Mtk's Blog: [Android] 端末の傾きに立方体を連動させる

How to detecot the tilt
端末の傾き具合を検知するアプリを作りました。

傾きを検知するに当たりTechBooster様のコンテンツを参考にしました。
http://techbooster.jpn.org/andriod/ui/443/

傾き具合を数字で表示しても分かりにくいので立方体(キューブ)で表示します。
立方体の表示はAndroid SDK付属のOpen GLのサンプルを流用します。
端末の傾き取得のため磁界センサーと加速度センサーの両方を使います。
両方のセンサーをもつ端末が必要です。中華PadのONDA Vi30は必要なセンサーがありませんでした。
センサーから得られる値がラジアンなので角度に変換するなど前回の方位磁石アプリ
に比べるとソースがどちょっと複雑です。

このブログを書いている時点の開発環境は次の通りです。
・Windows8 (64bit)
・Eclipse Juno (32bit)(XP互換モードで起動)
・Android SDK r22.0.1

以下ソースです。

MainActivity.java (Activity)

package jp.fujiu.GyroGLCube;

import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.FloatBuffer;
import java.util.List;

import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;

import android.hardware.Sensor;
import android.hardware.SensorEvent;
import android.hardware.SensorEventListener;
import android.hardware.SensorManager;
import android.opengl.GLSurfaceView;
import android.opengl.GLU;
import android.opengl.GLSurfaceView.Renderer;
import android.os.Bundle;
import android.app.Activity;
import android.content.Context;
import android.content.pm.ActivityInfo;
import android.util.Log;
import android.widget.Toast;

public class MainActivity extends Activity {
 private MainSurface surface = null;

 @Override
 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  super.onCreate(savedInstanceState);

  //画面の向きを縦に固定
  setRequestedOrientation(ActivityInfo.SCREEN_ORIENTATION_PORTRAIT);
  
  surface = new MainSurface(getApplicationContext());
  surface.setRenderer(surface);
  surface.setFocusable(true);
  surface.setKeepScreenOn(true);
  setContentView(surface);
 }

 @Override
 protected void onResume() {
  super.onResume();
  surface.onResume();
 }

 @Override
 protected void onPause() {
  super.onPause();
  surface.onPause();
 }

 private class MainSurface extends GLSurfaceView implements Renderer, SensorEventListener {
  //センサー
  private SensorManager sensorManager = null;
  //センサーのフラグ
  private boolean sensorMRegisted = false;
  private boolean sensorARegisted = false;

  //回転行列
  private static final int MATRIX_SIZE = 16;
  float[] inR = new float[MATRIX_SIZE];
  float[] outR = new float[MATRIX_SIZE];
  float[] I = new float[MATRIX_SIZE];

  //センサーの値保持
  private float[] orientationValues = new float[3];
  private float[] magneticValues = new float[3];
  private float[] accelerometerValues = new float[3];

  //傾きの角度
  private int[] orientDgrees = new int[3];

  //ポリゴン
  private float box[] = new float[] {
   //前面
   -0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f,
   //背面
   -0.5f, -0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, -0.5f,
   //左面
   -0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, -0.5f, -0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f,
   //右面
   0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f,
   //上面
   -0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, -0.5f,
   //下面
   -0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, -0.5f, -0.5f, 0.5f, -0.5f, 0.5f, 0.5f, -0.5f, -0.5f, 
  };

  private FloatBuffer cubeBuff; //頂点座標バッファ

  public MainSurface(Context context) {
   super(context);
   Log.d(MainSurface.class.getName(), "constractor");

   //バッファの生成
   cubeBuff = makeFloatBuffer(box);
  }

  @Override
  public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
   Log.d(MainSurface.class.getName(), "onSurfaceCreated");
  }

  @Override
  public void onDrawFrame(GL10 gl) {
   //背面塗り潰し
   gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL10.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

   //モデルビュー行列の指定
   gl.glMatrixMode(GL10.GL_MODELVIEW);
   gl.glLoadIdentity();
   GLU.gluLookAt(gl, 0, 0, 3, 0, 0, 0, 0, 1, 0);

   //頂点配列の指定
   gl.glVertexPointer(3, GL10.GL_FLOAT, 0, cubeBuff);
   gl.glEnableClientState(GL10.GL_VERTEX_ARRAY);

   gl.glPushMatrix();

   gl.glRotatef(orientDgrees[1], -1.0f, 0.0f, 0.0f);
   gl.glRotatef(orientDgrees[2], 0.0f, -1.0f, 0.0f);
   gl.glRotatef(orientDgrees[0], 0.0f, 0.0f, -1.0f);

   //前面と背面のプリミティブの描画
   gl.glColor4f(1.0f, 0, 0, 1.0f);
   gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
   gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 4, 4);

   //左面と右面のプリミティブの描画
   gl.glColor4f(0, 1.0f, 0, 1.0f);
   gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 8, 4);
   gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 12, 4);

   //上面と下面のプリミティブの描画
   gl.glColor4f(0, 0, 1.0f, 1.0f);
   gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 16, 4);
   gl.glDrawArrays(GL10.GL_TRIANGLE_STRIP, 20, 4);

   gl.glPopMatrix();
  }

  @Override
  public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
   // ここから四角形を表示？
   gl.glMatrixMode(GL10.GL_PROJECTION);
   gl.glLoadIdentity();
   gl.glViewport(0, 0, width, height);
   GLU.gluPerspective(gl, 45.0f, ((float) width) / height, 1f, 100f);

   //背面塗り潰し色の指定
   gl.glClearColor(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);

   //デプスバッファ
   gl.glEnable(GL10.GL_DEPTH_TEST);
   gl.glEnable(GL10.GL_CULL_FACE);
   gl.glDepthFunc(GL10.GL_LEQUAL);
   gl.glClearDepthf(1.0f);

   //シェーディング
   gl.glShadeModel(GL10.GL_SMOOTH);
  }

  @Override
  public void onResume() {
   super.onResume();

   //センサーのインスタンス初期化
   if (sensorManager == null) {
    sensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
   }

   //磁界センサーのリスナー登録
   List<Sensor> sensorsMagnetic = sensorManager.getSensorList(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD);
   //加速度センサーのリスナー登録
   List<Sensor> sensorsAcceler = sensorManager.getSensorList(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
   
   if (sensorsMagnetic.size() > 0 && sensorsAcceler.size() > 0) {
    sensorMRegisted = sensorManager.registerListener(this, sensorsMagnetic.get(0), SensorManager.SENSOR_DELAY_FASTEST);
    sensorARegisted = sensorManager.registerListener(this, sensorsAcceler.get(0), SensorManager.SENSOR_DELAY_FASTEST);
   } else {
    //センサーが不足していればメッセージを表示
    Toast.makeText(getApplicationContext(), "Sensors are running short!", Toast.LENGTH_LONG).show();
   }
  }

  @Override
  public void onPause() {
   super.onPause();

   //センサー解除
   if (sensorMRegisted || sensorARegisted) {
    sensorManager.unregisterListener(this);
    sensorMRegisted = false;
    sensorARegisted = false;
   }
  }

  /*
   * onSensorChanged()はセンサの値が変更された際に呼び出されるメソッド
   */
  @Override
  public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
   switch (event.sensor.getType()) {
   case Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD:
    magneticValues = event.values.clone();
    break;
   case Sensor.TYPE_ACCELEROMETER:
    accelerometerValues = event.values.clone();
    break;
   }

   //センサーから得た値を端末の傾き角度に変換する処理
   if (magneticValues != null && accelerometerValues != null) {
    SensorManager.getRotationMatrix(inR, I, accelerometerValues, magneticValues);
    //Activityの表示が縦固定の場合。横向きになる場合は要修正
    SensorManager.remapCoordinateSystem(inR, SensorManager.AXIS_X, SensorManager.AXIS_Z, outR);

    SensorManager.getOrientation(outR, orientationValues);

    //ラジアンを角度に変換
    orientDgrees[0] = (int) Math.toDegrees(orientationValues[0]);
    orientDgrees[1] = (int) Math.toDegrees(orientationValues[1]);
    orientDgrees[2] = (int) Math.toDegrees(orientationValues[2]);
   }
  }

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

 private static FloatBuffer makeFloatBuffer(float[] values) {
  ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(values.length * 4);
  bb.order(ByteOrder.nativeOrder());
  FloatBuffer fb = bb.asFloatBuffer();
  fb.put(values);
  fb.position(0);
  return fb;
 }
}

※特別な権限(Permission)は不要なのでマニフェストは省略します。
Target SDK Version が4以上の設定でビルドできます。
Android1.6以降で動作します。

実行する端末を動かすたびに立方体が回転します。

SH-03Cで動作させるとセンサーのノイズが多いのか、端末が静止していても立方体がプルプル動きます。
方位センサーほどの精度は期待できないようです。

関連ブログ
[Android] 方位センサーを使ってコンパスアプリを作る
[Android] Javaのstaticクラスから非sataticメソッドを呼び出すには
[Android] OpenGLの簡易画像ビュアーにSDカード内の画像を表示する
[Windows8][Android] Can't bind to local 8600 for debugger
[Android] Android-SDKでやってはいけないこと
[Android] Toastに画像やボタンを表示するには
[Android] ライブ壁紙の作り方
[Android] Activityに時計を表示する（Activityの非同期更新）
[Android] Webコンテンツを強制的に表示するには
[Android] Toastをcancelするには

以上、参考になれば幸いです。

Mtk's Blog

新アプリケーション

2013年8月24日土曜日

[Android] 端末の傾きに立方体を連動させる

0 件のコメント:

コメントを投稿