IOS-UIDynamic

//
//  ViewController.m
//  IOS_0306_UIDynamic
//
//  Created by ma c on 16/3/6.
//  Copyright © 2016年 博文科技. All rights reserved.
//

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()

@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIView *redView;
///物理仿真器
@property (nonatomic, strong) UIDynamicAnimator *dynamic;


@end

@implementation ViewController

/*
 一、简介
 1.什么是UIDynamic
 UIDynamic是从iOS 7开始引入的一种新技术，隶属于UIKit框架
 可以认为是一种物理引擎，能模拟和仿真现实生活中的物理现象
 重力、弹性碰撞等现象
 
 2.物理引擎的价值
 广泛用于游戏开发，经典成功案例是“愤怒的小鸟”
 让开发人员可以在远离物理学公式的情况下，实现炫酷的物理仿真效果
 提高了游戏开发效率，产生更多优秀好玩的物理仿真游戏
 
 3.知名的2D物理引擎
 Box2d
 Chipmunk
 
 
 二、使用步骤
 要想使用UIDynamic来实现物理仿真效果，大致的步骤如下
 1.创建一个物理仿真器（顺便设置仿真范围）
 
 2.创建相应的物理仿真行为（顺便添加物理仿真元素）
 
 3.将物理仿真行为添加到物理仿真器中  开始仿真

 
 三、三大概念
 1.物理仿真元素（Dynamic Item）
 谁要进行物理仿真？
 
 2.物理仿真行为（Dynamic Behavior）
 执行怎样的物理仿真效果？怎样的动画效果？
 
 3.物理仿真器（Dynamic Animator）
 让物理仿真元素执行具体的物理仿真行为

 
 四、物理仿真元素
 1.注意
 不是任何对象都能做物理仿真元素
 不是任何对象都能进行物理仿真
 
 2.哪些对象才能做物理仿真元素
 任何遵守了UIDynamicItem协议的对象
 UIView默认已经遵守了UIDynamicItem协议，因此任何UI控件都能做物理仿真
 UICollectionViewLayoutAttributes类默认也遵守UIDynamicItem协议
 
 
五、物理仿真行为
 1.UIDynamic提供了以下几种物理仿真行为
 UIGravityBehavior：重力行为
 UICollisionBehavior：碰撞行为
 UISnapBehavior：捕捉行为
 UIPushBehavior：推动行为
 UIAttachmentBehavior：附着行为
 UIDynamicItemBehavior：动力元素行为
 
 2.物理仿真行为须知
 上述所有物理仿真行为都继承自UIDynamicBehavior
 所有的UIDynamicBehavior都可以独立进行
 组合使用多种行为时，可以实现一些比较复杂的效果
 

 六、物理仿真器
 1.物理仿真器须知
 它可以让物理仿真元素执行物理仿真行为
 它是UIDynamicAnimator类型的对象
 
 2.UIDynamicAnimator的初始化
 - (instancetype)initWithReferenceView:(UIView *)view;
 view参数：是一个参照视图，表示物理仿真的范围

 3.UIDynamicAnimator的常见方法
 - (void)addBehavior:(UIDynamicBehavior *)behavior;
 添加1个物理仿真行为
 
 - (void)removeBehavior:(UIDynamicBehavior *)behavior;
 移除1个物理仿真行为
 
 - (void)removeAllBehaviors;
 移除之前添加过的所有物理仿真行为
 
 4.UIDynamicAnimator的常见属性
 @property (nonatomic, readonly) UIView* referenceView;
 参照视图
 
 @property (nonatomic, readonly, copy) NSArray* behaviors;
 添加到物理仿真器中的所有物理仿真行为
 
 @property (nonatomic, readonly, getter = isRunning) BOOL running;
 是否正在进行物理仿真
 
 @property (nonatomic, assign) id <UIDynamicAnimatorDelegate> delegate;
 代理对象（能监听物理仿真器的仿真过程，比如开始和结束）
 
 
 七.重力行为（UIGravityAnimator）
 1.简介
 给定重力方向、加速度，让物体朝着重力方向掉落
 
 2.UIGravityBehavior的初始化
 - (instancetype)initWithItems:(NSArray *)items;
 item参数 ：里面存放着物理仿真元素
 
 3.UIGravityBehavior常见方法
 - (void)addItem:(id <UIDynamicItem>)item;
 添加1个物理仿真元素
 
 - (void)removeItem:(id <UIDynamicItem>)item;
 移除1个物理仿真元素

 4.UIGravityBehavior常见属性
 @property (nonatomic, readonly, copy) NSArray* items;
 添加到重力行为中的所有物理仿真元素
 
 @property (readwrite, nonatomic) CGVector gravityDirection;
 重力方向（是一个二维向量）
 
 @property (readwrite, nonatomic) CGFloat angle;
 重力方向（是一个角度，以x轴正方向为0°，顺时针正数，逆时针负数）
 
 @property (readwrite, nonatomic) CGFloat magnitude;
 量级（用来控制加速度，1.0代表加速度是1000 points /second²）

 
 八、碰撞行为（UICollisionBehavior）
 1.简介
 可以让物体之间实现碰撞效果
 可以通过添加边界（boundary），让物理碰撞局限在某个空间中
 
 2.UICollisionBehavior边界相关的方法
 - (void)addBoundaryWithIdentifier:(id <NSCopying>)identifier forPath:(UIBezierPath*)bezierPath;
 - (void)addBoundaryWithIdentifier:(id <NSCopying>)identifier fromPoint:(CGPoint)p1 toPoint:(CGPoint)p2;
 - (UIBezierPath*)boundaryWithIdentifier:(id <NSCopying>)identifier;
 - (void)removeBoundaryWithIdentifier:(id <NSCopying>)identifier;
 @property (nonatomic, readonly, copy) NSArray* boundaryIdentifiers;
 - (void)removeAllBoundaries;

 3.UICollisionBehavior常见用法
 @property (nonatomic, readwrite) BOOL translatesReferenceBoundsIntoBoundary;
 是否以参照视图的bounds为边界
 
 - (void)setTranslatesReferenceBoundsIntoBoundaryWithInsets:(UIEdgeInsets)insets;
 设置参照视图的bounds为边界，并且设置内边距
 
 @property (nonatomic, readwrite) UICollisionBehaviorMode collisionMode;
 碰撞模式（分为3种，元素碰撞、边界碰撞、全体碰撞）
 
 @property (nonatomic, assign, readwrite) id <UICollisionBehaviorDelegate> collisionDelegate;
 代理对象（可以监听元素的碰撞过程）
 
 九.捕捉行为（UISnapBehavior）
 1.简介
 可以让物体迅速冲到某个位置（捕捉位置），捕捉到位置之后会带有一定的震动
 
 2.UISnapBehavior的初始化
 - (instancetype)initWithItem:(id <UIDynamicItem>)item snapToPoint:(CGPoint)point;
 
 3.UISnapBehavior常见属性
 @property (nonatomic, assign) CGFloat damping;
 用于减幅、减震（取值范围是0.0 ~ 1.0，值越大，震动幅度越小）
 
 UISnapBehavior使用注意
 如果要进行连续的捕捉行为，需要先把前面的捕捉行为从物理仿真器中移除

 */


- (UIDynamicAnimator *)dynamic
{
    if (!_dynamic) {
        _dynamic = [[UIDynamicAnimator alloc] initWithReferenceView:self.view];
    }
    return _dynamic;
}

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
//    [self createGravity];
//    [self createCollision];
    [self createSnap:touches];
    
    
}

///演示捕捉行为
- (void)createSnap:(NSSet<UITouch *> *)touches
{
    //获取当前触摸的手指
    UITouch *touch = [touches anyObject];
    //取出手指的位置
    CGPoint point = [touch locationInView:touch.view];

    // 1.创建物理仿真器
    
    // 2.创建物理仿真行为
    UISnapBehavior *snapB = [[UISnapBehavior alloc] initWithItem:self.redView snapToPoint:point];
    
    // 3.设置捕捉行为的减震
    snapB.damping = arc4random_uniform(5) / 10 + 0.3;
    
    //注意:吸附行为默认只吸附一次,如果多次吸附必须从仿真器中移除再重复添加
    [self.dynamic removeAllBehaviors];
    
    // 3.将物理仿真行为添加到物理仿真器中
    [self.dynamic addBehavior:snapB];

}

///演示碰撞行为
- (void)createCollision
{
    // 1.创建物理仿真器
    
    // 2.创建物理仿真行为
    UIGravityBehavior *gravityB = [[UIGravityBehavior alloc] initWithItems:@[self.redView]];
    UICollisionBehavior *collisionB = [[UICollisionBehavior alloc] initWithItems:@[self.redView]];
    
    //设置碰撞边界
//    collisionB.translatesReferenceBoundsIntoBoundary = YES;
    //添加直线边界
//    [collisionB addBoundaryWithIdentifier:@"line" fromPoint:CGPointMake(0, 200) toPoint:CGPointMake(320, 420)];
    //添加图像边界
    UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:self.view.frame];
    
    
    [collisionB addBoundaryWithIdentifier:@"bezier" forPath:path];
    
    
    // 3.将物理仿真行为添加到物理仿真器中
    [self.dynamic addBehavior:gravityB];
    [self.dynamic addBehavior:collisionB];
    
    // 此方法可以用于碰撞实际情况的跟踪
//    collisionB.action = ^ {
//        NSLog(@"%@", NSStringFromCGRect(self.redView.frame));
//    };

}

///演示重力行为
- (void)createGravity
{
    // 1.创建物理仿真器
    
    // 2.创建物理仿真行为
    UIGravityBehavior *gravityB = [[UIGravityBehavior alloc] initWithItems:@[self.redView]];
    
    //设置重力方向
    gravityB.gravityDirection = CGVectorMake(0, 1);
    //设置重力角度
    //gravityB.angle = M_PI_2;
    //设置加速度
    gravityB.magnitude = 50;
    
    // 3.将物理仿真行为添加到物理仿真器中
    [self.dynamic addBehavior:gravityB];
    
}

@end

推动行为

//
//  PushView.m
//  02.UIDynamic演练
//
//  Created by apple on 13-12-24.
//  Copyright (c) 2013年 itcast. All rights reserved.
//

#import "PushView.h"

@interface PushView()
{
    UIPushBehavior  *_push;
    
    // 第一次按下的点
    CGPoint         _firstPoint;
    // 移动过程中的点
    CGPoint         _movePoint;
    
    UIImageView     *_imageView;
}

@end

@implementation PushView
/*
 皮筋效果，将方块弹射出去
 */
- (id)initWithFrame:(CGRect)frame
{
    self = [super initWithFrame:frame];
    
    if (self) {
        // 将方块下移
        self.box.center = CGPointMake(self.center.x, 200);
        // 旋转
        self.box.transform = CGAffineTransformMakeRotation(M_PI_4);
        
        UIView *blueView = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(110, 300, 20, 20)];
        blueView.backgroundColor = [UIColor blueColor];
        [self addSubview:blueView];
        
        // 1. 定义手势
        UIPanGestureRecognizer *pan = [[UIPanGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self action:@selector(pan:)];
        
        [self addGestureRecognizer:pan];
        
        // 2. 实例化推行为，单此推动
        _push = [[UIPushBehavior alloc] initWithItems:@[self.box] mode:UIPushBehaviorModeInstantaneous];
        
        [self.animator addBehavior:_push];
        
        // 3. 碰撞检测的行为
        UICollisionBehavior *collision = [[UICollisionBehavior alloc] initWithItems:@[self.box, blueView]];
        collision.translatesReferenceBoundsIntoBoundary = YES;
        
        [self.animator addBehavior:collision];
        
        // 4. 添加图像视图
        UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"AttachmentPoint_Mask"];
        _imageView = [[UIImageView alloc] initWithImage:image];
        // 先隐藏
        _imageView.hidden = YES;
        [self addSubview:_imageView];
        
        // iOS7添加的对图像颜色处理的功能，过滤颜色的功能
        _imageView.tintColor = [UIColor blueColor];
        // 重新绘图
        _imageView.image = [_imageView.image imageWithRenderingMode:UIImageRenderingModeAlwaysTemplate];
    }
    
    return self;
}

#pragma mark - 拖动手势
- (void)pan:(UIPanGestureRecognizer *)recognizer
{
    // 取出手势所在的点
    CGPoint location = [recognizer locationInView:self];
    
    // 拖动手势是一个持续性手势，需要判断状态
    if (UIGestureRecognizerStateBegan == recognizer.state) {
        // 按下手指，皮筋起点在这里，需要记录住手指的位置
        _firstPoint = location;
        
        // 添加一个图像视图标记手指按下
        _imageView.hidden = NO;
        _imageView.center = location;
        
    } else if (UIGestureRecognizerStateChanged == recognizer.state) {
        // 根据手指改变，绘制皮筋
        // 移动的点也需要记录
        _movePoint = location;
        
        [self setNeedsDisplay];
        
    } else if (UIGestureRecognizerStateEnded == recognizer.state) {
        // 放开手指，反方向弹射方块，此时给方块一个推力
        /*
         angle          推的方向
         magnitude      力量
         active         单次推需要设置为YES，才能生效
         */
        CGPoint endPoint = location;
        CGPoint offset = CGPointMake(_firstPoint.x - endPoint.x, _firstPoint.y - endPoint.y);
        
        CGFloat distance = sqrtf(offset.x * offset.x + offset.y * offset.y);
        CGFloat angle = atan2f(offset.y, offset.x);
        
        // 推力的角度，方向
        _push.angle = angle;
        // 力量的大小
        _push.magnitude = distance / 10.0;
        
        // 对于单次推动，一定要设置成YES，才能够发力
        _push.active = YES;
        
        // 清理线，以及手指的图像视图
        _imageView.hidden = YES;
        _firstPoint = CGPointZero;
        _movePoint = CGPointZero;
        
        [self setNeedsDisplay];
    }
}

- (void)drawRect:(CGRect)rect
{
    // 1. 上下文
    CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // 2. 设置路径
    CGContextMoveToPoint(context, _firstPoint.x, _firstPoint.y);
    CGContextAddLineToPoint(context, _movePoint.x, _movePoint.y);
    
    // 3. 设置绘制属性
    CGContextSetLineWidth(context, 5.0);
    // 颜色
    [[UIColor darkGrayColor] set];
    // 虚线
    CGFloat lengths[] = {20.0, 5.0};
    CGContextSetLineDash(context, 0.0, lengths, 2);
    
    // 4. 绘图
    CGContextDrawPath(context, kCGPathStroke);
}

@end

附加行为

//
//  AttachmentView.m
//  02.UIDynamic演练
//
//  Created by apple on 13-12-24.
//  Copyright (c) 2013年 itcast. All rights reserved.
//

#import "AttachmentView.h"

@interface AttachmentView()
{
    
    UIImageView             *_anchorImage;
    UIImageView             *_offsetImage;
}

@end

@implementation AttachmentView

- (id)initWithFrame:(CGRect)frame
{
    self = [super initWithFrame:frame];
    
    if (self) {
        // 下方块下移
        self.box.center = CGPointMake(self.center.x, 200);
        
        // 手势
        UIPanGestureRecognizer *pan = [[UIPanGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self action:@selector(pan:)];
        
        [self addGestureRecognizer:pan];
        
        // 附加行为
        CGPoint anchor = CGPointMake(self.box.center.x, self.box.center.y - 100);
        
        UIOffset offset = UIOffsetMake(0, 0);
        
        UIAttachmentBehavior *attachment = [[UIAttachmentBehavior alloc] initWithItem:self.box offsetFromCenter:offset attachedToAnchor:anchor];
        
        [self.animator addBehavior:attachment];
        
        _attachment = attachment;
        
        // 定位点，使用一个图像视图
        UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"AttachmentPoint_Mask"];
        
        UIImageView *anchorImage = [[UIImageView alloc] initWithImage:image];
        anchorImage.center = anchor;
        
        [self addSubview:anchorImage];
        
        _anchorImage = anchorImage;
        
        // 偏移点，轴，也是用一个图像视图
        UIImageView *offsetImage = [[UIImageView alloc] initWithImage:image];
        
        CGFloat x = self.box.bounds.size.width / 2 + offset.horizontal;
        CGFloat y = self.box.bounds.size.height / 2 + offset.vertical;
        
        offsetImage.center = CGPointMake(x, y);
        
        [self.box addSubview:offsetImage];
        
        _offsetImage = offsetImage;
        
        // 在两点之间画一条实线
    }
    
    return self;
}

#pragma mark - 拖动手势
- (void)pan:(UIPanGestureRecognizer *)recognizer
{
    if (UIGestureRecognizerStateChanged == recognizer.state) {
        CGPoint location = [recognizer locationInView:self];
        
        _attachment.anchorPoint = location;
        _anchorImage.center = location;
        
        [self setNeedsDisplay];
    }
}

- (void)drawRect:(CGRect)rect
{
    CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // moveto
    CGContextMoveToPoint(context, _anchorImage.center.x, _anchorImage.center.y);
    
    // addline
    // 去偏移点相对于父视图的坐标
    CGPoint p = [self convertPoint:_offsetImage.center fromView:self.box];
    CGContextAddLineToPoint(context, p.x, p.y);
    
    CGFloat lengths[] = {10.0f, 8.0f};
    CGContextSetLineDash(context, 0.0, lengths, 2);
    
    CGContextSetLineWidth(context, 5.0f);
    
    CGContextDrawPath(context, kCGPathStroke);
}


@end