步的來說明。
目前可以在Apple Watch上運作的内容可以分成三個類型： Glances， Actionable Notifications和Watch App
先來說說簡單的Glance和Actionable Notifications
Glance簡單的說就是隻讀資訊，說它是隻讀，是因為你不能和Glance有任何的互動，各位在學校裡都有夢想的女神不？ 可遠觀而不可亵玩焉，這個就是Glance，給了你資訊就好了，沒有其他。
Actionable Notifications 相比Glance來說多了一些很簡單的互動， 比如HomeKit通知你說家裡的燈忘記關了，附帶一個選項：關燈。 好比女神有天突然跑過來叫你， 某某某，幫我把這堆厚重的教材拿到教室發給同學們好嗎？心裡那個美啊.....，然後屁颠屁颠的就去了。
最後是WatchKit App
WatchKit Apps就不一樣了，既然叫App，那自然可以做很多事情：顯示文字，展現圖檔，可以有清單選擇，有按鈕輸入回報等等。終于追到了心目中的女神能不開心嘛，想盡辦法一起互動啊， 逛街，買東西，吃飯，看通宵電影（你懂的....）
Glances和Actionable Notifications比較簡單，這裡就不說了。 下面的例子着重介紹如何建立WatchKit Apps。
如果Xcode還沒有更新，請到開發者網站上下載下傳最新的Beta版本，我這裡使用的是Xcode 6.2 Beta3，裡面有iOS 8.2 Beta SDK和相應的模拟器。
建立一個新的項目，選擇iOS Application， 至于 template無所謂， 這裡選擇的是Game
項目工程出現，然後在菜單中選擇File→New→Target
就可以看到WatchKit App選項了
添加完成之後我們可以看到工程裡多了兩個項目：WatchKit Extension和WatchKit App。 等等...iOS App和WatchKit App： 你和你的女神一對甜蜜的戀人間為啥會有一個第三者？ Extension是何許人也？
為了弄清裡面的關系，我們需要着重說明下WatchKit的結構體系。
在增加了Watch Apps的Target之後，這個Extension就會包含在iOS App裡面，使用者下載下傳安裝iOS App的時候，會一并把Extension安裝到iPhone裡面。 而Extension中又包含了WatchKit App， 這部分内容會被自動安裝到Apple Watch中。 也就是說一個我們釋出的程式最後兵分兩路，部分駐留在iPhone上，而隻負責顯示和輸入的部分放在了Apple Watch上。
當程式運作起來以後，WatchKit App大部分時間是和Extension進行互動。他們之間的互動，是要通過WatchKit進行的，我們的工作，其中很重要的一部分就是如何使用WatchKit讓他們之間好好溝通，達到互動的目的。
注意上面兩張圖檔，在iOS App和WatchKit Extension中，可以看到除了Resources之外，還有Code，但是在WatchKit App中卻沒有！這說明什麼？這說明Watch App沒有運算能力， 也就是說它本身并不能處理任何事物，做任何決定，這些事情都是Extension代之完成的。 他是不過是Extension的傀儡而已。 好不容易追到女神了，卻發現她及其沒有主見，啥都要聽她爸的， 逛街她爸要跟着去， 買東西吃飯她爸要陪着， 連看場電影她爸也要坐中間把你們隔開。 想死的心都有了吧。
回到例子， 為了讓iOS App， Extension， Watch App能夠互相正常通信，工程裡還需要進行一些額外的設定。 首先:在Target中，先選擇iOS App，在General中的Team選項中選擇現有的組（非None選項）。
對Extension和WatchKit App也重複上面的步驟
其次：在Capabilities中，打開App Groups選項，增加一個Group并選中
對于Extension也做同樣的操作并選中剛才建立的那個Group。如果在此過程中出現紅色感歎号就點選“Fix issue”，直到全部正确為止。
完成了設定之後我們就可以設計WatchKit App的界面了， 找到Interface.storyborad，加入需要的元素
我們在這裡放上一個Label，一個Image和一個Button。 給這些控件添加對應的IBOutlet變量和IBAction函數 下面的代碼出現在Extension項目的InterfaceController.h中
- // InterfaceController.h
- // WatchKitTutorial WatchKit Extension
- //
- // Created by Bowie Xu on 15/1/14.
- // Copyright (c) 2015年 CoconutIsland. All rights reserved.
- //
- #import <WatchKit/WatchKit.h>
- #import <Foundation/Foundation.h>
- @interface InterfaceController : WKInterfaceController
- @property (weak, nonatomic) IBOutlet WKInterfaceImage *watchImage;
- @property (weak, nonatomic) IBOutlet WKInterfaceButton *watchButton;
- @property (strong, nonatomic) NSArray* buttonTitles;
- @property (assign, nonatomic) int titleIndex;
- - (IBAction)WatchButtonClicked;
- @end
大家注意到了沒有， 這的Image和Button并不是UIImage和UIButton，而是以WKInterface開頭的類。 沒錯，這個就是WatchKit類庫了，其中開頭的WK就是WatchKit的縮寫。
搭好空的架構後我們就可以編譯啟動看看結果了，點選Watchkit App，目标選iphone5還是iphone6都行，然後運作！！
如果隻看到了iPhone模拟器而沒看到Watch的，請切換到模拟器程式，在其菜單中檢查Hardware是否選中了擴充顯示裝置（話說我初次玩WatchKit在這裡卡了很久，總以為自己項目不對，蘋果你就不能自動檢測項目然後自動彈出Apple Watch模拟器麼）
最後結果如下：
如果你也能看到這個結果，恭喜你，已經有一個可以運作的WatchKit App程式了。後面我們添加代碼，讓其響應按鈕，顯示圖檔。InterfaceController.m中添加代碼如下：
- // InterfaceController.m
- // WatchKitTutorial WatchKit Extension
- //
- // Created by Bowie Xu on 15/1/14.
- // Copyright (c) 2015年 CoconutIsland. All rights reserved.
- //
- #import "InterfaceController.h"
- @interface InterfaceController()
- @end
- @implementation InterfaceController
- - (void)awakeWithContext:(id)context {
- [super awakeWithContext:context];
- _buttonTitles = [NSArray arrayWithObjects:@"From Watch App", @"From Extension", @"From iOS App",nil];
- // Configure interface objects here.
- _titleIndex = 0;
- [self SetButtonTitle:_titleIndex];
- }
- - (void)willActivate {
- // This method is called when watch view controller is about to be visible to user
- [super willActivate];
- }
- - (void)didDeactivate {
- // This method is called when watch view controller is no longer visible
- [super didDeactivate];
- }
- - (void) ShowPicFromWatchKitApp
- {
- }
- - (void) ShowPicFromExtension
- {
- }
- - (void) ShowPicFromiOSApp
- {
- }
- - (void) SetButtonTitle:(int)titleIndex
- {
- [_watchButton setTitle:[_buttonTitles objectAtIndex:titleIndex]];
- }
- - (void) IncreaseIndex
- {
- _titleIndex++;
- _titleIndex %= [_buttonTitles count];
- }
- - (IBAction)WatchButtonClicked {
- switch (_titleIndex) {
- case 0:
- [self ShowPicFromWatchKitApp];
- break;
- case 1:
- [self ShowPicFromExtension];
- break;
- case 2:
- [self ShowPicFromiOSApp];
- break;
- default:
- break;
- }
- [self IncreaseIndex];
- [self SetButtonTitle:_titleIndex];
- }
- @end
複制代碼
然後運作程式，在模拟器中點選按鈕，可以看到它的title在From WatchApp， From Extension， From iOS App之間切換。到這裡你也許會問，我在手表上點選按鈕，但是代碼卻是在Extension中，也就是在iPhone中執行。這之間是怎麼聯系的呢？答案是：你無需知道！ 這中間的一切，全部由WatchKit背景處理的，是不是覺得很爽。
按鍵搞定，最後我們來看看圖檔的顯示，WatchKit中的圖檔類可以顯示單張靜态圖檔，也可以顯示序列幀動畫。 根據圖檔資源所在位置不同，我們有三種加載圖檔的方法。 分别對應資源在Watch App中，在Extension和在iOS App中。
首先在工程的三個項目中添加圖檔資源，圖檔大家随意，在這個例子中，Watch App和Extension我放一張圖檔，而iOS App中我借用蘋果官方的例子，放入360張圖檔做動畫。
先來看看最容易處理的情況：圖檔資源在WatchKit App中。 對于這種情況， Extension和WatchApp之間隻需要傳輸很少量的資料：傳輸的是圖檔資源的名字而已。 在WatchApp中的WatchKit收到這個名字後會在包中尋找同名檔案并自動加載顯示。 是以相應的代碼如下：
- - (void) ShowPicFromWatchKitApp
- {
- [_watchImage setImageNamed:@"AppleImage.png"];
- }
其中的setImageNamed就是直接顯示圖檔了。
如果圖檔在Extension中，那流程會稍微複雜些，一行代碼變成了兩行：
- - (void) ShowPicFromExtension
- {
- UIImage* image = [UIImage imageNamed:@"AppleRainbow.png"];
- [_watchImage setImage:image];
- }
複制代碼
代碼裡出現了UIImage，說明一開始圖檔的加載和WatchKit是無關的，也就是說是Extension在iPhone運作的結果。然後再設定到WatchKit App中。
相比前一種方式，這裡傳輸的不是檔案名而是Extension中的整個圖檔資源了。 是不是覺得也還好，代碼不複雜吧。 最後我們來個大躍進，看看如何從iOS App中拿到一系列的圖檔資源并在WatchKit App中播放動畫。
要和iOS App通訊，必須調用
- + (BOOL)openParentApplication:(NSDictionary *)userInfo reply:(void(^)(NSDictionary *replyInfo, NSError *error)) reply; // launches containing iOS application on the phone. userInfo must be non-nil
複制代碼
函數， 由Extension發起請求。 注意：這裡還是Extension而不是WatchKit App，前面說過WatchKit App是沒有任何運算能力的。 在iOS App的AppDelegate中添加
- - (void)application:(UIApplication *)application handleWatchKitExtensionRequest:(NSDictionary *)userInfo reply:(void(^)(NSDictionary *replyInfo))reply NS_AVAILABLE_IOS(8_2);
進行響應。
牽扯到三方，中間的溝通自然多了不少，是以這個也是最耗時的方法。
Extension中的請求代碼
- -(void) _RequestData:(NSNumber*) nindex {
- //NSData* indexdata = [NSData dataWithBytes:&_AnimationIndex length:sizeof(_AnimationIndex)];
- //NSDictionary *request = [NSDictionary dictionaryWithObject:indexdata forKey:@"request"];
- int index = [nindex intValue];
- if (index>=MAXKEYS || index<0) {
- return;
- }
- NSDictionary *request = @{@"request":@"PIC"};
- NSString* key = [NSString stringWithFormat:@"%d", index];
- [_AnimationPics removeObjectForKey:key];
- [InterfaceController openParentApplication:request reply:^(NSDictionary *replyInfo, NSError *error) {
- if (error) {
- NSLog(@"%@", error);
- [_AnimationPics removeObjectForKey:key];
- } else {
- NSData* data = [replyInfo objectForKey:@"PIC"];
- NSArray* picarray = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:data];
- [_AnimationPics setObject:picarray forKey:key];
- //start animation
- if (_AnimationTimer == nil) {
- _AnimationTimer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.2f target:self selector:@selector(SetAnimationIndex) userInfo:nil repeats:YES];
- }
- }
- }];
- }
- iOS App中的響應代碼
- #define PICCOUNT 30
- - (void)application:(UIApplication *)application handleWatchKitExtensionRequest:(NSDictionary *)userInfo reply:(void(^)(NSDictionary *replyInfo))reply {
- if ([[userInfo objectForKey:@"request"] isEqualToString:@"PIC"]) {
- NSLog(@"containing app received message from watch");
- NSMutableArray* marray = [NSMutableArray arrayWithCapacity:PICCOUNT];
- for (int i=0; i<PICCOUNT; i++) {
- UIImage* image = [UIImage imageNamed:[NSString stringWithFormat:@"glance-%[email protected]", i+_picindex]];
- NSData* imagedata = UIImagePNGRepresentation(image);
- [marray addObject:imagedata];
- }
- _picindex += PICCOUNT;
- _picindex %= 360;
- NSData* imageData = [NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:marray];
- //NSData* imageData = UIImageJPEGRepresentation(image, 1.0f);
- NSDictionary *response = [NSDictionary dictionaryWithObject:imageData forKey:@"PIC"];//@{@"response" : @"Watchkit"};
- reply(response);
- }
- }
不出所料，讓iOS App傳遞祯序列是很耗時間的操作，在例子程式中我嘗試使用了Double Buffer，但是效果也不明顯。
最後程式運作起來是這個樣子滴....
前面說了這麼多，又是代碼又是圖檔的， 有人要問了，為啥蘋果設計一個這麼蛋疼的Extenion存在？ 為啥不讓Watch App 和iOS App直接通訊？ 我的了解是Extension是為了處理輕事物而存在的，這樣iOS可以在背景執行Extension而不會消耗太多的資源。 也正是因為如此，Extension被設計成隻能在背景運作很短的一段時間，如果應用程式需要諸如定位之類的長時間的運算，蘋果的官方建議是交給iOS App來完成。
到這裡Apple Watch和WatchKit的介紹就告一段落了。 下篇我們着重探讨WatchKit在遊戲開發中的運用。
最後給出一張 WatchKit和UIKit的參照對比表格：
| WatchKit | UIKit |
| WKInterfaceController | UIViewController |
| WKUserNotificationInterfaceController | UIApplicationDelegate + UIAlertController |
| WKInterfaceDevice | UIDevice |
| WKInterfaceObject | UIView |
| WKInterfaceButton | UIButton |
| WKInterfaceDate | UILabel + NSDateFormatter |
| WKInterfaceGroup | UIScrollView |
| WKInterfaceImage | UIImageView |
| WKInterfaceLabel | UILabel |
| WKInterfaceMap | MKMapView |
| WKInterfaceSeparator | UITableView.separatorColor / .separatorStyle |
| WKInterfaceSlider | UIStepper + UISlider |
| WKInterfaceSwitch | UISwitch |
| WKInterfaceTable | UITableView |
| WKInterfaceTimer | UILabel + NSDateFormatter + NSTimer |
本文的參考連接配接：
1:蘋果開發者網站： https://developer.apple.com/watchkit/ 2:WatchKit-NSHipster： http://nshipster.com/watchkit/
文中的例子程式源碼： https://github.com/CoconutIslandStudio/WatchKitTutorial.git