9.3 方向监测
拥有GPS硬件的设备可以生成设备的当前方向(course属性)和速度信息。iPhone设备携带的定位管理器可以返回一个已经计算好的course值,通过这个值我们可以获得当前前进的方向,course值是0~360之间的浮点数,0°值表示正北方向,90°值表示正东方向,180°值表示正南方向,270°值表示正西方向,程序可以通过course值来检测用户位置的移动方向。除此之外,还可以通过磁力计来获取设备的真实方向。
提示:
地球是一个大磁场,磁力计的北极将会永远真实地指向北方。
iOS系统通过heading属性来获取设备的真实方向。需要指出的是,并不是所有的iOS设备都支持heading属性,从iPhone 3gs开始引入了磁力计,因此程序在获取方向之前需要先测试该设备是否支持heading。如果定位管理器支持heading属性,那么CLLocationManager的headingAvailable属性将会返回“YES”。
使用CLLocationManager获取设备方向与获取移动距离的步骤基本相似,只是此时不是检测位置移动,而是检测方向改变。
使用CLLocationManager获取设备方向的步骤如下。
创建CLLocationManager对象,该对象负责获取定位相关信息。并为该对象设置一些必要的属性。
为CLLocationManager指定delegate属性,该属性值必须是一个实现CLLocationManagerDelegate协议的对象。实现CLLocationManagerDelegate协议时可根据需要实现协议中特定的方法。
调用CLLocationManager的startUpdatingHeading方法获取方向信息。获取方向结束时,可调用stopUpdatingHeading方法结束获取方向信息。
当设备的方向改变时,iOS系统将会自动激发CLLocationManager的delegate对象的locationManager:didUpdateHeading:方法,而程序可通过重写该方法来获取设备方向。
iOS允许为检测方向改变设置如下属性。
CLLocationDegrees headingFilter:设置只有当设备方向的改变值超过该属性值时才激发delegate的方法。
CLDeviceOrientation headingOrientation:设置设备当前方向。
监听方向时返回的是一个CLHeading对象,该对象包含如下属性。
magneticHeading:该属性返回设备与磁北的相对方向。
trueHeading:该属性返回设备与真北的相对方向。 提示:真北始终指向地理北极点;磁北则对应于随时间变化的地球磁场北极。iOS系统使用一个计算后的偏移量(称为偏差)来确定这两者之间的差异。
headingAccuracy:该属性返回方向值的误差范围。
timestamp:该属性返回方向值的生成时间。
x:获取该设备在X方向上监听得到的原始磁力值,该磁力值的强度单位是微特斯拉。
y:获取该设备在Y方向上监听得到的原始磁力值,该磁力值的强度单位是微特斯拉。
z:获取该设备在Z方向上监听得到的原始磁力值,该磁力值的强度单位是微特斯拉。
在启用该功能的iOS设备上,即使用户在Settings应用中关闭了定位更新,磁向更新仍然可以使用。此外,使用heading服务的应用不会提示用户授权问题,因此磁向信息不会泄露用户的隐私,应用程序可以随便使用它。
需要说明的是,trueHeading属性需要与位置探测功能一起使用,iOS系统需要设备的位置来计算确定真北所需要的偏差。偏差随地理位置的变化而变化,比如北京的偏差不同于东京的偏差,也不同于新加坡和马来西亚的偏差等。有一些地方根本不能使用磁力计进行读数。
除此之外,在某些特殊位置例如有强磁、强电干扰的地方,磁力计可能无法使用。
实例:指南针此实例将会示范如何使用磁力计来获取设备方向,然后根据设备方向来创建一个指南针应用。新建一个Single View Application,无须修改界面设计文件,直接在应用的视图控制器类的实现部分创建界面,并让应用中显示方向的图片随着设备方向自动旋转即可。
下面是该应用的视图控制器类的实现部分代码。
程序清单:codes/09/9.3/Compass/Compass/FKViewController.m
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<code>@interface FKViewController () <CLLocationManagerDelegate></code>
<code>{</code>
<code> </code><code>CALayer* znzLayer;</code>
<code>}</code>
<code>@property (nonatomic , strong)CLLocationManager *locationManager;</code>
<code>@end</code>
<code>@implementation FKViewController</code>
<code>- (</code><code>void</code><code>)viewDidLoad</code>
<code> </code><code>[super viewDidLoad];</code>
<code> </code><code>// 如果磁力计可用,则开始监听方向改变</code>
<code> </code><code>if</code><code>([CLLocationManager headingAvailable])</code>
<code> </code><code>{</code>
<code> </code><code>// 创建显示方向的指南针图片Layer</code>
<code> </code><code>znzLayer = [[CALayer alloc] init];</code>
<code> </code><code>NSInteger screenHeight = [UIScreen mainScreen].bounds.size.height;</code>
<code> </code><code>NSInteger y = (screenHeight - 320) / 2;</code>
<code> </code><code>znzLayer.frame = CGRectMake(0 , y , 320, 320);</code>
<code> </code><code>// 设置znzLayer显示的图片</code>
<code> </code><code>znzLayer.contents = (id)[[UIImage imageNamed:@</code><code>"znz.png"</code><code>] CGImage];</code>
<code> </code><code>// 将znzLayer添加到系统的UIView中</code>
<code> </code><code>[self.view.layer addSublayer:znzLayer];</code>
<code> </code><code>// 创建CLLocationManager对象</code>
<code> </code><code>self.locationManager = [[CLLocationManager alloc] init];</code>
<code> </code><code>self.locationManager.delegate = self;</code>
<code> </code><code>[self.locationManager startUpdatingHeading];</code>
<code> </code><code>}</code>
<code> </code><code>// 如果磁力计不可用,则使用UIAlertView显示提示信息</code>
<code> </code><code>else</code>
<code> </code><code>// 使用警告框提醒用户</code>
<code> </code><code>[[[UIAlertView alloc] initWithTitle:@</code><code>"提醒"</code>
<code> </code><code>message:@</code><code>"您的设备不支持磁力计"</code> <code>delegate:self</code>
<code> </code><code>cancelButtonTitle:@</code><code>"确定"</code> <code>otherButtonTitles: nil]</code>
<code> </code><code>show];</code>
<code>// 当成功获取设备的方向值后激发该方法</code>
<code>-(</code><code>void</code><code>)locationManager:(CLLocationManager *)manager</code>
<code> </code><code>didUpdateHeading:(CLHeading *)newHeading</code>
<code> </code><code>// 将设备的方向角度换算成弧度</code>
<code> </code><code>CGFloat headings = -1.0f * M_PI * newHeading.magneticHeading / 180.0f;</code>
<code> </code><code>// 创建不断改变CALayer的transform属性的属性动画</code>
<code> </code><code>CABasicAnimation* anim = [CABasicAnimation</code>
<code> </code><code>animationWithKeyPath:@</code><code>"transform"</code><code>];</code>
<code> </code><code>CATransform3D fromValue = znzLayer.transform;</code>
<code> </code><code>// 设置动画开始的属性值</code>
<code> </code><code>anim.fromValue = [NSValue valueWithCATransform3D: fromValue];</code>
<code> </code><code>// 绕Z轴旋转heading弧度的变换矩阵</code>
<code> </code><code>CATransform3D toValue = CATransform3DMakeRotation(headings , 0 , 0 , 1);</code>
<code> </code><code>// 设置动画结束的属性</code>
<code> </code><code>anim.toValue = [NSValue valueWithCATransform3D: toValue];</code>
<code> </code><code>anim.duration = 0.5;</code>
<code> </code><code>anim.removedOnCompletion = YES;</code>
<code> </code><code>// 设置动画结束后znzLayer的变换矩阵</code>
<code> </code><code>znzLayer.transform = toValue;</code>
<code> </code><code>// 为znzLayer添加动画</code>
<code> </code><code>[znzLayer addAnimation:anim forKey:nil];</code>
<code>-(</code><code>BOOL</code><code>)locationManagerShouldDisplayHeadingCalibration:(CLLocationManager *)manager</code>
<code> </code><code>return</code> <code>YES;</code>
上面程序中的前两行粗体字代码用于为CLLocationManager设置delegate属性,接下来程序调用该对象的startUpdatingHeading方法开始监听设备的方向改变——当设备的方向改变时,系统会自动激发CLLocationManager设置delegate的locationManager:didUpdateHeading:方法,程序的视图控制器重写了该方法,并在该方法中获取设备方向,然后将图片“反转”相应的角度,从而让图片的北极总是指向真实的北极。
编译、运行该应用(要在真机上测试该应用,因为iOS模拟器不支持磁力计),将可以看到如图9.5所示的效果。

————本文节选自《疯狂ios讲义(下)》