移动应用创新赛有感

前言

6.30期末考试周结束，还想放松几天呢，没想到移动应用创新赛的复赛就要ddl了，于是秉着一股气又肝了好几天，~~（既然7.8就已经结束了为什么我现在才发这篇博客呢，因为今天才搭好）~~，趁着记忆还深刻，在这里写下我对Xcode开发和SwiftUI的相关知识和理解，~~因为我下学期还会选修相关内容~~，以及整个比赛的一些感想吧。这是比赛的代码

初赛篇

时间线

1.21～2.21：寒假学习IOS开发相关知识
2.21～3.21：确定选题，技术调研
3月底：任务分配，确定方向
4月：每周例会，成果交流（文档撰写、背景调研、技术调研、原型设计等）
5.14：初赛文档提交
6.17前：页面代码基本完成，校内移动竞教课程答辩。

IOS开发学习

由于主办方的要求是最终能够在IOS平台运行，因此基本就是运用Xcode进行苹果开发，所以MacBook是必不可少的，在Xcode中新建IOS平台的App即可。当然也可以对其他一些Application类型进行了解，如Game类型会创建SceneKit的demo、AugumentedRealityApp类型会创建AR的demo。

苹果的开发体系有Swift和Objective-C两种，Objective-C是挺老的东西了，现在的开发更多使用Swift；苹果基于Swift提出了许多框架供使用，如SwiftUI和UIKit用于界面的排版设计、SceneKit用于3D场景的构建，还有ARKit、RealityKit、CoreML、CloudKit等等框架。这些框架上手还是挺容易的，比如想在项目里涉及到机器学习相关技术，CoreML提供了很多接口，甚至有图形化界面供使用；再如CloudKit和CoreData配合使用，可以实现本地持久化存储以及云端数据库的数据共享等等，~~但是想要用CloudKit需要加入苹果开发者计划（一年600RMB）~~。

此外，由于苹果团队的更新迭代速度是真滴快，就今年2022而言，很多2018、2019的东西已经不太推荐使用。也正是如此，官方文档的存在就显得格外重要，虽然官方文档里可能没有很全面的阐述，时不时会零星有一些demo和例子，但它至少保证了是最新的版本。

确认选题

与许多创新类比赛一样，至关重要的一点就是产品的创新性。在构思选题之初，我们每人独立思考三个项目，然后进行讨论和筛选。在确定了大致的选题方向后，再进行逐步的细化，如包括哪些具体的页面、产品核心技术的可行性调研等等。这选题花了我们大致一个月的时间~~（感觉有点久，导致后面赶工有点急迫）~~，我们分开进行技术可行性的调研，再不断修改整合，最后形成一份完整的产品描述方案。

项目推进

定下来选题不久，上海的疫情便爆发了，本来可能的线下交流全部改为了线上的飞书会议。我们分开着调研各个部分，然后汇总交流。

我一开始对CoreData和CloudKit特别感兴趣，可惜CloudKit需要开发者计划，而我们并没有参与。因此只简单实现了使用CoreData进行本地持久化存储的登陆注册demo；后来我就去使用SwiftUI进行页面的制作，同时也慢慢对SwiftUI的语法和使用熟悉了起来。后来在等待队友进行UI界面绘制时，我也去撰写了一些文档。我的队友在此阶段对SceneKit进行调研、对3D模型导入Xcode和SceneKit进行使用进行了调研，为我们复赛进行3D创作页面的设计打下了基础。

期末赶工

在文档提交时，只进行了一些简单页面制作，但由于这次比赛是作为校内的一门课程的考核，要求有比较完善的代码，因此我们在期末ddl之前一段时间对界面的代码进行了赶工。那段时间我从学校润回了家里，并且去了乡下，是在乡下的小书桌上完成的。

一些初赛总结

所谓移动应用创新赛，初赛的时候对代码的要求着实不高，~~甚至可以不提交代码~~，更重要的是对于该项目的构想，包括产品定位、创新理念、相关背景的分析、技术上的预设等等；若想要更体现产品的可实现性，可进行相关的原型设计。可能我们这个项目想包含的内容太多了，由于本学期的学业压力并不轻松，以及疫情的影响~~（被关在宿舍里2个多月）~~，项目推进的速度和最终的完成度可能并不是太高，不过最后至少也交出了让自己满意的作品。

复赛篇

时间线

7.1～7.8

复赛赶工，包括技术调研、技术实现、文档更新、视频剪辑等。

技术感悟

程序中许多TabBar都是在官方提供的TabView基础上魔改而成，~~因为官方所提供的TabView实在无法满足页面设计需求~~，可以参考这篇博客的处理方式。
SwiftUI中页面的跳转有以下几种方式：
1. NavigationView和NavigationLink配合使用（最常用）
2. .sheet修饰器（只能算是个子页面，用起来很方面，但好像无法做到全屏）
3. .overlay修饰器（即设置@State变量，让新页面覆盖在原来的页面之上）
4. TabView组件（一般用于多个平行页面的点击切换）
页面的布局可以采用GeometryReader先获取整个屏幕的大小，然后按照一定比例布置，这样可以做到在不同大小的屏幕都能正常显示。
参考一些SwiftUI的组件库
1. SwiftUIX补充SwiftUI标准库，提供各种扩展和视图，但是相关文档较少。
2. Introspect用于补充SwiftUI控件中提供的可控选项，如TabView和Navigation等。
3. SwiftUIOverlayContainer用于在原来View上添加新的View。
SwiftUI官方提供的组件可谓是很少，想设计一些比较复杂的页面是比较麻烦的，适合的组件库能大大提高页面的开发效率。
SwiftUI中常用的组件和修饰器
- .padding()
  
  在视图周围留一圈内边距，可以指定方位和距长，如.padding([.bottom, .leading], 5)
- .foregroundColor()
  
  设置前景色，颜色可以放在Assets.xcassets中直接调用
- .background()
  
  设置背景色，可以和.frame配合填充一整块区域
- .overlay()
  
  在原来的基础上进行覆盖，可以配合使用if语句和@State变量，实现在某种情况下的视图跳出
- .onAppear()和.onDisappear()
  
  在视图出现和消失时进行操作
- HStack、VStack和ZStack
  
  SwiftUI的核心组件，用于布局，可以配合Spacer()调试位置，包括和他们相关的LazyHStack LazyVStack、LazyHGrid LazyVGrid 以及ScrollView等，都是很常见很好用的视图
- offset()
  
  用于位置的便宜，如上图中TabView的“插画制作”按键，就是使用offset()实现的
- .withAnimation()
  
  用于动画的自动生成，当MVVM框架检测到Model的变化，会自动调整视图，而若该视图在withAnimation之中，便会以动画的形式展现调整过程；可以设置动画效果，如.easeInOut和.linear等等
合理使用@State和@Binding

SwiftUI采用MVVM框架，当@State变量发生改变时，会自动更新使用了@State变量的视图，并且@State可以通过@Binding在视图中进行传递，因而如果想某个页面的按钮引起其他页面的变化，可以采用如上的方式。
SceneKit的使用
- 想在SwiftUI中构建SceneKit页面，则View需要满足UIViewRepresentable协议，并实现其makeUIView()和 updateUIView()函数，分别用于初始化和更新视图；此外创建一个Coordinator作为该视图的代理，当原场景发生属性变动时，使用coordinator进行相关的处理。
- SceneKit的主体是在makeUIView()中返回的SCNView对象，设该对象为view，我们可以在view中添加光源SCNLight、镜头view.pointOfView、手势检测view.addGestureRecognizer()、显示场景view.scene；而对于view.scene，它由一系列SCNNode以树形结构组成，可以在树的根节点添加子组件来加入场景，即scene.rootNode.addChildNode()函数。
- 手势识别相关内容可以研究Xcode的提供的使用了SceneKit的游戏demo。

一些复赛总结

总的来说，时间还是太紧张了，虽完成度还有所欠缺，但能够在7天内交出这样的作品，我个人已经很满意了，感谢我两名队友的一起付出。回想赛前听讲座时学长学姐说这是一个很好的机会，去体验一个app从零被构建起来的过程，确实是有很大的收获。使用Swift构建App的前端页面和后端逻辑，对于相关框架的理解也更为深入，有机会还会参加类似的竞赛的！

决赛篇

没想到我们是真的进了决赛，今年还幸运地可以去浙江大学~~旁边的酒店进行线下集训~~，我的队伍全员上阵，这会是一场值得期待的交流会和分享会。

Day1 (8.1)

7.31-8.1那天晚上是我第一次硬坐过夜火车，之前是和朋友们在青岛旅游，结束后我一人坐上晚上21:30到次日9:30的动车到了杭州，因为我有过7天内上海的行程码。（就在刚刚，我发现我的行程码已经没有上海了hhhh）

这天下午主要是报道和破冰，下午我和蔡先生去吃了麻辣香锅，晚上咱一起听了关于《设计思维工作坊》的分享，一起讨论了解大家作品的想法。

Day2-Day3 (8.2-8.3)

8.2-8.3主要是听各种各样的讲座，包括：

IOS16中更新的新技术

目前(2022.8.4)IOS16还未发布，这里列举一些新的（或旧的）技术点
- SwiftUI绘制图表类，除了官方提供的组件，还可以参考ChartView组件。
- SF-Symbols可以用于构建具有明显苹果UI特征的app应用。
- roomplan可以将房间的框架建模（白模，如长方体等），并用API进行控制。详见总体介绍和官方文档。
- 提供了机器学习相关的接口，并不要求使用者有机器学习的基础。苹果提供了内置的几个模型，如图像分类(ImageClassification)、图像显著性分析(ImageSaliency)、轨迹分析(TrajectoryDetection)、文字识别(TextDetection)等等，详见官网api说明；当然也可以使用CreateML制作模型，再用CoreML进行调用。
- 在机器学习中，和识别相关的内容较为丰富。如脸部识别可以包含76个特征点，每个特征点都有自己的名字并且可以使用api进行控制；身体识别包含脸部手部躯干腿部等19个特征；以及还有人体识别、动物识别等等。
- 声音分析，可以对乐器的声音进行分类、识别，也可以用shazamkit进行音频处理。
- 使用CloudKit和CoreData进行社交和通讯，使用shareplay共享音频和视频，如FaceTime通话。
- 基于ATKit增强的NearbyInteractionFramework可以寻找附近的设备。
设计驱动创新、创新的实践方法等关于如何创新的技巧

现在这个社会环境已经越来越卷了，创新一定是成功必不可少的条件，如何创新也成为了一门值得思考的学问。
一个小型团队的创业之旅

这位大佬在阿里工作了2年之后，选择离职去做自己喜欢的事情，即创业。这让我觉得其实创业并非遥不可及的事情，只要能找到志同道合的朋友，有一定的想法和计划（产品设计、视觉设计、工程师、运营、管理等等），有不怕吃苦的心，这条路去走走也无妨。

这不禁让我思考，我理想的工作环境、工作室应该是什么样子的，大厂和小厂的运作模型有很大的差异，是喜欢大而热闹的大办公室，还是小而精致的小办公室。
网易云音乐“一起听”背后的故事

以前用过网易云的“一起听”，这样一件产品从想法萌发经过一道道工序，最后上市，其中需要经历很复杂的程序，需要很多专业人士的配合，这也是我以后工作需要了解的内容。
3D扫描

之前iphone推出搭载了雷达的摄像头可以对房间进行3D扫描，现在有新的ObjectCapture技术可以针对多张照片建立对象的模型，这个在我们后续决赛的开发中会进一步研究。

Day4-Day5(8.4-8.5)

8.4这天上午我们进行现场答疑，评委针对我们复赛的作品给出了一些意见，对于我们的作品，主要的问题包括：

整个项目体量较大，从基础知识到技法学习，从自由创作到社区交流，涵盖了插花过程中的一条龙服务，而非针对某个细节的小点。即使将自由创作作为核心功能点，其余内容的体积也较为庞大，并且核心功能点的完成度也很难有所保证（难度较高）。
自由创作中的模型质量较低，外形不够美观，调整起来存在技术难点。（SceneKit对于手势的提供着实有点少了，技术实现方面确实有些困难）
在自由创作中的一些核心功能实现难度较高，如自动生成和拍照识别其轮廓等等，在决赛中难以真正实现。