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HTML5手势检测原理和实现

时间：2021-07-01 10:21:17 帮助过：35人阅读

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。

图片描述

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？

  1. 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。

  2. 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。

图片描述

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。
图片描述

有了上面的流程，就可以开始实现 tap 事件监测了。

  1. _getTime() {
  2.   return new Date().getTime(); 
  3. }
  4. _onTouchStart(e) {
  5.     //记录touch开始的位置
  6.     this.startX = e.touches[0].pageX;
  7.     this.startY = e.touches[0].pageY;
  8.     if(e.touches.length > 1) {
  9.       //多点监测
  10.       ...
  11.     }else {
  12.       //记录touch开始的时间
  13.       this.startTime = this._getTime();
  14.     }
  15.  }
  16. _onTouchMove(e) {
  17.   ...
  18.   //记录手指移动的位置
  19.   this.moveX = e.touches[0].pageX;
  20.   this.moveY = e.touches[0].pageY;
  21.   ...
  22. }
  23. _onTouchEnd(e) {
  24.   let timestamp = this._getTime();
  25.   if(this.moveX !== null && Math.abs(this.moveX - this.startX) > 10 ||
  26.     this.moveY !== null && Math.abs(this.moveY - this.startY) > 10) {
  27.       ...
  28.   }else {
  29.     //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
  30.     if(timestamp - this.startTime < 500) {
  31.       this._emitEvent('onTap')
  32.     }
  33.   }
  34. }

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。

  1. 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。

  2. 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。
    图片描述

  3. 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。
    图片描述

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。

  1. _onTouchStart(e) {
  2.   if(e.touches.length > 1) {
  3.   ...
  4.   } else {
  5.     if(this.previousTouchPoint) {
  6.       //两次相邻的touchstart之间距离要小于10，同时时间间隔小于300ms
  7.       if( Math.abs(this.startX -this.previousTouchPoint.startX) < 10  &&
  8.           Math.abs(this.startY - this.previousTouchPoint.startY) < 10 && 
  9.           Math.abs(this.startTime - this.previousTouchTime) < 300) {
  10.             this._emitEvent('onDoubleTap');
  11.           }
  12.     }
  13.     //保存上一次touchstart的时间和位置信息
  14.     this.previousTouchTime = this.startTime;
  15.     this.previousTouchPoint = {
  16.         startX : this.startX,
  17.         startY : this.startY
  18.      };
  19.   }
  20. }

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。

  1. 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。

  2. 如果手指在空间上发生了移动，那么长按事件取消。

  3. 如果手指在屏幕上停留的时间超过800ms，那么触发长按手势。

  4. 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。
    图片描述

  1. _onTouchStart(e) {
  2.   clearTimeout(this.longPressTimeout);
  3.   if(e.touches.length > 1) {
  4.   }else {
  5.     this.longPressTimeout = setTimeout(()=>{
  6.       this._emitEvent('onLongPress');
  7.     });
  8.   }
  9. }
  10. _onTouchMove(e) {
  11.   ...
  12.   clearTimeout(this.longPressTimeout);
  13.   ...
  14. }
  15. _onTouchEnd(e) {
  16.   ...
  17.   clearTimeout(this.longPressTimeout);
  18.   ...
  19. }

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。

  1. 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。

  2. 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。
    图片描述

所以缩放的核心是获取两个接触点之间的直线距离。

  1. //勾股定理
  2. _getDistance(xLen,yLen) {
  3.    return Math.sqrt(xLen * xLen + yLen * yLen);
  4.   }

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。

  1. _onTouchStart(e) {
  2.   if(e.touches.length > 1) {
  3.     let point1 = e.touches[0];
  4.     let point2 = e.touches[1];
  5.     let xLen = Math.abs(point2.pageX - point1.pageX);
  6.     let yLen = Math.abs(point2.pageY - point1.pageY);
  7.     this.touchDistance = this._getDistance(xLen, yLen);
  8.   } else {
  9.     ...
  10.   }
  11. }

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。

  1. _onTouchMove(e) {
  2.   if(e.touches.length > 1) {
  3.       let xLen = Math.abs(e.touches[0].pageX - e.touches[1].pageX);
  4.       let yLen = Math.abs(e.touches[1].pageY - e.touches[1].pageY);
  5.       let touchDistance = this._getDistance(xLen,yLen);
  6.       if(this.touchDistance) {
  7.         let pinchScale = touchDistance / this.touchDistance;
  8.           this._emitEvent('onPinch',{scale:pinchScale - this.previousPinchScale});
  9.           this.previousPinchScale = pinchScale;
  10.       }
  11.   }else {
  12.     ...
  13.   }
  14. }

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。

图片描述

首先，需要获取向量的旋转方向和角度。

  1. //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
  2.   _getRotateDirection(vector1,vector2) {
  3.     return vector1.x * vector2.y - vector2.x * vector1.y;
  4.   }  
  5.   _getRotateAngle(vector1,vector2) {
  6.     let direction = this._getRotateDirection(vector1,vector2);
  7.     direction = direction > 0 ? -1 : 1;
  8.     let len1 = this._getDistance(vector1.x,vector1.y);
  9.     let len2 = this._getDistance(vector2.x,vector2.y);
  10.     let mr = len1 * len2;
  11.     if(mr === 0) return 0;
  12.     let dot = vector1.x * vector2.x + vector1.y * vector2.y;
  13.     let r = dot / mr;
  14.     if(r > 1) r = 1;
  15.     if(r < -1) r = -1;
  16.     return Math.acos(r) * direction * 180 / Math.PI;
  17.   }

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。

  1. _onTouchStart(e) {
  2.   ...  
  3.   if(e.touches.length > 1) {
  4.     this.touchVector = {
  5.        x: point2.pageX - this.startX,
  6.        y: point2.pageY - this.startY
  7.      };
  8.   }
  9.   ...
  10. }
  11. _onTouchMove(e) {
  12.   ...
  13.   if(this.touchVector) {
  14.         let vector = {
  15.           x: e.touches[1].pageX - e.touches[0].pageX,
  16.           y: e.touches[1].pageY - e.touches[0].pageY
  17.         };
  18.         let angle = this._getRotateAngle(vector,this.touchVector);
  19.         this._emitEvent('onRotate',{
  20.           angle
  21.         });
  22.         this.touchVector.x = vector.x;
  23.         this.touchVector.y = vector.y;
  24.       }
  25.   ...
  26. }

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。

图片描述

然后，可以开始使用上面的手势检测系统了。

  1. render() {
  2.     return (
  3.       <Gestures onPinch={this.onPinch} onMove={this.onMove} onRotate={this.onRotate} onDoubleTap={this.onDoubleTap} onLongPress={this.onLongPress}>
  4.         <p className="wrapper" >
  5.           ![](http://www.gxlcms.com/)
  6.         </p>
  7.       </Gestures>
  8.     );
  9.   }

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：

  1. onRotate(event) {
  2.     //对增量进行累加
  3.     this.angle += event.angle
  4.     this.setState({
  5.       angle:this.angle
  6.     });
  7.   }

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.gxlcms.com）！


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