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HTML5 手勢偵測原理與實現

黄舟
發布: 2017-03-04 16:17:46
原創
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前言

隨著Hybrid 應用的豐富,HTML5 工程師們已經不滿足於把桌面端體驗簡​​單移植到行動端,他們覬覦行動原生應用人性化的操作體驗,特別是原生應用與生俱來的豐富的手勢系統。 HTML5 沒有提供開箱即用的手勢系統,但提供了更底層一些的對 touch 事件的監聽。基於此,我們可以做出自己的手勢庫。

手勢

常用的 HTML5 手勢可以分為兩類,單點手勢和兩點手勢。單點手勢有 tap(點擊),double tap(雙擊),long tap(長按),swipe(揮),move(移動)。兩點手勢有 pinch(縮放),rotate(旋轉)。

接下來我們實作一個偵測這些手勢的 javaScript 函式庫,並利用這個手勢庫做出酷炫的互動效果。

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移動

關於移動手勢偵測我們這裡不再贅述。總結一下就是在每次touchmove事件發生時,把兩個位移點之間的座標位置相減,就可以了。

點擊(tap)

手勢偵測的關鍵是用 touchstart,touchmove,touchend 三個事件對手勢進行分解。

那麼要怎麼分解點擊事件呢?

  1. 在 touchstart 發生時進入點選偵測,只有一個接觸點。因為點擊事件限制為一個手指的動作。

  2. 沒有發生 touchmove 事件或 touchmove 在一個很小的範圍(如下圖)。限制 touchmove 在一個很小範圍,是為了給使用者一定的冗餘空間,因為不能保證使用者手指在接觸螢幕的時候不會發生輕微的位移。

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3.touchend 發生在 touchstart後的很短時間內(如下圖)。這個時間段的閾值是毫秒級,用來限製手指和螢幕接觸的時間。因為單擊事件從開始到結束是很快的。
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有了上面的流程,就可以開始實現 tap 事件監控了。

_getTime() {

  return new Date().getTime(); 

}

_onTouchStart(e) {

    //记录touch开始的位置

    this.startX = e.touches[0].pageX;

    this.startY = e.touches[0].pageY;

    if(e.touches.length > 1) {

      //多点监测

      ...

    }else {

      //记录touch开始的时间

      this.startTime = this._getTime();

    }

 }

_onTouchMove(e) {

  ...

  //记录手指移动的位置

  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 {

    //手指移动的位移要小于10像素并且手指和屏幕的接触时间要短语500毫秒

    if(timestamp - this.startTime < 500) {

      this._emitEvent(&#39;onTap&#39;)

    }

  }

}
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雙擊(double tap)

和點擊一樣,雙擊事件也需要我們對手勢進行量化分解。

  1. 雙擊事件是一個手指的行為。所以在 touchstart 時,我們要判斷此時螢幕有幾個接觸點。

  2. 雙擊事件中包含兩次獨立的點擊行為。理想情況下,這兩次點擊應該落在螢幕上的同一個點上。為了給予使用者一定的冗餘空間,將兩次點擊的座標點距離限制在10個像素以內。
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  3. 雙擊事件本質是兩次快速的點擊。也即是說,兩次點擊的間隔時間很短。通過一定的測試量化後,我們把兩次單擊的時間間隔設為300毫秒。
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注意雙擊事件中我們偵測了相鄰兩個 touchstart 事件的位移和時間間隔。

_onTouchStart(e) {

  if(e.touches.length > 1) {

  ...

  } else {

    if(this.previousTouchPoint) {

      //两次相邻的touchstart之间距离要小于10,同时时间间隔小于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(&#39;onDoubleTap&#39;);

          }

    }

    //保存上一次touchstart的时间和位置信息

    this.previousTouchTime = this.startTime;

    this.previousTouchPoint = {

        startX : this.startX,

        startY : this.startY

     };

  }

}
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長按(long press)

長按應該是最容易分解的手勢。我們可以這樣分解:在 touchstart 發生後的很長一段時間內,如果沒有發生 touchmove 或 touchend 事件,那麼就觸發長按手勢。

  1. 長按是一個手指的行為,需要偵測螢幕上是否只有一個接觸點。

  2. 如果手指在空間上發生了移動,那麼長按事件取消。

  3. 如果手指在螢幕上停留的時間超過800ms,那麼觸發長按手勢。

  4. 如果手指在螢幕上停留的時間小於800ms,也即 touchend 在 touchstart 發生後的800ms內觸發,那麼長按事件取消。
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_onTouchStart(e) {

  clearTimeout(this.longPressTimeout);

  if(e.touches.length > 1) {

  }else {

    this.longPressTimeout = setTimeout(()=>{

      this._emitEvent(&#39;onLongPress&#39;);

    });

  }

}

_onTouchMove(e) {

  ...

  clearTimeout(this.longPressTimeout);

  ...

}

_onTouchEnd(e) {

  ...

  clearTimeout(this.longPressTimeout);

  ...

}
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縮放(pinch)

#縮放是一個非常有趣的手勢,還記得第一代iPhone雙指縮放圖片給你帶來的震撼嗎?雖然如此,縮放手勢的偵測卻相對簡單。

  1. 縮放是兩個手指的行為,需要偵測螢幕上是否有兩個接觸點。

  2. 縮放比例的量化,是透過兩次縮放行為之間的距離的比值得到,如下圖。
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    #

所以缩放的核心是获取两个接触点之间的直线距离。

//勾股定理

_getDistance(xLen,yLen) {
   return Math.sqrt(xLen * xLen + yLen * yLen);
  }
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这里的xLen是两个接触点x坐标差的绝对值,yLen相应的就是y坐标差的绝对值。

_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 {

    ...

  }

}
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在_onTouchStart函数中获取并且保存 touchstart 发生时两个接触点之间的距离。

_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(&#39;onPinch&#39;,{scale:pinchScale - this.previousPinchScale});

          this.previousPinchScale = pinchScale;

      }

  }else {

    ...

  }

}
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旋转(rotate)

旋转手势需要检测两个比较重要的值,一是旋转的角度,二是旋转的方向(顺时针或逆时针)。

其中旋转角度和方向的计算需要通过向量的计算来获取,本文不再展开。

HTML5 手勢偵測原理與實現

首先,需要获取向量的旋转方向和角度。

//这两个方法属于向量计算,具体原理请阅读本文最后的参考文献

  _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;

  }
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然后,我们在手指发生移动时,调用获取旋转方向和角度的方法。

_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(&#39;onRotate&#39;,{

          angle

        });

        this.touchVector.x = vector.x;

        this.touchVector.y = vector.y;

      }

  ...

}
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实战

好了,我们的手势系统到这里就完成了。接下来要在实战中检验这套系统是否可靠,做一个简单的图片浏览器,支持图片缩放,旋转,移动,长按。

首先,做好DOM规划,和“之前”一样,我们的事件监听机制并不直接作用在图片上,而是作用在图片的父元素上。

HTML5 手勢偵測原理與實現

然后,可以开始使用上面的手势检测系统了。

render() {

    return (

      <Gestures onPinch={this.onPinch} onMove={this.onMove} onRotate={this.onRotate} onDoubleTap={this.onDoubleTap} onLongPress={this.onLongPress}>

        <p className="wrapper" >

          ![](http://www.php.cn/)

        </p>

      </Gestures>

    );

  }
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由于我们的手势系统检测的增量,因此不能直接把增量应用在对象上,而是需要把这些增量累加。以旋转为例:

onRotate(event) {

    //对增量进行累加

    this.angle += event.angle

    this.setState({

      angle:this.angle

    });

  }
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至此,我们的手势检测就完成了。

 以上就是HTML5 手势检测原理和实现的内容,更多相关内容请关注PHP中文网(www.php.cn)!



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