UIScrollView的惯性,弹跳和UIKit动态绑定

本篇翻译至----UIScrollView's Inertia, Bouncing and Rubber-Banding with UIKit Dynamics

用UIKit动画制作动画边界

使用UIKit Dynamics进行动画处理的对象必须符合以下UIDynamicItem协议:

@protocol UIDynamicItem <NSObject>

@property (nonatomic, readwrite) CGPoint center;
@property (nonatomic, readonly) CGRect bounds;
@property (nonatomic, readwrite) CGAffineTransform transform;

@end

Dynamics使用centertransform属性来移动项目的内部算法和bounds属性来计算冲突。因此,我们不能直接在滚动视图上使用动画来为其动画boundsUIDynamicItem是一个协议,所以我们可以创建一个简单的旧的NSObject子类符合它:
译者注:UIKit Dynamics动画必须绑定一个符合UIDynamicItem协议的一个对象

@interface CSCDynamicItem : NSObject <UIDynamicItem>

@property (nonatomic, readwrite) CGPoint center;
@property (nonatomic, readonly) CGRect bounds;
@property (nonatomic, readwrite) CGAffineTransform transform;

@end

@implementation CSCDynamicItem
- (instancetype)init {
    self = [super init];

    if (self) {
        // Sets non-zero `bounds`, because otherwise Dynamics throws an exception.
        _bounds = CGRectMake(0, 0, 1, 1);
    }

    return self;
}
@end

并使用这个类来驱动滚动视图的更改bounds。为了简单起见,我们假定动态项目center映射到滚动视图bounds.origin。有几种方法来绑定这些值:

  1. 我们可以将自己注册为动态项目center关键路径的观察者,并更新bounds其值的变化。
  2. 我们可以将滚动视图实例传递给动态项并从内部更新其边界setCenter:
  3. 我们可以利用UIDynamicBehavior包含一个action属性的事实,描述如下:

您要在动态动画中执行的块。动态动画师会在每个动画步骤中调用动作块。

我们选择最后一个,因为这是最简洁的,我认为它最适合这种情况。这里是代码:

behavior.action = ^{
    CGRect bounds = weakSelf.bounds;
    bounds.origin = weakSelf.dynamicItem.center;
    weakSelf.bounds = bounds;
};

惯性滚动

我们现在准备添加一个惯性滚动。有两件事情:1)当用户在平移后将手指从屏幕上抬起时,滚动视图应该继续以相同的速度矢量滚动,2)滚动应该随着时间减慢。浏览内置行为的文档时,我们很快注意到这一句UIDynamicItemBehavior描述:

动态项目行为的一个显着和常见的用途是将动态项目的速度赋予与用户手势的结束速度匹配。

这个类非常灵活,它支持线性和角度运动。我们将使用从手势识别器中抓取的速度–addLinearVelocity:forItem:推动动态项目。增加惯性是改变resistance值的一个简单问题。下面是这个行为的完整设置:

self.dynamicItem.center = self.bounds.origin;
UIDynamicItemBehavior *decelerationBehavior = [[UIDynamicItemBehavior alloc] initWithItems:@[self.dynamicItem]];
[decelerationBehavior addLinearVelocity:velocity forItem:self.dynamicItem];
decelerationBehavior.resistance = 2.0;

__weak typeof(self) weakSelf = self;
decelerationBehavior.action = ^{
    CGRect bounds = weakSelf.bounds;
    bounds.origin = weakSelf.dynamicItem.center;
    weakSelf.bounds = bounds;
};

[self.animator addBehavior:decelerationBehavior];

你也可以在GitHub的这个阶段看到整个文件

弹性

弹性是最简单的部分,它实际上根本不使用动态。我们只需要根据以下等式改变平移范围:

f(x, d, c) = (x * d * c) / (d + c * x)

where,
x – distance from the edge
c – constant (UIScrollView uses 0.55)
d – dimension, either width or height

这是如何工作的:


上下滚动.gif

我们将使用UIAttachmentBehavior弹跳效果。这里的想法很简单:当bounds.origin穿过可见区域(派生自contentSize)时,我们计算锚点,这是用户最终的位置

CGPoint maxBoundsOrigin = CGPointMake(self.contentSize.width - bounds.size.width,
                                      self.contentSize.height - bounds.size.height);
CGPoint target = bounds.origin;
if (outsideBoundsMinimum) {
    target.x = fmin(maxBoundsOrigin.x, fmax(target.x, 0.0));
    target.y = fmin(maxBoundsOrigin.y, fmax(target.y, 0.0));
} else if (outsideBoundsMaximum) {
    target.x = fmax(0, fmin(target.x, maxBoundsOrigin.x));
    target.y = fmax(0, fmin(target.y, maxBoundsOrigin.y));
}

并附加到它的行为:

UIAttachmentBehavior *springBehavior = [[UIAttachmentBehavior alloc] initWithItem:self.dynamicItem attachedToAnchor:target];
// Has to be equal to zero, because otherwise the bounds.origin wouldn't exactly match the target's position.
springBehavior.length = 0;
// These two values were chosen by trial and error.
springBehavior.damping = 1;
springBehavior.frequency = 2;

[self.animator addBehavior:springBehavior];

该方法的其余部分主要是样板,你可以在GitHub上看到它。

一切看起来很棒,直到我们尝试滚动视图,双向启用滚动。如果平移手势具有非零的垂直和水平速度,则在bounds.origin接近以下位置时会出现难看的振荡target

弹性.gif

发生这种情况是因为附件行为不能简单地模拟沿线的动画。它可以受到其他行为的影响,在我们的情况下decelerationBahavior,导致它围绕着它的锚点旋转。我们可以decelerationBahavior在添加的时候尝试删除springBehavior,但是这样会反过来将速度调整为零。

经过一番调试我注意到问题在于计算弹簧的锚点。动画是离散的,所以例如当滚动视图被推到左边时,bounds.origin可以取下列值:

x               y
46.984947   78.164795
36.891747   82.781387
20.600927   90.232750
8.031227    95.982079
-4.141042   101.549622
-13.288508  105.733643

x一直不等于0,所以我们必须通过求解两个线性方程组y来x = 0手动计算:

y_1 = a*x_1 + b
y_2 = a*x_2 + b

这样,我们就可以计算出bounds.origin左边的交叉点,并将弹簧连接到正确的位置。计算是类似的其他边缘。这是一个最终的版本:


最终效果.gif

结论

我们学习了如何在不太常见的情况下使用Dynamics,以及如何利用基于协议的设计提供的灵活性。最终的结果非常接近UIKit提供的结果。不过,我不得不承认,代码并不像Pop那样明显,因为:

  1. 我们不得不使用一个中介对象来动画bounds。目前,我怀疑它是否会 - 无法在自定义属性与Dynamics之间建立关系。
  2. UIAttachmentBehavior与Pop的不同POPSpringAnimation,它没有velocity属性,所以我们必须decelerationBehavior手动保留和计算锚点。

最终版本在GitHub上可用

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