Привет, Хабр.
Сегодня мы поговорим о том, как здорово читать в темноте. В детстве нам всем мамы запрещали это делать, но теперь есть планшеты! В отличие от бумажных книг, на них не надо светить фонариком, они сами за вас все сделают. И именно мы их этому обучаем. Однако обо всем по порядку.
В одном из мобильных приложений под Android, которое мы разработали, есть экран для чтения новостей. Для удобства пользователей мы предусмотрели в нём два режима отображения – дневной и ночной. Всё просто: если устройство «знает», что сейчас день (или просто светло), – работает обычный экран, с чёрным шрифтом на белом. Если же оно понимает, что пользователь в темноте, – предлагает ему переключиться в ночной режим – белый шрифт и чёрный экран.
Самое главное – это вовремя предложить пользователю сделать переключение. Для этого и нужно определять, день сейчас или ночь с помощью сенсора устройства.
Работа с любым сенсором в Android сводится к следующим шагам:
1. Получить доступ к SensorManager.
2. Получить доступ к желаемому сенсору.
3. Зарегистрировать listener, используя общий для всех сенсоров интерфейс.
Пример работы с SensorManager:
public class SensorActivity extends Activity implements SensorEventListener {
private final SensorManager sensorManager;
private final Sensor lightSensor;
public SensorActivity() {
sensorManager = (SensorManager)getSystemService(SENSOR_SERVICE);
lightSensor = mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_LIGHT); //Датчик освещённости
}
protected void onResume() {
super.onResume();
sensorManager.registerListener(this, lightSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL); //Подключаемся к сенсору
}
protected void onPause() {
super.onPause();
sensorManager.unregisterListener(this); //Отключаемся от сенсора
}
public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
}
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
//Получаем данные из SensorEvent
}
}
Все данные от сенсора приходят в массиве SensorEvent#values.
По документации вот, что присылает нам сенсор освещённости:
Sensor.TYPE_LIGHT:
values[0]: Ambient light level in SI lux units
Всего одно значение — количество люксов.
Минутка образования
Что такое люкс? Ну, тут всё просто: люкс — это единица освещённости поверхности 1м? при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 лм (люмен). А люмен — это единица измерения светового потока, равная световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света, равной одной канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан. А стерадиан — это… Впрочем, давайте просто посмотрим на картинку:
(источник blog.tredz.co.uk/wp-content/uploads/2012/09/light-dia1.jpg)
Если всё вместе, то люкс — это такая освещённость поверхности в 1м?, которая возникает, когда на неё светят вот такой лампочкой с силой света в 1 кд (кандела) вот таким пучком света размером в 1 стерадиан.
OK, количество люксов мы знаем, что дальше? Дальше попытаемся выяснить, какой уровень освещённости типичен для светлого времени суток и для тёмного.
К слову сказать, не пытайтесь искать в поисковиках по ключевым словам “люкс”, “день”, “ночь”, если не хотите быть в курсе лучших цен на комфортабельные номера в гостиницах :).
В русской Wiki можно отыскать табличку с примерами освещённости, в которой можно обнаружить такие полезные примеры как:
• до 20 — В море на глубине ~50 м.
• 350±150 — Восход или закат на Венере
В силу того, что мы делаем приложение не для жителей Венеры, остановимся на значении в 50 люксов, что соответствует освещенности в жилой комнате.
Дело техники
Напишем класс LightSensorManager, который можно будет “включать” и “выключать” и который будет рапортовать нам, если стало темно или светло.
LightSensorManager
public class LightSensorManager implements SensorEventListener {
private enum Environment {DAY, NIGHT}
public interface EnvironmentChangedListener {
void onDayDetected();
void onNightDetected();
}
private static final int THRESHOLD_LUX = 50;
private static final String TAG = "LightSensorManager";
private final SensorManager sensorManager;
private final Sensor lightSensor;
private EnvironmentChangedListener environmentChangedListener;
private Environment currentEnvironment;
public LightSensorManager(Context context) {
sensorManager = (SensorManager) context.getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
lightSensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_LIGHT); // Сенсор освещённости
}
public void enable() {
if (lightSensor != null){
sensorManager.registerListener(this, lightSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
} else {
Log.w(TAG, "Light sensor in not supported");
}
}
public void disable() {
sensorManager.unregisterListener(this);
}
public EnvironmentChangedListener getEnvironmentChangedListener() {
return environmentChangedListener;
}
public void setEnvironmentChangedListener(EnvironmentChangedListener environmentChangedListener) {
this.environmentChangedListener = environmentChangedListener;
}
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
float luxLevel = event.values[0];
Environment oldEnvironment = currentEnvironment;
currentEnvironment = luxLevel < THRESHOLD_LUX ? Environment.NIGHT : Environment.DAY;
if (hasChanged(oldEnvironment, currentEnvironment)){
callListener(currentEnvironment);
}
}
@Override
public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {}
private boolean hasChanged(Environment oldEnvironment, Environment newEnvironment) {
return oldEnvironment != newEnvironment;
}
private void callListener(Environment environment) {
if (environmentChangedListener == null || environment == null){
return;
}
switch (environment) {
case DAY:
environmentChangedListener.onDayDetected();
break;
case NIGHT:
environmentChangedListener.onNightDetected();
break;
}
}
}
Теперь мы можем добавить этот менеджер в нашу Activity, включая его в onResume и выключая в onPause.
Вы можете понаблюдать, как меняется уровень освещенности, не выходя из комнаты. Просто найдите датчик на девайсе и закройте его пальцем.
Может случиться так, что девайс окажется в комнате с уровнем освещённости примерно равным нашему выбранному пороговому значению в 50 люксов и, колеблясь, будет часто пересекать пороговое значение. Это приведет к тому, что наш менеджер начнет очень часто сообщать нам о смене дня и ночи. Мы избавимся от этого, введя 2 пороговых значения: верхнее и нижнее. Выше верхнего мы будем считать днём, ниже нижнего — ночью, а изменения между порогами будем игнорировать.
LightSensorManager с двумя пороговыми значениями
public class LightSensorManager implements SensorEventListener {
private enum Environment {DAY, NIGHT}
public interface EnvironmentChangedListener {
void onDayDetected();
void onNightDetected();
}
private static final int THRESHOLD_DAY_LUX = 50;
private static final int THRESHOLD_NIGHT_LUX = 40;
private static final String TAG = "LightSensorManager";
private final SensorManager sensorManager;
private final Sensor lightSensor;
private EnvironmentChangedListener environmentChangedListener;
private Environment currentEnvironment;
public LightSensorManager(Context context) {
sensorManager = (SensorManager) context.getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
lightSensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_LIGHT); // Сенсор освещённости
}
public void enable() {
if (lightSensor != null){
sensorManager.registerListener(this, lightSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
} else {
Log.w(TAG, "Light sensor in not supported");
}
}
public void disable() {
sensorManager.unregisterListener(this);
}
public EnvironmentChangedListener getEnvironmentChangedListener() {
return environmentChangedListener;
}
public void setEnvironmentChangedListener(EnvironmentChangedListener environmentChangedListener) {
this.environmentChangedListener = environmentChangedListener;
}
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
float luxLevel = event.values[0];
Environment oldEnvironment = currentEnvironment;
if (luxLevel < THRESHOLD_NIGHT_LUX){
currentEnvironment = Environment.NIGHT;
} else if (luxLevel > THRESHOLD_DAY_LUX){
currentEnvironment = Environment.DAY;
}
if (hasChanged(oldEnvironment, currentEnvironment)){
callListener(currentEnvironment);
}
}
@Override
public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {}
private boolean hasChanged(Environment oldEnvironment, Environment newEnvironment) {
return oldEnvironment != newEnvironment;
}
private void callListener(Environment environment) {
if (environmentChangedListener == null || environment == null){
return;
}
switch (environment) {
case DAY:
environmentChangedListener.onDayDetected();
break;
case NIGHT:
environmentChangedListener.onNightDetected();
break;
}
}
}
И еще один нюанс: мы можем получить ложное срабатывание при кратковременном сильном изменении уровня освещённости. Например, если “моргнёт свет” из-за перепада напряжения или пользователь пройдет ночью под фонарным столбом.
Мы можем избавиться от этой проблемы, если запрограммируем фильтр низких частот (он же low pass filter). Он сгладит все резкие и кратковременные изменения в данных от сенсора.
LightSensorManager с фильтром низких частот
public class LightSensorManager implements SensorEventListener {
private enum Environment {DAY, NIGHT}
public interface EnvironmentChangedListener {
void onDayDetected();
void onNightDetected();
}
private static final float SMOOTHING = 10;
private static final int THRESHOLD_DAY_LUX = 50;
private static final int THRESHOLD_NIGHT_LUX = 40;
private static final String TAG = "LightSensorManager";
private final SensorManager sensorManager;
private final Sensor lightSensor;
private EnvironmentChangedListener environmentChangedListener;
private Environment currentEnvironment;
private final LowPassFilter lowPassFilter;
public LightSensorManager(Context context) {
sensorManager = (SensorManager) context.getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
lightSensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_LIGHT);
lowPassFilter = new LowPassFilter(SMOOTHING);
}
public void enable() {
if (lightSensor != null){
sensorManager.registerListener(this, lightSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
} else {
Log.w(TAG, "Light sensor in not supported");
}
}
public void disable() {
sensorManager.unregisterListener(this);
}
public EnvironmentChangedListener getEnvironmentChangedListener() {
return environmentChangedListener;
}
public void setEnvironmentChangedListener(EnvironmentChangedListener environmentChangedListener) {
this.environmentChangedListener = environmentChangedListener;
}
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
float luxLevel = event.values[0];
luxLevel = lowPassFilter.submit(luxLevel);
Environment oldEnvironment = currentEnvironment;
if (luxLevel < THRESHOLD_NIGHT_LUX){
currentEnvironment = Environment.NIGHT;
} else if (luxLevel > THRESHOLD_DAY_LUX){
currentEnvironment = Environment.DAY;
}
if (hasChanged(oldEnvironment, currentEnvironment)){
callListener(currentEnvironment);
}
}
@Override
public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {}
private boolean hasChanged(Environment oldEnvironment, Environment newEnvironment) {
return oldEnvironment != newEnvironment;
}
private void callListener(Environment environment) {
if (environmentChangedListener == null || environment == null){
return;
}
switch (environment) {
case DAY:
environmentChangedListener.onDayDetected();
break;
case NIGHT:
environmentChangedListener.onNightDetected();
break;
}
}
}
public class LowPassFilter {
private float filteredValue;
private final float smoothing;
private boolean firstTime = true;
public LowPassFilter(float smoothing) {
this.smoothing = smoothing;
}
public float submit(float newValue){
if (firstTime){
filteredValue = newValue;
firstTime = false;
return filteredValue;
}
filteredValue += (newValue - filteredValue) / smoothing;
return filteredValue;
}
}
Кстати говоря, разработчики Android любезно добавили в класс SensorManager несколько констант, связанных с разной степенью освещённости, например, SensorManager.LIGHT_CLOUDY или SensorManager.LIGHT_FULLMOON.
Ну вот и готово, реализация достаточно простая. Здорово, что под бездушным кодом скрывается связь с физикой. Используя сенсоры, которыми оснащено устройство, мы можем сделать приложение удобней для пользователя и в какой- то степени интерактивным. Теперь можно не задумываясь продолжать чтение, независимо от наступления дня или ночи, заезда в тоннель или выхода на пляж.
Тем более, лето на подходе – все бегом на пляж читать.
Комментарии (9)
DancingOnWater
17.04.2015 12:42+1«Как отличить день от ночи, если ты Android» — посчитать угол места Солнца.
И да, я читал стать и знаю, что вы поставили задачу по-другому.
bask
17.04.2015 14:08+5private final Sensor accelerometer;
…
accelerometer = mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_LIGHT); //Датчик освещённости
Зачем сенсор освещённости акселерометром обозвали?
vait
17.04.2015 16:54-2В самом первом коде у Вас запятая лишняя
public class SensorActivity extends Activity, implements SensorEventListener {
Meklon
17.04.2015 18:05+150 люкс в жилом помещении это печаль. Читать точно нельзя при такой освещённости обычные книги. Желательно иметь 150-200. А 50 это под кладовку только сойдёт.
AndrewN
18.04.2015 16:29+1Согласен, по современным СП/СНиП 150 лк нормируемая освещенность жилой комнаты.
Для всяких офисных помещений — 300 лк, для проектных чертежых контор — 400 лк
ArXen42
18.04.2015 19:28Так это вроде пороговое значение для перехода в ночной режим, если я правильно прочитал. Но освещенности в жилой комнате это действительно не соответствует, я бы эту фразу убрал.
xandr0s
У вас КДПВ с заключительной перепутаны. Ну, я бы поменял )))
forceLain
можно считать это бонусом для тех, кто дочитал до конца :)