Использование датчика положения в пространстве
Узнайте, как использовать датчики положения в пространстве для определения ориентации устройства.
Важные API
Предварительные требования
Вы должны быть знакомы с языком XAML, Microsoft Visual C# и событиями.
Используемые вами устройство или эмулятор должны поддерживать датчик положения в пространстве.
Создание приложения OrientationSensor
Датчик ориентации — это один из нескольких типов датчиков среды, которые позволяют приложениям реагировать на изменения в ориентации устройства.
Пространство имен Windows.Devices.Sensors включает два типа API датчиков положения в пространстве: OrientationSensor и SimpleOrientation. Хотя оба этих датчика – датчики положения в пространстве, данный термин многозначен, и датчики используются для совершенно разных целей. Но так как оба этих датчика – датчики положения в пространстве, оба они описаны в этой статье.
API OrientationSensor используется трехмерными приложениями, в которых есть кватернион и матрица поворота. Кватернион проще всего понять как поворот точки [x,y,z] вокруг произвольной оси (в отличие от матрицы поворота, представляющей поворот вокруг трех осей). Математика кватернионов довольно экзотична, так как использует геометрические свойства комплексных чисел и математические свойства мнимых чисел, но работать с ними просто, и их поддерживают различные программные платформы, например DirectX. Сложное трехмерное приложение может использовать датчик положения в пространстве для выравнивания перспективы пользователя. Этот датчик группирует данные от акселерометра, гирометра и компаса.
API SimpleOrientation используется, чтобы определять текущую ориентацию устройства относительно таких определений, как книжная вверх, книжная вниз, альбомная влево и альбомная вправо. Он также может обнаружить поворот устройства лицевой стороной вниз или вверх. Вместо свойств типа «книжная вверх или «альбомная влево» этот датчик возвращает значение поворота: Not rotated (Не повернуто), Rotated90DegreesCounterclockwise (Повернуто на 90 градусов против часовой стрелки) и т. д. В следующей таблице представлены свойства ориентации и соответствующие им показания датчика.
| Ориентация | Соответствующие показания датчика |
|---|---|
| Книжная вверх | NotRotated |
| Альбомная влево | Rotated90DegreesCounterclockwise |
| Книжная вниз | Rotated180DegreesCounterclockwise |
| Альбомная вправо | Rotated270DegreesCounterclockwise |
Примечание
Более полную реализацию см. в разделе:
Инструкции
Для создания нового проекта выберите Пустое приложение (универсальное приложение Windows) из шаблонов проектов Visual C#.
Откройте файл проекта MainPage.xaml.cs и замените существующий код следующим.
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using Windows.Foundation;
using Windows.Foundation.Collections;
using Windows.UI.Xaml;
using Windows.UI.Xaml.Controls;
using Windows.UI.Xaml.Controls.Primitives;
using Windows.UI.Xaml.Data;
using Windows.UI.Xaml.Input;
using Windows.UI.Xaml.Media;
using Windows.UI.Xaml.Navigation;
using Windows.UI.Core;
using Windows.Devices.Sensors;
// The Blank Page item template is documented at https://go.microsoft.com/fwlink/p/?linkid=234238
namespace App1
{
/// <summary>
/// An empty page that can be used on its own or navigated to within a Frame.
/// </summary>
public sealed partial class MainPage : Page
{
private OrientationSensor _sensor;
private async void ReadingChanged(object sender, OrientationSensorReadingChangedEventArgs e)
{
await Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.Normal, () =>
{
OrientationSensorReading reading = e.Reading;
// Quaternion values
txtQuaternionX.Text = String.Format("{0,8:0.00000}", reading.Quaternion.X);
txtQuaternionY.Text = String.Format("{0,8:0.00000}", reading.Quaternion.Y);
txtQuaternionZ.Text = String.Format("{0,8:0.00000}", reading.Quaternion.Z);
txtQuaternionW.Text = String.Format("{0,8:0.00000}", reading.Quaternion.W);
// Rotation Matrix values
txtM11.Text = String.Format("{0,8:0.00000}", reading.RotationMatrix.M11);
txtM12.Text = String.Format("{0,8:0.00000}", reading.RotationMatrix.M12);
txtM13.Text = String.Format("{0,8:0.00000}", reading.RotationMatrix.M13);
txtM21.Text = String.Format("{0,8:0.00000}", reading.RotationMatrix.M21);
txtM22.Text = String.Format("{0,8:0.00000}", reading.RotationMatrix.M22);
txtM23.Text = String.Format("{0,8:0.00000}", reading.RotationMatrix.M23);
txtM31.Text = String.Format("{0,8:0.00000}", reading.RotationMatrix.M31);
txtM32.Text = String.Format("{0,8:0.00000}", reading.RotationMatrix.M32);
txtM33.Text = String.Format("{0,8:0.00000}", reading.RotationMatrix.M33);
});
}
public MainPage()
{
this.InitializeComponent();
_sensor = OrientationSensor.GetDefault();
// Establish the report interval for all scenarios
uint minReportInterval = _sensor.MinimumReportInterval;
uint reportInterval = minReportInterval > 16 ? minReportInterval : 16;
_sensor.ReportInterval = reportInterval;
// Establish event handler
_sensor.ReadingChanged += new TypedEventHandler<OrientationSensor, OrientationSensorReadingChangedEventArgs>(ReadingChanged);
}
}
}
Имя пространства имен в предыдущем фрагменте нужно заменить именем вашего проекта. Например, если вы создали проект под названием OrientationSensorCS, необходимо заменить namespace App1 на namespace OrientationSensorCS.
- Откройте файл MainPage.xaml и замените исходное содержимое следующим XML-кодом.
<Page
x:Class="App1.MainPage"
xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
xmlns:local="using:App1"
xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
mc:Ignorable="d">
<Grid x:Name="LayoutRoot" Background="Black">
<TextBlock HorizontalAlignment="Left" Height="28" Margin="4,4,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="M11:" VerticalAlignment="Top" Width="46"/>
<TextBlock HorizontalAlignment="Left" Height="23" Margin="4,36,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="M12:" VerticalAlignment="Top" Width="39"/>
<TextBlock HorizontalAlignment="Left" Height="24" Margin="4,72,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="M13:" VerticalAlignment="Top" Width="39"/>
<TextBlock HorizontalAlignment="Left" Height="31" Margin="4,118,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="M21:" VerticalAlignment="Top" Width="39"/>
<TextBlock HorizontalAlignment="Left" Height="24" Margin="4,160,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="M22:" VerticalAlignment="Top" Width="39"/>
<TextBlock HorizontalAlignment="Left" Height="24" Margin="8,201,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="M23:" VerticalAlignment="Top" Width="35"/>
<TextBlock HorizontalAlignment="Left" Height="23" Margin="4,234,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="M31:" VerticalAlignment="Top" Width="39"/>
<TextBlock HorizontalAlignment="Left" Height="28" Margin="4,274,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="M32:" VerticalAlignment="Top" Width="46"/>
<TextBlock HorizontalAlignment="Left" Height="21" Margin="4,322,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="M33:" VerticalAlignment="Top" Width="39"/>
<TextBlock x:Name="txtM11" HorizontalAlignment="Left" Height="19" Margin="43,4,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="TextBlock" VerticalAlignment="Top" Width="53"/>
<TextBlock x:Name="txtM12" HorizontalAlignment="Left" Height="23" Margin="43,36,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="TextBlock" VerticalAlignment="Top" Width="53"/>
<TextBlock x:Name="txtM13" HorizontalAlignment="Left" Height="15" Margin="43,72,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="TextBlock" VerticalAlignment="Top" Width="53"/>
<TextBlock x:Name="txtM21" HorizontalAlignment="Left" Height="20" Margin="43,114,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="TextBlock" VerticalAlignment="Top" Width="53"/>
<TextBlock x:Name="txtM22" HorizontalAlignment="Left" Height="19" Margin="43,156,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="TextBlock" VerticalAlignment="Top" Width="53"/>
<TextBlock x:Name="txtM23" HorizontalAlignment="Left" Height="16" Margin="43,197,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="TextBlock" VerticalAlignment="Top" Width="53"/>
<TextBlock x:Name="txtM31" HorizontalAlignment="Left" Height="17" Margin="43,230,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="TextBlock" VerticalAlignment="Top" Width="53"/>
<TextBlock x:Name="txtM32" HorizontalAlignment="Left" Height="19" Margin="43,270,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="TextBlock" VerticalAlignment="Top" Width="53"/>
<TextBlock x:Name="txtM33" HorizontalAlignment="Left" Height="21" Margin="43,322,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="TextBlock" VerticalAlignment="Top" Width="53"/>
<TextBlock HorizontalAlignment="Left" Height="15" Margin="194,8,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="Quaternion X:" VerticalAlignment="Top" Width="81"/>
<TextBlock HorizontalAlignment="Left" Height="23" Margin="194,36,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="Quaternion Y:" VerticalAlignment="Top" Width="81"/>
<TextBlock HorizontalAlignment="Left" Height="15" Margin="194,72,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="Quaternion Z:" VerticalAlignment="Top" Width="81"/>
<TextBlock x:Name="txtQuaternionX" HorizontalAlignment="Left" Height="15" Margin="279,8,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="TextBlock" VerticalAlignment="Top" Width="104"/>
<TextBlock x:Name="txtQuaternionY" HorizontalAlignment="Left" Height="12" Margin="275,36,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="TextBlock" VerticalAlignment="Top" Width="108"/>
<TextBlock x:Name="txtQuaternionZ" HorizontalAlignment="Left" Height="19" Margin="275,68,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="TextBlock" VerticalAlignment="Top" Width="89"/>
<TextBlock HorizontalAlignment="Left" Height="21" Margin="194,96,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="Quaternion W:" VerticalAlignment="Top" Width="81"/>
<TextBlock x:Name="txtQuaternionW" HorizontalAlignment="Left" Height="12" Margin="279,96,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="TextBlock" VerticalAlignment="Top" Width="72"/>
</Grid>
</Page>
Первую часть имени класса из предыдущего фрагмента нужно заменить на пространство имен вашего приложения. Например, если вы создали проект под названием OrientationSensorCS, необходимо заменить x:Class="App1.MainPage" на x:Class="OrientationSensorCS.MainPage". Кроме того, необходимо заменить xmlns:local="using:App1" на xmlns:local="using:OrientationSensorCS".
- Нажмите клавишу F5 или выберите Отладка>Начать отладку , чтобы создать, развернуть и запустить приложение.
После запуска приложения можно изменить значения ориентации, перемещая устройство или используя средства эмулятора.
- Остановите приложение, вернитесь в Visual Studio и нажмите клавиши SHIFT+F5 или выберите Отладка>Остановить отладку , чтобы остановить приложение.
Описание
Из предыдущего примера видно, какой небольшой объем кода требуется написать, чтобы включить в ваше приложение обработку входных данных датчика положения в пространстве.
Приложение устанавливает связь с датчиком положения в пространстве по умолчанию в методе MainPage.
_sensor = OrientationSensor.GetDefault();
Приложение устанавливает интервал передачи данных в методе MainPage. Этот код позволяет получить значение минимально допустимого для данного устройства интервала и сравнить его с требуемым интервалом в 16 миллисекунд (что приблизительно соответствует частоте обновления 60 Гц). Если минимально допустимый интервал больше требуемого, то код задает значение интервала, равное минимальному. В противном случае задается значение интервала, равное необходимому.
uint minReportInterval = _sensor.MinimumReportInterval;
uint reportInterval = minReportInterval > 16 ? minReportInterval : 16;
_sensor.ReportInterval = reportInterval;
Новые данные от датчика принимаются в методе ReadingChanged. Каждый раз, когда драйвер датчика получает от датчика новые данные, он передает их вашему приложению с помощью этого обработчика событий. Приложение регистрирует этот обработчик событий в следующей строке:
_sensor.ReadingChanged += new TypedEventHandler<OrientationSensor,
OrientationSensorReadingChangedEventArgs>(ReadingChanged);
Новые значения записываются в элементы TextBlock в XAML-коде проекта.
Создание простого приложения ориентации
Данный раздел состоит из двух подразделов. В первом подразделе описаны необходимые этапы создания простого приложения ориентации с нуля. В следующем подразделе описано приложение, которое вы только что создали.
Инструкции
Для создания нового проекта выберите Пустое приложение (универсальное приложение Windows) из шаблонов проектов Visual C#.
Откройте файл проекта MainPage.xaml.cs и замените существующий код следующим.
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using Windows.Foundation;
using Windows.Foundation.Collections;
using Windows.UI.Xaml;
using Windows.UI.Xaml.Controls;
using Windows.UI.Xaml.Controls.Primitives;
using Windows.UI.Xaml.Data;
using Windows.UI.Xaml.Input;
using Windows.UI.Xaml.Media;
using Windows.UI.Xaml.Navigation;
using Windows.UI.Core;
using Windows.Devices.Sensors;
// The Blank Page item template is documented at https://go.microsoft.com/fwlink/p/?linkid=234238
namespace App1
{
/// <summary>
/// An empty page that can be used on its own or navigated to within a Frame.
/// </summary>
public sealed partial class MainPage : Page
{
// Sensor and dispatcher variables
private SimpleOrientationSensor _simpleorientation;
// This event handler writes the current sensor reading to
// a text block on the app' s main page.
private async void OrientationChanged(object sender, SimpleOrientationSensorOrientationChangedEventArgs e)
{
await Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.Normal, () =>
{
SimpleOrientation orientation = e.Orientation;
switch (orientation)
{
case SimpleOrientation.NotRotated:
txtOrientation.Text = "Not Rotated";
break;
case SimpleOrientation.Rotated90DegreesCounterclockwise:
txtOrientation.Text = "Rotated 90 Degrees Counterclockwise";
break;
case SimpleOrientation.Rotated180DegreesCounterclockwise:
txtOrientation.Text = "Rotated 180 Degrees Counterclockwise";
break;
case SimpleOrientation.Rotated270DegreesCounterclockwise:
txtOrientation.Text = "Rotated 270 Degrees Counterclockwise";
break;
case SimpleOrientation.Faceup:
txtOrientation.Text = "Faceup";
break;
case SimpleOrientation.Facedown:
txtOrientation.Text = "Facedown";
break;
default:
txtOrientation.Text = "Unknown orientation";
break;
}
});
}
public MainPage()
{
this.InitializeComponent();
_simpleorientation = SimpleOrientationSensor.GetDefault();
// Assign an event handler for the sensor orientation-changed event
if (_simpleorientation != null)
{
_simpleorientation.OrientationChanged += new TypedEventHandler<SimpleOrientationSensor, SimpleOrientationSensorOrientationChangedEventArgs>(OrientationChanged);
}
}
}
}
Имя пространства имен в предыдущем фрагменте нужно заменить именем вашего проекта. Например, если вы создали проект под названием SimpleOrientationCS, необходимо заменить namespace App1 на namespace SimpleOrientationCS.
- Откройте файл MainPage.xaml и замените исходное содержимое следующим XML-кодом.
<Page
x:Class="App1.MainPage"
xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
xmlns:local="using:App1"
xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
mc:Ignorable="d">
<Grid x:Name="LayoutRoot" Background="#FF0C0C0C">
<TextBlock HorizontalAlignment="Left" Height="24" Margin="8,8,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="Current Orientation:" VerticalAlignment="Top" Width="101" Foreground="#FFF8F7F7"/>
<TextBlock x:Name="txtOrientation" HorizontalAlignment="Left" Height="24" Margin="118,8,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="TextBlock" VerticalAlignment="Top" Width="175" Foreground="#FFFEFAFA"/>
</Grid>
</Page>
Первую часть имени класса из предыдущего фрагмента нужно заменить на пространство имен вашего приложения. Например, если вы создали проект под названием SimpleOrientationCS, необходимо заменить x:Class="App1.MainPage" на x:Class="SimpleOrientationCS.MainPage". Кроме того, необходимо заменить xmlns:local="using:App1" на xmlns:local="using:SimpleOrientationCS".
- Нажмите клавишу F5 или выберите Отладка>Начать отладку , чтобы создать, развернуть и запустить приложение.
После запуска приложения можно изменить значения ориентации, перемещая устройство или используя средства эмулятора.
- Остановите приложение, вернитесь в Visual Studio и нажмите клавиши SHIFT+F5 или выберите Отладка>Остановить отладку , чтобы остановить приложение.
Описание
Из предыдущего примера видно, какой небольшой объем кода требуется написать, чтобы включить в ваше приложение обработку входных данных простого датчика положения в пространстве.
Приложение устанавливает связь с датчиком по умолчанию в методе MainPage.
_simpleorientation = SimpleOrientationSensor.GetDefault();
Новые данные от датчика принимаются в методе OrientationChanged. Каждый раз, когда драйвер датчика получает от датчика новые данные, он передает их вашему приложению с помощью этого обработчика событий. Приложение регистрирует этот обработчик событий в следующей строке:
_simpleorientation.OrientationChanged += new TypedEventHandler<SimpleOrientationSensor,
SimpleOrientationSensorOrientationChangedEventArgs>(OrientationChanged);
Эти новые значения записываются в элемент TextBlock в XAML-коде проекта.
<TextBlock HorizontalAlignment="Left" Height="24" Margin="8,8,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="Current Orientation:" VerticalAlignment="Top" Width="101" Foreground="#FFF8F7F7"/>
<TextBlock x:Name="txtOrientation" HorizontalAlignment="Left" Height="24" Margin="118,8,0,0" TextWrapping="Wrap" Text="TextBlock" VerticalAlignment="Top" Width="175" Foreground="#FFFEFAFA"/>
Обратная связь
Ожидается в ближайшее время: в течение 2024 года мы постепенно откажемся от GitHub Issues как механизма обратной связи для контента и заменим его новой системой обратной связи. Дополнительные сведения см. в разделе https://aka.ms/ContentUserFeedback.
Отправить и просмотреть отзыв по