HTML5手勢(shì)檢測(cè)原理和實(shí)現(xiàn)
前言
隨著 Hybrid 應(yīng)用的豐富，HTML5 工程師們已經(jīng)不滿足于把桌面端體驗(yàn)簡(jiǎn)單移植到移動(dòng)端，他們覬覦移動(dòng)原生應(yīng)用人性化的操作體驗(yàn)，特別是原生應(yīng)用與生俱來的豐富的手勢(shì)系統(tǒng)。HTML5 沒有提供開箱即用的手勢(shì)系統(tǒng)，但是提供了更底層一些的對(duì) touch 事件的監(jiān)聽?；诖?，我們可以做出自己的手勢(shì)庫。
手勢(shì)
常用的 HTML5 手勢(shì)可以分為兩類，單點(diǎn)手勢(shì)和兩點(diǎn)手勢(shì)。單點(diǎn)手勢(shì)有 tap(單擊)，double tap(雙擊)，long tap(長(zhǎng)按)，swipe(揮)，move(移動(dòng))。兩點(diǎn)手勢(shì)有 pinch(縮放)，rotate(旋轉(zhuǎn))。
接下來我們實(shí)現(xiàn)一個(gè)檢測(cè)這些手勢(shì)的 javaScript 庫，并利用這個(gè)手勢(shì)庫做出炫酷的交互效果。
移動(dòng)
關(guān)于移動(dòng)手勢(shì)檢測(cè)我們這里不再贅述。總結(jié)一下就是在每次touchmove事件發(fā)生時(shí)，把兩個(gè)位移點(diǎn)之間的坐標(biāo)位置相減，就可以了。
單擊(tap)
手勢(shì)檢測(cè)的關(guān)鍵是用 touchstart，touchmove，touchend 三個(gè)事件對(duì)手勢(shì)進(jìn)行分解。
那么怎么分解單擊事件呢?
- 在 touchstart 發(fā)生時(shí)進(jìn)入單擊檢測(cè)，只有一個(gè)接觸點(diǎn)。因?yàn)閱螕羰录拗茷橐粋€(gè)手指的動(dòng)作。
- 沒有發(fā)生 touchmove 事件或者 touchmove 在一個(gè)很小的范圍(如下圖)。限制 touchmove 在一個(gè)很小范圍，是為了給用戶一定的冗余空間，因?yàn)椴荒鼙ＷC用戶手指在接觸屏幕的時(shí)候不發(fā)生輕微的位移。
- touchend 發(fā)生在 touchstart后的很短時(shí)間內(nèi)(如下圖)。這個(gè)時(shí)間段的閾值是毫秒級(jí)，用來限制手指和屏幕接觸的時(shí)間。因?yàn)閱螕羰录拈_始到結(jié)束是很快的。
有了上面的流程，就可以開始實(shí)現(xiàn) tap 事件監(jiān)測(cè)了。
- _getTime() {
- return new Date().getTime();
- }
- _onTouchStart(e) {
- //記錄touch開始的位置
- this.startX = e.touches[0].pageX;
- this.startY = e.touches[0].pageY;
- if(e.touches.length > 1) {
- //多點(diǎn)監(jiān)測(cè)
- ...
- }else {
- //記錄touch開始的時(shí)間
- this.startTime = this._getTime();
- }
- }
- _onTouchMove(e) {
- ...
- //記錄手指移動(dòng)的位置
- this.moveX = e.touches[0].pageX;
- this.moveY = e.touches[0].pageY;
- ...
- }
- _onTouchEnd(e) {
- let timestamp = this._getTime();
- if(this.moveX !== null && Math.abs(this.moveX - this.startX) > 10 ||
- this.moveY !== null && Math.abs(this.moveY - this.startY) > 10) {
- ...
- }else {
- //手指移動(dòng)的位移要小于10像素并且手指和屏幕的接觸時(shí)間要短語500毫秒
- if(timestamp - this.startTime < 500) {
- this._emitEvent('onTap')
- }
- }
- }
雙擊(double tap)
和單擊一樣，雙擊事件也需要我們對(duì)手勢(shì)進(jìn)行量化分解。
- 雙擊事件是一個(gè)手指的行為。所以在 touchstart 時(shí)，我們要判斷此時(shí)屏幕有幾個(gè)接觸點(diǎn)。
- 雙擊事件中包含兩次獨(dú)立的單擊行為。理想情況下，這兩次點(diǎn)擊應(yīng)該落在屏幕上的同一個(gè)點(diǎn)上。為了給用戶一定的冗余空間，將兩次點(diǎn)擊的坐標(biāo)點(diǎn)距離限制在10個(gè)像素以內(nèi)。
- 雙擊事件本質(zhì)是兩次快速的單擊。也即是說，兩次點(diǎn)擊的間隔時(shí)間很短。通過一定的測(cè)試量化后，我們把兩次單擊的時(shí)間間隔設(shè)為300毫秒。
注意雙擊事件中我們檢測(cè)了相鄰兩個(gè) touchstart 事件的位移和時(shí)間間隔。
- _onTouchStart(e) {
- if(e.touches.length > 1) {
- ...
- } else {
- if(this.previousTouchPoint) {
- //兩次相鄰的touchstart之間距離要小于10，同時(shí)時(shí)間間隔小于300ms
- if( Math.abs(this.startX -this.previousTouchPoint.startX) < 10 &&
- Math.abs(this.startY - this.previousTouchPoint.startY) < 10 &&
- Math.abs(this.startTime - this.previousTouchTime) < 300) {
- this._emitEvent('onDoubleTap');
- }
- }
- //保存上一次touchstart的時(shí)間和位置信息
- this.previousTouchTime = this.startTime;
- this.previousTouchPoint = {
- startX : this.startX,
- startY : this.startY
- };
- }
- }
長(zhǎng)按(long press)
長(zhǎng)按應(yīng)該是最容易分解的手勢(shì)。我們可以這樣分解：在 touchstart 發(fā)生后的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，如果沒有發(fā)生 touchmove 或者 touchend 事件，那么就觸發(fā)長(zhǎng)按手勢(shì)。
長(zhǎng)按是一個(gè)手指的行為，需要檢測(cè)屏幕上是否只有一個(gè)接觸點(diǎn)。
如果手指在空間上發(fā)生了移動(dòng)，那么長(zhǎng)按事件取消。
如果手指在屏幕上停留的時(shí)間超過800ms，那么觸發(fā)長(zhǎng)按手勢(shì)。
如果手指在屏幕上停留的時(shí)間小于800ms，也即 touchend 在 touchstart 發(fā)生后的800ms內(nèi)觸發(fā)，那么長(zhǎng)按事件取消。
- _onTouchStart(e) {
- clearTimeout(this.longPressTimeout);
- if(e.touches.length > 1) {
- }else {
- this.longPressTimeout = setTimeout(()=>{
- this._emitEvent('onLongPress');
- });
- }
- }
- _onTouchMove(e) {
- ...
- clearTimeout(this.longPressTimeout);
- ...
- }
- _onTouchEnd(e) {
- ...
- clearTimeout(this.longPressTimeout);
- ...
- }
縮放(pinch)
縮放是一個(gè)非常有趣的手勢(shì)，還記得***代iPhone雙指縮放圖片給你帶來的震撼嗎?雖然如此，縮放手勢(shì)的檢測(cè)卻相對(duì)簡(jiǎn)單。
縮放是兩個(gè)手指的行為，需要檢測(cè)屏幕上是否有兩個(gè)接觸點(diǎn)。
縮放比例的量化，是通過兩次縮放行為之間的距離的比值得到，如下圖。
所以縮放的核心是獲取兩個(gè)接觸點(diǎn)之間的直線距離。
- //勾股定理
- _getDistance(xLen,yLen) {
- return Math.sqrt(xLen * xLen + yLen * yLen);
- }
這里的xLen是兩個(gè)接觸點(diǎn)x坐標(biāo)差的絕對(duì)值，yLen相應(yīng)的就是y坐標(biāo)差的絕對(duì)值。
- _onTouchStart(e) {
- if(e.touches.length > 1) {
- let point1 = e.touches[0];
- let point2 = e.touches[1];
- let xLen = Math.abs(point2.pageX - point1.pageX);
- let yLen = Math.abs(point2.pageY - point1.pageY);
- this.touchDistance = this._getDistance(xLen, yLen);
- } else {
- ...
- }
- }
在_onTouchStart函數(shù)中獲取并且保存 touchstart 發(fā)生時(shí)兩個(gè)接觸點(diǎn)之間的距離。
- _onTouchMove(e) {
- if(e.touches.length > 1) {
- let xLen = Math.abs(e.touches[0].pageX - e.touches[1].pageX);
- let yLen = Math.abs(e.touches[1].pageY - e.touches[1].pageY);
- let touchDistance = this._getDistance(xLen,yLen);
- if(this.touchDistance) {
- let pinchScale = touchDistance / this.touchDistance;
- this._emitEvent('onPinch',{scale:pinchScale - this.previousPinchScale});
- this.previousPinchScale = pinchScale;
- }
- }else {
- ...
- }
- }
旋轉(zhuǎn)(rotate)
旋轉(zhuǎn)手勢(shì)需要檢測(cè)兩個(gè)比較重要的值，一是旋轉(zhuǎn)的角度，二是旋轉(zhuǎn)的方向(順時(shí)針或逆時(shí)針)。
其中旋轉(zhuǎn)角度和方向的計(jì)算需要通過向量的計(jì)算來獲取，本文不再展開。
首先，需要獲取向量的旋轉(zhuǎn)方向和角度。
- //這兩個(gè)方法屬于向量計(jì)算，具體原理請(qǐng)閱讀本文***的參考文獻(xiàn)
- _getRotateDirection(vector1,vector2) {
- return vector1.x * vector2.y - vector2.x * vector1.y;
- }
- _getRotateAngle(vector1,vector2) {
- let direction = this._getRotateDirection(vector1,vector2);
- direction = direction > 0 ? -1 : 1;
- let len1 = this._getDistance(vector1.x,vector1.y);
- let len2 = this._getDistance(vector2.x,vector2.y);
- let mr = len1 * len2;
- if(mr === 0) return 0;
- let dot = vector1.x * vector2.x + vector1.y * vector2.y;
- let r = dot / mr;
- if(r > 1) r = 1;
- if(r < -1) r = -1;
- return Math.acos(r) * direction * 180 / Math.PI;
- }
然后，我們?cè)谑种赴l(fā)生移動(dòng)時(shí)，調(diào)用獲取旋轉(zhuǎn)方向和角度的方法。
- _onTouchStart(e) {
- ...
- if(e.touches.length > 1) {
- this.touchVector = {
- x: point2.pageX - this.startX,
- y: point2.pageY - this.startY
- };
- }
- ...
- }
- _onTouchMove(e) {
- ...
- if(this.touchVector) {
- let vector = {
- x: e.touches[1].pageX - e.touches[0].pageX,
- y: e.touches[1].pageY - e.touches[0].pageY
- };
- let angle = this._getRotateAngle(vector,this.touchVector);
- this._emitEvent('onRotate',{
- angle
- });
- this.touchVector.x = vector.x;
- this.touchVector.y = vector.y;
- }
- ...
- }
實(shí)戰(zhàn)
好了，我們的手勢(shì)系統(tǒng)到這里就完成了。接下來要在實(shí)戰(zhàn)中檢驗(yàn)這套系統(tǒng)是否可靠，做一個(gè)簡(jiǎn)單的圖片瀏覽器，支持圖片縮放，旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)，長(zhǎng)按。
首先，做好DOM規(guī)劃，和“之前”一樣，我們的事件監(jiān)聽機(jī)制并不直接作用在圖片上，而是作用在圖片的父元素上。
然后，可以開始使用上面的手勢(shì)檢測(cè)系統(tǒng)了。
- render() {
- return (
- <Gestures onPinch={this.onPinch} onMove={this.onMove} onRotate={this.onRotate} onDoubleTap={this.onDoubleTap} onLongPress={this.onLongPress}>
- <div className="wrapper" >
- 
- </div>
- </Gestures>
- );
- }
由于我們的手勢(shì)系統(tǒng)檢測(cè)的增量，因此不能直接把增量應(yīng)用在對(duì)象上，而是需要把這些增量累加。以旋轉(zhuǎn)為例：
- onRotate(event) {
- //對(duì)增量進(jìn)行累加
- this.angle += event.angle
- this.setState({
- angle:this.angle
- });
- }
至此，我們的手勢(shì)檢測(cè)就完成了。
