Физика, основанная на компьютерной музыке с AudioKit и SpriteKit

Пользовательский интерфейс позволяет пользователям создавать статические блоки, которым назначают звуковую частоту в зависимости от их длины и прыгающие шарики. Когда шар сталкивается с коробкой, AudioKit воспроизводит звук « Vibes » на частоте коробки с амплитудой, основанной на скорости мяча.

Ящики создаются жестом панорамирования и могут перемещаться и вращаться. Шарики создаются длинным нажатием. Как только шарики падают с нижней части экрана, они снова появляются наверху в их исходном положении x. Хотя шары взаимодействуют с коробками, они не взаимодействуют друг с другом — это допускает регулярный повторяющийся узор.

• TouchEnabledShapeNode  расширяет  SKShapeNode  и используется для блоков. У него есть  свойство частоты, которое заполняет метку, а также принимает делегат типа  TouchEnabledShapeNodeDelegate,  который позволяет ему сообщать, когда к нему прикасались.
• ShapeNodeWithOrigin также расширяет  SKShapeNode  и используется для шаров. Он имеет дополнительное  StartingPosition свойства. Это позволяет мне вернуть шары в их первоначальное положение x после того, как они обернуты вокруг экрана.

Обработка жестов

Обработчик длинного нажатия  longPressHandler () довольно прост: он вызывает мою  функцию createBall (),  которая добавляет новый круговой  ShapeNodeWithOrigin  к сцене SpriteKit.

Обработчик панорамирования  panHandler () выполняет две функции: если в данный момент выбран блок, жест панорамирования перемещает этот блок, а при отсутствии выбранного блока — панорамирование.

Помня, что у жестов есть три основных состояния интереса в этом контексте. Запускается ход действий с жестом это Стали , где он устанавливает значение для  panGestureOrigin в  зависимости от местоположения этого жеста в. Поскольку жест панорамирования является непрерывным, каждый вызов  panHandler ()  с  измененным  состоянием перемещает выбранное поле на разницу между panGestureOrigin  и текущей позицией жеста:

            [...]
            else if recogniser.state == UIGestureRecognizerState.Changed
            {
                let currentGestureLocation = recogniser.locationInView(view)
                
                selectedBox!.position.x += currentGestureLocation.x - panGestureOrigin!.x
                selectedBox!.position.y -= currentGestureLocation.y - panGestureOrigin!.y
                
                panGestureOrigin = recogniser.locationInView(view)
            }
            [...]

Если флажок не установлен, пан жест начать добавляет временный узел формы с именем  creatingBox  на сцену. Это действует как заполнитель во время процесса создания. С каждым вызовом Измененный  жест  , я должен воссоздавать это поле, потому что геометрия  SKShapeNodes  неизменна — я использую не только расстояние между текущим местоположением жеста и panGestureOrigin,  но и угол, чтобы установить вращение нового окна:

            [...]
            else if recogniser.state == UIGestureRecognizerState.Changed
            {
                creatingBox!.removeFromParent()
                
                let invertedLocationInView = CGPoint(x: recogniser.locationInView(view).x,
                    y: view.frame.height - recogniser.locationInView(view).y)
                
                let boxWidth = CGFloat(panGestureOrigin!.distance(invertedLocationInView)) * 2
                
                creatingBox = SKShapeNode(rectOfSize: CGSize(width: boxWidth, height: boxHeight))
                creatingBox!.position = panGestureOrigin!
                
                creatingBox!.zRotation = atan2(panGestureOrigin!.x - invertedLocationInView.x, invertedLocationInView.y - panGestureOrigin!.y) + CGFloat(M_PI / 2)
                
                scene.addChild(creatingBox!)
            }
            [...]

Наконец, после того, как жест панорамирования закончен, я на самом деле создаю прямоугольник в окончательном месте и под углом. Sprite содержит массивы частот, которые отображаются на музыкальные ноты, а метод  createBox ()  использует этот массив для назначения частоты блоку на основе его длины:

        [...]
        let frequencyIndex = Int(round((actualWidth - minBoxLength) / (maxBoxLength - minBoxLength) * CGFloat(frequencies.count - 1)))

        box.frequency = frequencies[frequencyIndex]
        [...]

SpriteKit Физика

        [...]
        if contact.bodyA.categoryBitMask == boxCategoryBitMask
        {
            let amplitude = Float(sqrt((contact.bodyB.velocity.dx * contact.bodyB.velocity.dx) + (contact.bodyB.velocity.dy * contact.bodyB.velocity.dy)) / 1500)

            let frequency = (contact.bodyA.node as? TouchEnabledShapeNode)?.frequency
                
            conductor.play(frequency!, amplitude: amplitude)
        }
        else if contact.bodyB.categoryBitMask == boxCategoryBitMask
        {
            // do the opposite
        [...]

Если одним из тел является пол, другим будет шар (который является  экземпляром ShapeNodeWithOrigin  ). Простая установка положения   экземпляра SKShapeNode со связанным физическим телом не работает, поэтому мне нужно временно удалить физическое тело, установить позицию с помощью  начального положения  и повторно применить физическое тело.

        [...]
        if contact.bodyA.categoryBitMask & ballCategoryBitMask == ballCategoryBitMask && contact.bodyB.categoryBitMask == floorCategoryBitMask
        {
            physicsBodyToReposition = contact.bodyA
        }
        else if contact.bodyB.categoryBitMask & ballCategoryBitMask == ballCategoryBitMask && contact.bodyA.categoryBitMask == floorCategoryBitMask
        {
            physicsBodyToReposition = contact.bodyB
        }
        
        if let physicsBodyToReposition = physicsBodyToReposition
        {
            let nodeToReposition = physicsBodyToReposition.node
            let nodeX: CGFloat = (nodeToReposition as? ShapeNodeWithOrigin)?.startingPostion?.x ?? 0
            
            nodeToReposition?.physicsBody = nil
            nodeToReposition?.position = CGPoint(x: nodeX, y: view.frame.height)
            nodeToReposition?.physicsBody = physicsBodyToReposition
        }
        [...]

AudioKit Sound

    func play(frequency: Float, amplitude: Float) {
        let barNote = BarNote(frequency: frequency, amplitude: amplitude)
        barNote.duration.value = 3.0
        barInstrument.playNote(barNote)
    }