UIKit Dynamics — iOS'ta etkileşim fiziği

UIKit Dynamics nedir?

UIKit Dynamics, Apple tarafından iOS 7'de (2013) tanıtılan bir fizik simülasyon framework'üdür. UIView.animate (doğrusal geçişler) ve Core Animation (katman animasyonu) aksine, UIKit Dynamics gerçek fiziksel etkileşimleri simüle eder: yerçekimi, çarpışmalar, kuvvetler, esneklik ve sürtünme. Geliştirici UIDynamicAnimator'a davranışlar ekler ve sistem her kare için fiziği otomatik olarak hesaplar.

Framework 60/120 FPS'de çalışır ve katı cisim simülasyonuna dayalı yerleşik bir fizik motoru kullanır. UIKit Dynamics fizik veya matematik bilgisi gerektirmez — sadece hazır bir davranış uygulayın ve parametrelerini yapılandırın.

Apple'a göre UIKit Dynamics UI efektleri (kart yığını animasyonu, ikon sallama, arayüz fiziği) için uygundur, ancak oyunlar için tasarlanmamıştır — oyunlar için SceneKit veya SpriteKit kullanın.

UIDynamicAnimator — fizik motoru

UIDynamicAnimator, UIKit Dynamics'in merkezi sınıfıdır. Bir reference view (genellikle denetleyicinin view'i) ile başlatılır ve tüm aktif davranışları yönetir. Her karede UIDynamicAnimator, fizik yasalarına göre eklenen tüm öğelerin konumlarını, hızlarını ve ivmelerini yeniden hesaplar.

addBehavior yöntemi bir davranış (veya karmaşık bir UIDynamicBehavior) ekler, removeBehavior onu kaldırır. Tüm nesneler durma durumuna ulaştığında (çarpışma ve kuvvet olmadan devam) animatör otomatik olarak duraklatılır. Temsilci yöntemi — UIDynamicAnimatorDelegate — simülasyonun duraklatılması ve devam ettirilmesi hakkında bildirimde bulunur.

UIDynamicItem — animasyon protokolü

Fiziğe katılan herhangi bir nesne UIDynamicItem protokolünü uygulamalıdır. UIView ve UICollectionViewLayoutAttributes zaten uygulamaktadır. Protokol şu özellikleri gerektirir: bounds, center, transform. Nesne özel ise — protokolü manuel olarak uygulayın.

Dynamic Behaviors türleri

UIKit Dynamics, her biri belirli bir fiziksel efekti modelleyen yedi yerleşik davranış türü içerir. Davranışlar birleştirilebilir: örneğin, yerçekimi + çarpışmalar + esneklik, düşen ve zıplayan nesnelerin efektini oluşturur.

Davranışları birleştirme

Gerçekçi nesne fiziği için aynı anda birden fazla davranış gerekir. Örneğin, düşen bir kart için: UIGravityBehavior (yerçekimi kuvveti), UICollisionBehavior (tabanla çarpışma), UIDynamicItemBehavior (esneklik: zıplama için 0,4). Tüm davranışlar tek bir UIDynamicAnimator'a eklenir.

Swift kod örnekleri

UIKit Dynamics için Swift kodu bir UIDynamicAnimator oluşturur ve davranışlar ekler. Aşağıdaki örnek, birden fazla nesneyle yerçekimi, çarpışmalar ve özel fiziksel özellikleri gösterir.

import UIKit

class PhysicsViewController: UIViewController {

    var animator: UIDynamicAnimator!

    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()

        // 1. Reference view ile animatör oluştur
        animator = UIDynamicAnimator(referenceView: view)

        // 2. Düşen nesneler oluştur
        let redView = UIView(frame: CGRect(x: 100, y: 50, width: 60, height: 60))
        redView.backgroundColor = .systemRed
        redView.layer.cornerRadius = 8
        view.addSubview(redView)

        let blueView = UIView(frame: CGRect(x: 200, y: 30, width: 60, height: 60))
        blueView.backgroundColor = .systemBlue
        blueView.layer.cornerRadius = 8
        view.addSubview(blueView)

        // 3. Yerçekimi
        let gravity = UIGravityBehavior(items: [redView, blueView])
        gravity.gravityDirection = CGVector(dx: 0, dy: 1)
        gravity.magnitude = 0.8
        animator.addBehavior(gravity)

        // 4. Çarpışmalar
        let collision = UICollisionBehavior(items: [redView, blueView])
        collision.translatesReferenceBoundsIntoBoundary = true
        collision.collisionDelegate = self
        animator.addBehavior(collision)

        // 5. Fiziksel özellikler
        let itemBehavior = UIDynamicItemBehavior(items: [redView, blueView])
        itemBehavior.elasticity = 0.6
        itemBehavior.friction = 0.3
        itemBehavior.density = 1.0
        animator.addBehavior(itemBehavior)

        // 6. Dokunmada Snap davranışı
        let tap = UITapGestureRecognizer(target: self, action: #selector(handleTap))
        view.addGestureRecognizer(tap)
    }

    @objc
    func handleTap(_ gesture: UITapGestureRecognizer) {
        let point = gesture.location(in: view)

        // Her nesne için Snap davranışı
        for subview in view.subviews where subview is UIView {
            animator.removeAllBehaviors()
            let snap = UISnapBehavior(item: subview, snapTo: point)
            snap.damping = 0.5
            animator.addBehavior(snap)
        }
    }
}

extension PhysicsViewController: UICollisionBehaviorDelegate {
    func collisionBehavior(_ behavior: UICollisionBehavior,
                             beganContactFor item1: UIDynamicItem,
                             with item2: UIDynamicItem,
                             at point: CGPoint) {
        print("Çarpışma konumu: (nokta)")
    }
}

Örnek, yerçekimi, çarpışmalar ve fiziksel özelliklere sahip iki View oluşturur. Dokunulduğunda UISnapBehavior, 0,5 sönümleme ile nesneleri dokunma noktasına çeker. UICollisionBehaviorDelegate, ses ve görsel efektler için çarpışma başlangıcını izler.

Pratik kullanım senaryoları

UIKit Dynamics, iOS uygulamalarında oyun dışı arayüz fiziği için kullanılır. Popüler senaryolar: kart yığını animasyonu (merkeze çekmek için UISnapBehavior), hata durumunda ekran sallama (UIDynamicItemBehavior + UIPushBehavior), onboarding'te "kayan yıldız" efekti (gravity + collision + field behavior).

Performans için UIKit Dynamics, fizikli 15-20'den fazla eşzamanlı nesne önermez. Her nesne her karede çarpışma ve kuvvet hesaplaması gerektirir. Limit aşılırsa UIView yerine CALayer kullanın — Core Animation katmanları daha verimli işler.