使用 CarPlay 车载系统为你的 App 提速 - 哈喽比特

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概述

CarPlay 作为iOS功能在汽车上的延伸，又被称作“车载iOS”。自2013年苹果在WWDC上介绍CarPlay以来，支持CarPlay的汽车品牌越来越多，在汽车中控台上使用QQ音乐和豆瓣电台不再是一件麻烦事。

从iOS12开始，CarPlay开发API被首次引入，开始支持第三方导航，如百度地图、Waze、Google Maps、高德地图，让习惯iOS设备的车主不再只有安卓系统车机一种选择了。

基于模板（template）

CarPlay作为一个车载系统，有一点和普通iOS App开发有很大不同。所有的CarPlay API都基于Apple预先设定好的“模板”，开发者不能像构建普通手机App那样自定义UI和功能。原因也很简单，车载系统是给汽车驾驶员而非乘客使用的，驾驶安全性必然是重中之重，使用预设的模板，能最大限度地限制开发者构建对驾驶员有任何打扰的功能，让应用严格按照苹果设定的流程来运行。当然，CarPlay目前提供了几种类型的模板对象，也可以构建出色的CarPlay应用。

新特性

iOS14中，CarPlay框架提供了一组全新的模板，并对现有模板进行了改进。

用于音频应用的新控件和新模板。
用于即时通信应用的新控件。
用于充电桩和停车应用的新模板。
用于快餐订购的新模板。

重要原则

首先，我们回顾一下在CarPlay中构建应用程序时应牢记的一些设计原则。

为驾驶员设计
流线型交互
复用App配置
首先在CarPlay中启动

CarPlay是为驾驶员而非乘客而设计的。应用程序需要从最常见的场景启动，并让每个交互操作简化成可以在几秒内完成的任务。同时，要尽可能复用主App中的各种配置，以最小化CarPlay场景下用户需要进行的任何操作。应用程序可能会首先在CarPlay中启动，并且只能在CarPlay中启动。当用户在CarPlay主屏幕上点击您的应用程序时，应用程序将连接到汽车场景，而不是iPhone场景。因此，消除应用程序中依赖于iPhone上启动的任何逻辑非常重要。

iOS13中，苹果引入了UIScene的概念，用于构建多窗口应用。在车载场景下，车机屏幕属于一个新的窗口，

使用UIScene可以轻松做到这一点。实际上，CarPlay应用必须采用UIScene才能使用CarPlay框架，因此必须从传统的UIWindow和UIApplicationDelegate API向UIScene过渡。

前面提到，iOS14以前，CarPlay构建音频应用程序，使用Playable content API来实现，系统使用音频元数据（如专辑和歌曲），来组装好播放器UI。如果你的应用还将支持iOS13，那么Playable content API和新的模板将同时存在。在iOS 13及更低版本上，系统将启动Playable content API的应用。在iOS14中，则使用音频模板。

在示例场景中，我们需要采用UIScene才能使用CarPlay模板。首先需要在Info.plist中声明一个scene。

// CarPlay Scene Manifest

<key>UIApplicationSceneManifest</key>
<dict>
    <key>UISceneConfigurations</key>
 <dict>
  <key>CPTemplateApplicationSceneSessionRoleApplication</key>
  <array>
   <dict>
    <key>UISceneClassName</key>
    <string>CPTemplateApplicationScene</string>
    <key>UISceneConfigurationName</key>
    <string>MyApp—Car</string>
    <key>UISceneDelegateClassName</key>
    <string>MyApp.CarPlaySceneDelegate</string>
   </dict>
  </array>
 </dict>
</dict>

音频应用

iOS14 引入了一些用于音频应用程序的新模板。通过这些新的音频模板，iOS14中的车载音频应用将会有更丰富的用户体验。在以前的版本中，构建CarPlay音频应用程序需要用到 playable content API。在iOS 14中，该API将被弃用，而使用新引入的"音频模板"。

列表模板 - CPListTemplate

在CPTemplateApplicationSceneDelegate协议的didDisconnect回调方法中，我们对模板进行初始化。当应用程序在车机屏幕上启动时，CarPlay框架将调用此didConnect方法。

可以看到，系统自动创建了CPInterfaceController实例，作为我们CarPlay应用的入口Controller，我们只需在回调中持有这个实例即可。然后我们创建了一个列表模板 CPListTemplate，其接收多组CPListSection，section中包含多个CPListItem，这是一个最基本的列表元素，有点类似tableViewCell。在这里，我们将CPListTemplate设置为应用程序的根模板。而车机断开连接时，didDisconnect回调将被调用，在里面可以做一些清理工作。

// CarPlay App Lifecycle

import CarPlay

class CarPlaySceneDelegate: UIResponder, CPTemplateApplicationSceneDelegate {
    var interfaceController: CPInterfaceController?

    func templateApplicationScene(_ templateApplicationScene: CPTemplateApplicationScene,
            didConnect interfaceController: CPInterfaceController) {

        self.interfaceController = interfaceController
        let item = CPListItem(text: &quot;Rubber Soul&quot;, detailText: &quot;The Beatles&quot;) 
        let section = CPListSection(items: [item]) 
        let listTemplate = CPListTemplate(title: &quot;Albums&quot;, sections: [section])
        interfaceController.setRootTemplate(listTemplate, animated: true)
    }

  func templateApplicationScene(_ templateApplicationScene: CPTemplateApplicationScene,
            didDisconnect interfaceController: CPInterfaceController) {
    self.interfaceController = nil
}

CPListItem代表列表模板中的一行，我们可以设置其被点击回调，该回调接收两个参数，一个是当前所点击的item对象，另一个是completion block。我们可以在点击回调处理一些耗时操作，carplay在没有接收到completion()的调用之前，会在界面上显示loading，让用户知道应用程序正忙。

// CPListTemplate

import CarPlay

let item = CPListItem(text: &quot;Rubber Soul&quot;, detailText: &quot;The Beatles&quot;) 
item.listItemHandler = { item, completion, [weak self] in
    // Start playback, then...
    self?.interfaceController.pushTemplate(CPNowPlayingTemplate.shared, animated: true)
    completion()
}

// Later...
item.image = ...

同时，在iOS14中，CPListItem中原有很多只读的属性，现在也可以自由赋值了，比如detailText、image、accessoryImage等。

标签栏模板 - tab bar template

这是一种新的容器模板，相当于CarPlay中的TabbarController。可以作为其他模板的父容器，创建方式也很简单。

// CPTabBarTemplate

import CarPlay

let item = CPListItem(text: &quot;Rubber Soul&quot;, detailText: &quot;The Beatles&quot;) 
let section = CPListSection(items: [item]) 
let favorites = CPListTemplate(title: &quot;Albums&quot;, sections: [section])
favorites.tabSystemItem = .favorites
favorites.showsTabBadge = true

let albums: CPGridTemplate = ...
albums.tabTitle = &quot;Albums&quot;
albums.tabImage = ...

let tabBarTemplate = CPTabBarTemplate(templates: [favorites, albums])
self.interfaceController.setRootTemplate(tabBarTemplate, animated: false)

// Later...
favorites.showsTabBadge = false
tabBarTemplate.updateTemplates([favorites, albums])

在这段实例代码中，我们创建了一个CPListTemplate和一个CPGridTemplate，作为CPTabBarTemplate的子模板。在iOS 14中，每个CarPlay模板都继承了一些新属性，自定义该模板变得更加灵活。比如我们可以设置tabber的标题，选择系统提供的icon或提供自己的自定义icon。

CPListImageRowItem

CPListImageRowItem，在CPListItem的基础上，增加了对图片展示的支持。我们可以用一个UIImage的列表来初始化这个item。

// List Items for Audio Apps

import CarPlay

let gridImages: [UIImage] = ...
let imageRowItem = CPListImageRowItem(text: &quot;Recent Audiobooks&quot;, images: gridImages) 

imageRowItem.listItemHandler = { item, completion in
    print(&quot;Selected image row header!&quot;)
    completion()
}

imageRowItem.listImageRowHandler = { item, index, completion in
    print(&quot;Selected artwork at index \(index)!&quot;)
    completion()
}

let section = CPListSection(items: [imageRowItem]) 
let listTemplate = CPListTemplate(title: &quot;Listen Now&quot;, sections: [section]) 
self.interfaceController.pushTemplate(listTemplate, animated: true)

与ListItem类似，通过listImageRowHandler回调，可以接收每个图片的点击事件，回调方法执行完毕后，别忘了调用completion block。

播放器模板 - NowPlayingTemplate

作为CarPlay音频应用中最重要的模板，nowPlayingTemplate， CarPlay用户熟悉的“正在播放”屏幕，在iOS14中作为一个全新的模板提供给开发者使用，相比以前固定的正在播放界面，nowPlayingTemplate提供了较多的自定义接口。

自定义“正在播放下一个”按钮和“相册艺术家”按钮。
自定义播放控制按钮。

要注意的是，nowPlayingTemplate是一个单例。并且，如果启用了可选的“ Playing Next”和“ Artist”按钮，则应该为这些按钮操作至少添加一个观察者。

在应用程序在CarPlay中启动后，我们需要尽快初始化nowPlayingTemplate并设置属性，因为系统可能随时会显示这个界面。例如，当用户点击CarPlay主屏幕上的“正在播放”按钮时，系统将启动我们的应用并立即显示nowPlayingTemplate。当我们应用成为“正在播放”应用时，系统还会将“正在播放”栏按钮添加到CarPlay的应用导航栏中。如果用户点击该按钮，系统也会显示我们的nowPlayingTemplate。

如果其他应用成为“正在播放”应用，则系统将自动从CarPlay的导航栏或标签栏中删除“正在播放”栏按钮。

最后，只能将列表模板压入模板栈中的nowPlayingTemplate的顶部。比如点击“正在播放下一个”按钮，最好push一个列表模板，来展示用户的播放列表。

在这段代码中，我们在didConnect回调中，初始化nowPlayingTemplate单例，并添加一个控制播放速度的按钮，并添加监听事件。

// Now Playing Template

import CarPlay

class CarPlaySceneDelegate: UIResponder, CPTemplateApplicationSceneDelegate {

    func templateApplicationScene(_ templateApplicationScene: CPTemplateApplicationScene,
            didConnect interfaceController: CPInterfaceController) {

        let nowPlayingTemplate = CPNowPlayingTemplate.shared

        let rateButton = CPNowPlayingPlaybackRateButton() { button in

            // Change the playback rate!

        }
        nowPlayingTemplate.updateNowPlayingButtons([rateButton])
    }
}

CarPlay在iOS14上另一个重要更新，是引入了一套全新的CarPlay应用类别。包括通信、EV充电、停车和快速点餐类App，都可以通过全新的CarPlay API提供车载版本了。

通信类App

在以前的iOS版本中，通信类App在CarPlay中，主要有即时通信和VoIP网络电话两种，利用SiriKit和CallKit来工作的。从iOS14 开始，在此基础上，通信App可以直接在CarPlay上显示联系人，展示消息列表和消息状态。

我们来看一个通信类App的示例：

可以看到，这个CarPlay程序使用新的Tabbar模板，而且能直观地允许用户选择联系人并接收消息。其中消息列表中的每一行是iOS14新引入的CPMessageListItem，其继承自CPListItem，提供了多个适用于消息列表的自定义属性。

这种特殊类型的列表Item，用户点击时不会回调点击方法。而是根据创建Item时指定的参数自动调用Siri，然后我们可以继续通过Siri来收发消息。

在列表前端，我们可以选择显示未读提示，大头针，星形或图标，这些图标是可选的，通过定义这些图标的功能，可以让我们的联系人列表展示更多的信息。

<<< 左右滑动见更多 >>>

在列表末尾，可以配置一个静音图标，文本和一个可选图标。

联系人模板

联系人模板是iOS 14中的全新模板，可在CarPlay中展示通讯录用户详情。要注意的是，模板最多支持三行文本和最多四个按钮，可以使用自定义图像和文本进行配置。

电动汽车充电，停车和快速点餐应用

这些是iOS 14中首次出现的新应用类别，他们共同点在于都与驾驶体验密切相关，有助于CarPlay用户在地图上找到目的地。此外，这些应用程序还可以预定充电桩、停车位和预定快餐。

下面是一个快餐订购应用的示例：

该应用程序顶部有四个tab，用于附近的商店位置、预定历史、收藏和订单信息。应用对快餐订购的行为作了简化，没有详细的食物菜单，没有账号管理或其他设置，以确保所有操作可以立即执行。这也是基于CarPlay应用的基本原则，集中于提供对最常见任务的一步式访问。

全新的POI模板（兴趣点）

无论用户是在寻找附近的商店入口、充电站还是附近的停车场，应用的首要任务都是定位。iOS 14包括全新的兴趣点模板。结合了MapKit框架提供的交互式地图以及信息面板，可以显示附近的位置，并让用户选择其中一个。我们的应用程序提供了位置列表以及可显示在地图上的图标。

最多可以构建12个CPPointOfInterest实例的列表，每行包括一个标题，一个可选的副标题和一个信息性文本。

再次强调，应用仅能向驾驶员显示最相关的信息，不像在iPhone上，我们应用可能会显示所有可能的位置，但是在CarPlay中，我们应该将列表限制为最相关或者最近的位置。

从列表中选择位置后，我们可以选择显示该点的详情卡片，以展示一些其他详细信息，包括最多两个按钮。

按钮可以用来执行不同的操作。比如切换到导航应用以获取行车路线，或者切换到另一个模板以显示该位置的其他信息。和其他listItem相同，兴趣点列表也支持动态更新。

下面的代码展示如何根据用户的平移、缩放和移动来更新模板。POI模板提供一个回调函数，当位置region更新时调用。

// CPPointOfInterestTemplateDelegate

func pointOfInterestTemplate(_ template: CPPointOfInterestTemplate, 
                             didChangeMapRegion region: MKCoordinateRegion) {

    self.locationManager.locations(for: region) { locations in
        template.setPointsOfInterest(locations, selectedIndex: 0)
    }
}

这三个事件都会使屏幕上的地图区域发生变化，我们根据对应位置的新列表信息来更新模板。

在locations方法中，我们可以选择查询自己的位置数据库，也可以利用MapKit确定附近的目的地。

// CPPointOfInterest creation

func locations(for region: MKCoordinateRegion, 
               handler: ([CPPointOfInterest]) -> Void) {
    var tempateLocations: [CPPointOfInterest] = []

    for clientModel in self.executeQuery(for: region) {
        let templateModel : CPPointOfInterest = self.locations[clientModel.mapItem] ??
                CPPointOfInterest(location: clientModel.mapItem,
                                  title: clientModel.title,
                                  subtitle: clientModel.subtitle,
                                  informativeText: clientModel.informativeText,
                                  image: clientModel.mapImage)


        tempateLocations.append(templateModel)
    }
    handler(templateLocations)
}

然后，我们需要构造一个CPPointOfInterest模型列表，并使用查找中的数据初始化每个模型，最后返回新的模板列表信息。这样我们的应用就能实时展示最新的POI列表。

我们还可以添加更多功能，在用户点击POI详情后，通过CPPointOfInterest的可选按钮属性，我们可以为用户提供更多的选项。

// Point of Interest Template location selection

let primaryButton = CPPointOfInterestButton(title: &quot;Select&quot;) { button, [weak self] in
            let selectedIndex = ...

            if selectedIndex != NSNotFound {
                // Remove any existing selected state on previous location
                self?.selectedLocation.image = defaultMapImage
                // Change annotation for selected POI
                self?.selectedLocation = templateModel
                templateModel.image = selectedMapImage
                // Update the template with new values
                self?.pointOfInterestTemplate.selectedIndex = selectedIndex
            }
        }

let templateModel: CPPointOfInterest = ...

templateModel.primaryButton = primaryButton

在这里，我们为CPPointOfInterest实例分配一个主按钮，该主按钮将出现在POS详情面板上。

当用户点击按钮时，将执行按钮的点击事件，更新模板的selectedIndex，使模板界面发生相应的改变。

信息模板

信息模板是iOS 14中另一个新增模板。它将所有内容集中在一个页面中，用于显示文本和接收用户响应。

对于快餐订购应用程序，信息模板可以用作订购摘要，如此处所示，甚至可以用作确认页面。

对于充电桩应用，信息模板可用于显示有关充电桩的重要信息。

总结

通过iOS14 在CarPlay上提供的新模板，音频类App和通讯类App现在可以使用新模板（如tabbar模板），以及现有模板（如list模板）的一些改进功能。

CarPlay还首次支持的全新应用类别，充电桩、停车和快餐预定的新模板（如POI模板）。利用这些新模板，我们可以在CarPlay中提供更出色的体验。

请记住，汽车是一个特殊的地方，相应的审核会更严格。如果要开发这几类新应用的CarPlay功能，需要向Apple申请开发权限。另外，CarPlay应用必须只包含单一类别，在申请权限时只能选择单个功能的权限，也就是说不能即提供音乐播放又提供订餐两种功能。