IOS旋转-第二弹
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小春0618 发表于3年前
IOS旋转-第二弹
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摘要: 记录一下,研究一下旋转的原理,特此记录,以待后续查阅,并记录一下自己研究中一些要点的东西,数学渣子伤不起,欢迎拍砖。

IOS:屏幕旋转与Transform

 

  iTouch,iPhone,iPad设置都是支持旋转的,如果我们的程序能够根据不同的方向做出不同的布局,体验会更好。

  如何设置程序支持旋转呢,通常我们会在程序的info.plist中进行设置Supported interface orientations,添加我们程序要支持的方向,而且程序里面每个viewController也有方法

  supportedInterfaceOrientations(6.0及以后)

  shouldAutorotateToInterfaceOrientation(6.0之前的系统)

  通过viewController的这些方法,我们可以做到更小粒度的旋转控制,如程序中仅仅允许个别界面旋转。

 

一、屏幕旋转背后到底做了什么呢?

  下面我们看个简单的例子,用xcode新建一个默认的单视图工程,然后在对应viewController的响应旋转后的函数中输出一下当前view的信息,代码如下:

////  SvRotateViewController.m//  SvRotateByTransform////  Created by  maple on 4/21/13.//  Copyright (c) 2013 maple. All rights reserved.//
#import "SvRotateViewController.h"

@interface SvRotateViewController ()
@end
@implementation SvRotateViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.    
    self.view.backgroundColor = [UIColor grayColor];
}
- (void)didReceiveMemoryWarning
{
    [super didReceiveMemoryWarning];    
    // Dispose of any resources that can be recreated.
}
- (BOOL)shouldAutorotateToInterfaceOrientation:(UIInterfaceOrientation)interfaceOrientation
{    return YES;
}
- (BOOL)shouldAutorotate
{    return YES;
}
- (NSUInteger)supportedInterfaceOrientations
{    return UIInterfaceOrientationMaskAll;
}
- (void)willRotateToInterfaceOrientation:(UIInterfaceOrientation)toInterfaceOrientation duration:(NSTimeInterval)duration
{
    NSLog(@"UIViewController will rotate to Orientation: %d", toInterfaceOrientation);
}
- (void)didRotateFromInterfaceOrientation:(UIInterfaceOrientation)fromInterfaceOrientation
{
    NSLog(@"did rotated to new Orientation, view Information %@", self.view);
}
@end

复制代码

  查看代码我们可以发现,我们的viewController支持四个方向,然后在旋转完成的didRotateFromInterfaceOrientation函数中打印了self.view的信息,旋转一圈我们可以看到如下输出:

  设备的初始方向是UIInterfaceOrientationPortrait的,然后顺时针依次经过LandscapeLeftPortraitUpsideDownLandscapeRight,最后再回到UIInterfaceOrientationPortrait方向。仔细看的话我们会发现在旋转的过程中,除了frame之外,Transform也在一直变化。观察frame发现,它的变化应该是由于系统的状态栏引起的。于是将系统状态栏隐藏掉,在输出发现frame果然不再变化。因此我们可以怀疑屏幕旋转是通过变化Transform实现的。

 

二、什么是Transform

  Transform(变化矩阵)是一种3×3的矩阵,如下图所示:

  通过这个矩阵我们可以对一个坐标系统进行缩放,平移,旋转以及这两者的任意组着操作。而且矩阵的操作不具备交换律,即矩阵的操作的顺序不同会导致不同的结果。UIView有个transform的属性,通过设置该属性,我们可以实现调整该view在其superView中的大小和位置。

  矩阵实现坐标变化背后的数学知识:

  设x,y分别代表在原坐标系统中的位置,x',y'代表通过矩阵变化以后在新的系统中的位置。其中式1就是矩阵变化的公式,对式1进行展开以后就可以得到式2。从式2我们可以清楚的看到(x,y)到(x',y')的变化关系。

  1)当c,b,tx,ty都为零时,x' = ax,y' = by;即a,d就分别代表代表x,y方向上放大的比例;当a,d都为1时,x' = x,y' = y;这个时候这个矩阵也就是传说中的CGAffineTransformIdentity(标准矩阵)。

  2)当a,d为1,c,b为零的时候,x' = x + tx,y' = y + ty;即tx,ty分别代表x,y方向上的平移距离。

  3)前面两种情况就可以实现缩放和平移了,那么旋转如何表示呢?

  假设不做平移和缩放操作,那么从原坐标系中的一点(x,y)旋转α°以后到了新的坐标系中的一点(x',y'),那么旋转矩阵如下:

  

  展开以后就是x' = xcosα - ysinα,y' = xsinα + ycosα;

 

  实际应用中,我们将这些变化综合起来,即可完成所有二维的矩阵变化。现在我们在回过头来看看前面设备旋转时的输出,当设备位于Portrait的时候由于矩阵是标准矩阵,所以没有进行打印。当转到UIInterfaceOrientationLandscapeLeft方向的时候,我们的设备是顺时针转了90&deg;(逆时针为正,顺时针为负),这个时候矩阵应该是(cos-90&deg;,sin-90&deg;,-sin-90&deg;,cos-90&deg;,tx,ty),由于未进行平移操作所以tx,ty都为0,刚好可以跟我们控制台输出:"<UIView: 0x8075390; frame = (0 0; 320 480); transform = [0, -1, 1, 0, 0, 0]; autoresize = W+H; layer = <CALayer: 0x8074980>>"一致。观察其他两个方向的输出,发现结果均和分析一致。

  由此可以发现屏幕旋转其实就是通过view的矩阵变化实现,当设备监测到旋转的时候,会通知当前程序,当前程序再通知程序中的windowwindow会通知它的rootViewController的,rootViewController对其viewtransform进行设置,最终完成旋转。

  如果我们直接将一个view添加到window上,系统将不会帮助我们完成旋操作,这个时候我们就需要自己设置该viewtransform来实现旋转了。这种情况虽然比较少,但是也存在的,例如现在很多App做的利用状态栏进行消息提示的功能就是利用自己创建window并且自己设置transform来完成旋转支持的,下一篇博客会介绍如何实现这种消息通知。

上述内容引自:http://www.cnblogs.com/smileEvday/archive/2013/04/23/3038887.html


**************************** 我是分割线 ******************************

旋转矩阵一些基础知识,当时也是看到矩阵,脑子有点懵了,感觉大学学过的矩阵知识已经被遗忘的差不多了,因此将研究过程要点简单录一下

首先是高中的一些正余弦相关的公式

cos(A+B) = cosAcosB - sinAsinB

cos(A-B) = cosAcosB + sinAsinB

sin(A+B) = sinAcosB + cosAsinB

sin(A-B) = sinAcosB - cosAsinB

下面简单描述下在直角坐标系中单点1(x,y)逆时针旋转A角度后到点2(x',y'),二维旋转矩阵为:

 cosA   sinA

-sinA   cosA

这里仅证明点1、2都在第一象限的情况,其余情况大同小异;

证明过程:假设点1与X轴的夹角为B,点1到原点的距离为z,则x'=cos(A+B)z = z(cosAcosB - sinAsinB) ,由于cosB*z = x,sinB*z = y,则x' = cosAx-sinAy,

同理可证y' = sinAx+cosAy,由矩阵乘法可知:

(x',y') = (x,y) 乘以上述矩阵;


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小春0618
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