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方向传感器

Android 平台中，传感器框架通常是使用一个标准的三维坐标系来表示一个值的

要确定一个方向也需要一个三维坐标，毕竟我们的设备不可能永远都是水平端着的

Android 传感器返回的方向值就是一个长度为 3 的 flaot 数组，包含三个方向的值

方向 说明
X 轴的方向 沿着屏幕水平方向从左到右，如果手机如果不是是正方形的话
较短的边需要水平放置，较长的边需要垂直放置
Y 轴的方向 从屏幕的左下角开始沿着屏幕的的垂直方向指向屏幕的顶端
Z 轴的方向 当水平放置时，指向天空的方向

方向传感器的三个值

从上一章节中我们知道，传感器的回调方法：onSensorChanged() 中的参数 SensorEvent event，event 的值类型是 Float[] 的，而且最多只有三个元素，而方向传感器则刚好有三个元素，都表示度数

  1. values[0]

    方位角，手机绕着 Z 轴旋转的角度。0 表示正北 (North)，90 表示正东 (East)，180 表示正南(South)，270 表示正西(West)

    假如 values[0] 的值刚好是这四个值的话，并且手机沿水平放置的话，那么当前手机的正前方就是这四个方向，可以利用这一点来写一个指南针！

  2. values[1]

    倾斜角，手机翘起来的程度，当手机绕着x轴倾斜时该值会发生变化，取值范围是 [-180,180] 之间

    1. 假如把手机放在桌面上，而桌面是完全水平的话，values[1] 的则应该是 0，当然很少桌子是绝对水平的

    2. 从手机 顶部开始抬起 ，直到手机沿着 x 轴旋转180(此时屏幕向下水平放在桌面上)，在这个旋转过程中，values[1] 的值会从 0 到 -180 之间变化，即手机抬起时，values[1] 的值会逐渐变小，知道等于 -180；

    3. 从手机 底部开始抬起 ，直到手机沿着 x 轴旋转 180 度，此时 values[1] 的值会 从 0 到 180 之间变化

    我们可以利用 value[1] 的这个特性结合 value[2] 来实现一个平地尺！

  3. value[2]

    滚动角，沿着Y轴的滚动角度，取值范围为：[-90,90]

    1. 将手机屏幕朝上水平放在桌面上，这时如果桌面是平的，values[2] 的值应为 0
    2. 将手机从左侧逐渐抬起，values[2] 的值将逐渐减小，直到垂直于手机放置，此时 values[2]的值为 -90
    3. 从右侧则是 90
    4. 加入在垂直位置时继续向右或者向左滚动，values[2] 的值将会继续在 -90 到 90 之间变化

简单的 Demo

你可以拿着手机各种玩啥，看看三个值如何变换


  1. 创建一个 空的 Android 项目 cn.twle.android.OrientationSim

  2. 修改 activity_main.xml

    <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    android:padding="16dp">

    <TextView
        android:id="@+id/ms_x"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="方位角"/>

    <TextView
        android:id="@+id/ms_y"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="倾斜角" />

    <TextView
        android:id="@+id/ms_z"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="滚动角" />

</LinearLayout>

  3. 修改 MainActivity.java 文件

    package cn.twle.android.orientationsim;

import android.hardware.Sensor;
import android.hardware.SensorEvent;
import android.hardware.SensorEventListener;
import android.hardware.SensorManager;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements SensorEventListener {

    private TextView ms_x,ms_y,ms_z;
    private SensorManager sm;
    private Sensor mSensorOrientation;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        //获取传感器管理器
        sm = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);

        // 获取方向传感器
        mSensorOrientation = sm.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ORIENTATION);

        //注册数值变化监听器
        sm.registerListener(this, mSensorOrientation,SensorManager.SENSOR_DELAY_UI);

        ms_x = (TextView) findViewById(R.id.ms_x);
        ms_y = (TextView) findViewById(R.id.ms_y);
        ms_z = (TextView) findViewById(R.id.ms_z);
    }

    // 传感器数值变化会调用此方法

    @Override
    public void onSensorChanged(SensorEvent event) {

        ms_x.setText("方位角：" + (float) (Math.round(event.values[0] * 100)) / 100);
        ms_y.setText("倾斜角：" + (float) (Math.round(event.values[1] * 100)) / 100);
        ms_z.setText("滚动角：" + (float) (Math.round(event.values[2] * 100)) / 100);
    }

    @Override
    public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {

    }
}

文字指南针

接下来我们写一个简单的文字版的指南针来体验方向传感器，当文字显示正南的时候，表示手机的正前方就是南方


文字版的超级没方向感，我都怀疑自己的认知了

  1. 创建一个 空的 Android 项目 cn.twle.android.Compass

  2. 这次我们尝试抛弃 activity_main.xml，使用纯代码布局

    自定义一个 View 文件名 MsCompassView.java

    应该知道文件放哪里吧，作为教学，我一向怎么简单怎么来

    package cn.twle.android.compass;

import android.content.Context;
import android.content.res.Resources;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.Color;
import android.graphics.Paint;
import android.util.AttributeSet;
import android.util.DisplayMetrics;
import android.view.View;

public class MsCompassView extends View implements Runnable{

    private Paint mTextPaint;
    private int msWidth,msHeight;
    private float dec = 0.0f;
    private String msg  = "正北 0°";

    public MsCompassView(Context context) {
        this(context, null);
    }

    public MsCompassView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);

        // 获取屏幕高宽

        Resources resources = this.getResources();
        DisplayMetrics dm = resources.getDisplayMetrics();

        msWidth = dm.widthPixels;
        msHeight = dm.heightPixels;

        // 初始化画笔

        mTextPaint = new Paint();
        mTextPaint.setColor(Color.GRAY);
        mTextPaint.setTextSize(64);
        mTextPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);

        new Thread(this).start();
    }

    public MsCompassView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
        super(context, attrs, defStyleAttr);
    }

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        canvas.drawText(msg, msWidth / 4 , msWidth / 2, mTextPaint);
    }

    // 更新指南针角度
    public void setDegree(float degree)
    {
        // 设置灵敏度
        if(Math.abs(dec - degree) >= 2 )
        {
            dec = degree;
            int range = 22;
            String degreeStr = String.valueOf(dec);

            // 指向正北
            if(dec > 360 - range && dec < 360 + range)
            {
                msg = "正北 " + degreeStr + "°";
            }

            // 指向正东
            if(dec > 90 - range && dec < 90 + range)
            {
                msg = "正东 " + degreeStr + "°";
            }

            // 指向正南
            if(dec > 180 - range && dec < 180 + range)
            {
                msg = "正南 " + degreeStr + "°";
            }

            // 指向正西
            if(dec > 270 - range && dec < 270 + range)
            {
                msg = "正西 " + degreeStr + "°";
            }

            // 指向东北
            if(dec > 45 - range && dec < 45 + range)
            {
                msg = "东北 " + degreeStr + "°";
            }

            // 指向东南
            if(dec > 135 - range && dec < 135 + range)
            {
                msg = "东南 " + degreeStr + "°";
            }

            // 指向西南
            if(dec > 225 - range && dec < 225 + range)
            {
                msg = "西南 " + degreeStr + "°";
            }

            // 指向西北
            if(dec > 315 - range && dec < 315 + range)
            {
                msg = "西北 " + degreeStr + "°";
            }
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        while(!Thread.currentThread().isInterrupted())
        {
            try
            {
                Thread.sleep(100);
            }
            catch(InterruptedException e)
            {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
            postInvalidate();
        }
    }
}

  3. 修改文件 MainActivity.java 加载我们自定义的 MsCompassView

    package cn.twle.android.compass;

import android.hardware.Sensor;
import android.hardware.SensorEvent;
import android.hardware.SensorEventListener;
import android.hardware.SensorManager;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements SensorEventListener {

    private MsCompassView ms_cview;
    private SensorManager sm;
    private Sensor mSensorOrientation;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        ms_cview = new MsCompassView(MainActivity.this);

        sm = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
        mSensorOrientation = sm.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ORIENTATION);

        sm.registerListener(this, mSensorOrientation, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI);
        setContentView(ms_cview);
    }

    @Override
    public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
        ms_cview.setDegree(event.values[0]);
    }

    @Override
    public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {

    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        sm.unregisterListener(this);
    }
}

参考文档

  1. 官方 API 文档: 传感器
← Android 传感器的一般使用流程 Android 加速度传感器(Accelerometer sensor) →

Android 基础教程

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