UIKit Dyanmics 是 UIKit 下的一个二维的物理引擎。
参考：
关键的几个类:
UIDynamicBehavior 模拟对象的行为
UIDynamicAnimator 物理引擎
UIDynamicAnimator 自己可以根据不同的行为来计算不同对象间的相互影响。
使用方法总结：
- 用 UIDynamicBehavior 的子类对象设置不同物体各自的行为或者它们通用的行为，然后将它们添加到 UIDynamicBehavior 实例对象上，
- 将 UIDynamicBehavior 实例对象添加到 UIDynamicAnimator 物理引擎上。
Demo源码：牛顿摆钟
该 Demo 构建一个牛顿摆钟模拟重力实验。
SCBallBearingView
// **********************************************
#import <UIKit/UIKit.h>
/**
圆形钟摆球模型
*/
@interface SCBallBearingView : UIView
@end
// **********************************************
#import "SCBallBearingView.h"
@import QuartzCore;
@implementation SCBallBearingView
- (id)initWithFrame:(CGRect)frame
{
self = [super initWithFrame:frame];
if (self) {
// 初始化代码
self.backgroundColor = [UIColor lightGrayColor];
self.layer.cornerRadius = MIN(CGRectGetHeight(frame), CGRectGetWidth(frame)) / 2.0;
self.layer.borderColor = [UIColor grayColor].CGColor;
self.layer.borderWidth = 2;
}
return self;
}
@end
❇️ SCNewtonsCradleView
// **********************************************
#import <UIKit/UIKit.h>
@interface SCNewtonsCradleView : UIView
@end
// **********************************************
#import "SCNewtonsCradleView.h"
#import "SCBallBearingView.h"
@implementation SCNewtonsCradleView {
NSArray *_ballBearings; // 钟摆球容器
UIDynamicAnimator *_animator; // 用于控制行为的物理引擎
UIPushBehavior *_userDragBehavior; // 手势的线性力量
}
- (id)initWithFrame:(CGRect)frame
{
self = [super initWithFrame:frame];
if (self) {
// 初始化代码
[self createBallBearings];
[self applyDynamicBehaviors];
// 初始化时施加推力让钟摆球摇摆
_userDragBehavior = [[UIPushBehavior alloc] initWithItems:@[_ballBearings[0]] mode:UIPushBehaviorModeInstantaneous];
_userDragBehavior.pushDirection = CGVectorMake(-0.5, 0);
[_animator addBehavior:_userDragBehavior];
}
return self;
}
// 1.创建5个钟摆球
- (void)createBallBearings
{
NSMutableArray *bbArray = [NSMutableArray array];
NSUInteger numberBalls = 5;
CGFloat ballSize = CGRectGetWidth(self.bounds) / (3.0 * (numberBalls - 1));
for (NSUInteger i=0; i<numberBalls; i++) {
// 钟摆球需要设置得足够小，使它们之间静态摆放时仍留有间隙。
SCBallBearingView *bb = [[SCBallBearingView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, ballSize - 1, ballSize - 1)];
// 把每个钟摆球放到合适的位置
CGFloat x = CGRectGetWidth(self.bounds) / 3.0 + i * ballSize;
CGFloat y = CGRectGetHeight(self.bounds) / 2.0;
bb.center = CGPointMake(x, y);
// 为每个钟摆球添加一个手势操作，这样可以通过手势来摆弄钟摆球模型:
UIPanGestureRecognizer *gesture = [[UIPanGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self action:@selector(handleBallBearingPan:)];
[bb addGestureRecognizer:gesture];
// 把钟摆球添加进数组中，并添加为当前页面子视图
[bbArray addObject:bb];
[self addSubview:bb];
}
_ballBearings = [NSArray arrayWithArray:bbArray];
}
#pragma mark - UIDynamics utility methods
// 2.添加动力行为
- (void)applyDynamicBehaviors
{
// 创建一个复合的行为集合 UIDynamicBehavior (可以包含很多基本行为)
UIDynamicBehavior *behavior = [[UIDynamicBehavior alloc] init];
// 将每个球轴承安装到其枢轴点
for(id<UIDynamicItem> ballBearing in _ballBearings)
{
// 2.1 为每个钟摆球添加连结物行为
UIDynamicBehavior *attachmentBehavior = [self createAttachmentBehaviorForBallBearing:ballBearing];
[behavior addChildBehavior:attachmentBehavior];
}
// 2.2 添加重力行为
[behavior addChildBehavior:[self createGravityBehaviorForObjects:_ballBearings]];
// 2.3 添加碰撞行为
[behavior addChildBehavior:[self createCollisionBehaviorForObjects:_ballBearings]];
// 2.4 指定碰撞的弹性
// 使用 UIDynamicItemBehavior 来指定碰撞的弹性。
// dynamic item 行为也可以设置线性和角速度，把它们添加到手势操作上面是十分有用的。
UIDynamicItemBehavior *itemBehavior = [[UIDynamicItemBehavior alloc] initWithItems:_ballBearings];
// 设置了其他的属性
itemBehavior.elasticity = 1.0; // 弹性
itemBehavior.allowsRotation = NO; // rotation(旋转),运行旋转时，可以指定角阻力
itemBehavior.resistance = 2.f; // resistance(阻尼，空气产生的阻尼)
[behavior addChildBehavior:itemBehavior];
// 2.5 创建物理引擎动画
// 创建物理引擎来控制这些行为，所以我们定了一个类的全局变量(iVar):UIDynamicAnimator *_animator;
// UIDynamicAnimator代表了模拟动态系统的物理引擎，在这里我们创建了它，并且指定了它参照的view(既指定宇宙空间),也添加了我们创建的行为.
_animator = [[UIDynamicAnimator alloc] initWithReferenceView:self];
// Add the composite behavior
[_animator addBehavior:behavior];
}
// 连结物的行为(attachment behavior)需要添加到钟摆球上面，它代表了绳子对它的牵引作用:
- (UIDynamicBehavior *)createAttachmentBehaviorForBallBearing:(id<UIDynamicItem>)ballBearing
{
// UIAttachmentBehavior 实例伴随一个动态的对象(一个锚点或者另外的对象),它们有具体的属性来控制绳子对它的行为 - 具体就是它的频繁性、阻尼和长度。默认的设置就是一个完全刚性的连接物(没有任何长度伸缩弹性的物体),刚性的连接物正是我们的钟摆球所需要的。
CGPoint anchor = ballBearing.center;
// 锚点在钟摆球的正上方
anchor.y -= CGRectGetHeight(self.bounds) / 4.0;
// 在瞄点上方画一个盒子. 这不是行为的一部分，只是为了视觉上很好看
UIView *blueBox = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, 10, 10)];
blueBox.backgroundColor = [UIColor blueColor];
blueBox.center = anchor;
[self addSubview:blueBox];
// 2.1 创建连结物行为
UIAttachmentBehavior *behavior = [[UIAttachmentBehavior alloc] initWithItem:ballBearing
attachedToAnchor:anchor];
return behavior;
}
- (UIDynamicBehavior *)createGravityBehaviorForObjects:(NSArray *)objects
{
// 2.2 创建重力行为
// UIGravityBehavior 代表了对象本身和地球之间的重力吸引力，它有一些属性允许你设置矢量的万有引力(就是重力系数magnitude和方向direction),我们这里增加了重力系数，但是保持重力的方向在y轴上面。
UIGravityBehavior *gravity = [[UIGravityBehavior alloc] initWithItems:objects];
gravity.magnitude = 10; // 设置重力系数
return gravity;
}
- (UIDynamicBehavior *)createCollisionBehaviorForObjects:(NSArray *)objects
{
// 2.3 创建碰撞行为
// 将碰撞行为作用在模拟系统中的所有对象上面。
// 碰撞行为还可以用于模型对象达到边界如视图边界,或任意的贝塞尔曲线路径的界限。
return [[UICollisionBehavior alloc] initWithItems:objects];
}
#pragma mark - UIGestureRecognizer target method
// 实现手势的具体行为
// UIPushBehavior 代表一个简单的线性力量作用于对象上面。当力消失的时候，我们就回收作用在钟摆球上面的力,我们定义了一个类全局变量(iVar) UIPushBehavior *_userDragBehvior,这个变量可是在手势触发开始的时候赋值，需要记得把这个行为添加到dynamics animator中， 我们力的大小与水平位移成正比， 为了让钟摆球摇摆，我们需要在手势结束的时候删除掉push行为。
- (void)handleBallBearingPan:(UIPanGestureRecognizer *)recognizer
{
// 拖动手势触发时，创建一个拖动力
if (recognizer.state == UIGestureRecognizerStateBegan) {
if(_userDragBehavior) {
[_animator removeBehavior:_userDragBehavior];
}
// 将 UIPushBehavior 对象添加到 UIDynamicAnimator 物理引擎上
_userDragBehavior = [[UIPushBehavior alloc] initWithItems:@[recognizer.view] mode:UIPushBehaviorModeContinuous];
[_animator addBehavior:_userDragBehavior];
}
// 设置力的大小,与水平位移成正比
_userDragBehavior.pushDirection = CGVectorMake([recognizer translationInView:self].x / 10.f, 0);
// 拖动手势结束时，回收作用在钟摆球上面的力
if (recognizer.state == UIGestureRecognizerStateEnded) {
[_animator removeBehavior:_userDragBehavior];
_userDragBehavior = nil;
}
}
将牛顿钟摆球视图添加到主页：
- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
_newtonsCradle = [[SCNewtonsCradleView alloc] initWithFrame:self.view.bounds];
[self.view addSubview:_newtonsCradle];
}
动画效果
