使用 Windows 10 中的加速度计(Accelerometer,重力传感器)

在做 UWP 应用开发的时候还有什么理由可以用到加速度计呢?场景很多啦,比如做游戏,做类似 Surface Hub 那种一边旋转,一边所有内容跟着一起转的效果。

Windows 10 UWP 中的加速度计使用非常简单,只需要简单几句代码即可。


重力迷宫游戏

这里有一个利用加速度计的好玩的例子:

用 Lumia 950XL 玩重力迷宫
▲ 用 Lumia 950XL 玩重力迷宫

画质太渣了?确实太渣了。那就看看桌面版吧…… 反正是 UWP,两边看起来是一样的。

重力迷宫桌面版画面(高清版)
▲ 重力迷宫桌面版画面(高清版)

初始化 Accelerometer

AccelerometerWindows.Devices.Sensors 命名空间下,使用时需要在类顶部加上 using

using Windows.Devices.Sensors;

而获得加速度计的实例只需要一句话:

_accelerometer = Accelerometer.GetDefault();

如果设备上没有加速度计,那么这里拿到的实例就会是 null。所以注意需要进行 null 判断,毕竟大部分 Windows 10 设备都是普通电脑,没有加速度计的。

现在,我们对加速度计进行一些简单的初始化:

_accelerometer = Accelerometer.GetDefault();
if (_accelerometer != null)
{
    // 设置加速度计读数的报告间隔。这里我们与 16ms 进行判断,如果小于 16ms 就设为 16ms。
    // 因为我们在做游戏,帧数就是 60Hz,也就是说,我们不需要更高的读数间隔。
    uint minReportInterval = _accelerometer.MinimumReportInterval;
    uint reportInterval = minReportInterval > 16 ? minReportInterval : 16;
    _accelerometer.ReportInterval = reportInterval;
    // 监听 ReadingChanged 事件,以便在加速度计读数改变时做一些操作。
    _accelerometer.ReadingChanged += Accelerometer_ReadingChanged;
}

得到 Accelerometer 的读数

在监听事件的 Accelerometer_ReadingChanged 事件中,我们可以得到加速度计的读数。

private float _xAxis;
private float _yAxis;
private float _zAxis;

private void Accelerometer_ReadingChanged(Accelerometer sender, AccelerometerReadingChangedEventArgs e)
{
    AccelerometerReading reading = e.Reading;
    _xAxis = (float) reading.AccelerationX;
    _yAxis = (float) reading.AccelerationY;
    _zAxis = (float) reading.AccelerationZ;
}

这些读数是 -1 到 1 之间的数值。

将 Accelerometer 的读数转化成倾斜角度

Win2D 中的游戏循环:CanvasAnimatedControl 一文中,我在 PC 上玩这款游戏,也是在模拟桌子的倾角。于是我们也需要将读数转化成 Windows 10 设备的倾斜角度。

private (float xAngle, float yAngle) GetTiltAngles()
{
    if (_accelerometer != null)
    {
        // 从加速度计中读取读数,然后转换成设备倾斜角度。
        return ((float) (-_yAxis * Math.PI / 2), (float) (-_xAxis * Math.PI / 2));
    }
    else
    {
        // 如果没有加速度计,则从键盘获得模拟的倾斜角度。
        return GetTiltAnglesByKeyboard();
    }
}

这里的 _xAxis_yAxis 就是前面在 Accelerometer_ReadingChanged 事件中获得的读数数值。

这里计算所得的角度值是下面图片中所指示的角度值。

X 方向数值
▲ X 方向数值

Y 方向数值
▲ Y 方向数值


参考资料

本文会经常更新,请阅读原文: https://walterlv.com/post/uwp-accelerometer.html ,以避免陈旧错误知识的误导,同时有更好的阅读体验。

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