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HTML5 手势检测原理和实现

admin:杨小二时间:2020-09-03 16:26:44前端开发0次
随着 Hybrid 应用的丰富,html5 工程师们已经不满足于把桌面端体验简单移植到移动端,他们觊觎移动原生应用人性化的操作体验,特别是原生应用与生俱来的丰富的手势系统。html5 没有提供开箱即用的手势系统,但是提供了更底层一些的对 touch 事件的监听。基于此,我们可以做出自己的手势库。

前言

随着 Hybrid 应用的丰富,html5 工程师们已经不满足于把桌面端体验简单移植到移动端,他们觊觎移动原生应用人性化的操作体验,特别是原生应用与生俱来的丰富的手势系统。html5 没有提供开箱即用的手势系统,但是提供了更底层一些的对 touch 事件的监听。基于此,我们可以做出自己的手势库。

手势

常用的 html5 手势可以分为两类,单点手势和两点手势。单点手势有 tap(单击),double tap(双击),long tap(长按),swipe(挥),move(移动)。两点手势有 pinch(缩放),rotate(旋转)。
接下来我们实现一个检测这些手势的 JavaScript 库,并利用这个手势库做出炫酷的交互效果。

移动

关于移动手势检测我们这里不再赘述。总结一下就是在每次touchmove事件发生时,把两个位移点之间的坐标位置相减,就可以了。

单击(tap)

手势检测的关键是用 touchstart,touchmove,touchend 三个事件对手势进行分解。
那么怎么分解单击事件呢?
在 touchstart 发生时进入单击检测,只有一个接触点。因为单击事件限制为一个手指的动作。
没有发生 touchmove 事件或者 touchmove 在一个很小的范围(如下图)。限制 touchmove 在一个很小范围,是为了给用户一定的冗余空间,因为不能保证用户手指在接触屏幕的时候不发生轻微的位移。
 
3.touchend 发生在 touchstart后的很短时间内(如下图)。这个时间段的阈值是毫秒级,用来限制手指和屏幕接触的时间。因为单击事件从开始到结束是很快的。
有了上面的流程,就可以开始实现 tap 事件监测了。

 

 

_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('onTap') } }}

双击(double tap)

和单击一样,双击事件也需要我们对手势进行量化分解。
双击事件是一个手指的行为。所以在 touchstart 时,我们要判断此时屏幕有几个接触点。
双击事件中包含两次独立的单击行为。理想情况下,这两次点击应该落在屏幕上的同一个点上。为了给用户一定的冗余空间,将两次点击的坐标点距离限制在10个像素以内。
双击事件本质是两次快速的单击。也即是说,两次点击的间隔时间很短。通过一定的测试量化后,我们把两次单击的时间间隔设为300毫秒。

注意双击事件中我们检测了相邻两个 touchstart 事件的位移和时间间隔。

 

 

_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('onDoubleTap'); } } //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 }; }}

长按(long press)

长按应该是最容易分解的手势。我们可以这样分解:在 touchstart 发生后的很长一段时间内,如果没有发生 touchmove 或者 touchend 事件,那么就触发长按手势。
长按是一个手指的行为,需要检测屏幕上是否只有一个接触点。
如果手指在空间上发生了移动,那么长按事件取消。
如果手指在屏幕上停留的时间超过800ms,那么触发长按手势。
如果手指在屏幕上停留的时间小于800ms,也即 touchend 在 touchstart 发生后的800ms内触发,那么长按事件取消。


 

 

_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); ...}

缩放(pinch)

缩放是一个非常有趣的手势,还记得第一代iPhone双指缩放图片给你带来的震撼吗?虽然如此,缩放手势的检测却相对简单。
缩放是两个手指的行为,需要检测屏幕上是否有两个接触点。
缩放比例的量化,是通过两次缩放行为之间的距离的比值得到,如下图。

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); }

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 { ... }}

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('onPinch',{scale:pinchScale - this.previousPinchScale}); this.previousPinchScale = pinchScale; } }else { ... }}

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。
 
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; }

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('onRotate',{ angle }); this.touchVector.x = vector.x; this.touchVector.y = vector.y; } ...}

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。
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}> <div className="wrapper" > ![](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/2362670-f8b44d4b9101e8d6.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240) </div> </Gestures> ); }

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 }); }


至此,我们的手势检测就完成了。
源码:https://github.com/eeandrew/gestures
在线Demo: http://eeandrew.github.io/demos/gestures/index.html

​来源 | https://github.com/eeandrew/gestures

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