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Android 多点触控及应用(画板控件 DrawView)

Android 多点触控及应用(画板控件 DrawView)

作者: 张可_ | 来源:发表于2019-06-12 22:56 被阅读314次

    多指触控是指监听多个手指的触控事件,我们可以重写 View 中的 onTouchEvent 方法,或者使用 setOnTouchListener 方法来处理触摸事件。

    首先我们来看一下如何判断多指触摸时的事件类型。

    MotionEvent 中的事件类型

    一般而言,我们通过判断 MotionEvent 的 action 来判断输入事件类型,从而做出相应的处理。
    在不考虑多指的情况下,我们一般只关注如下几个事件类型:

    • MotionEvent.ACTION_DOWN
      第一根手指点击屏幕

    • MotionEvent.ACTION_UP
      最后一根手指离开屏幕

    • MotionEvent.ACTION_MOVE
      屏幕上有手指在滑动

    • MotionEvent.ACTION_CANCEL
      事件被拦截

    那么对于多指触控来说,除了上述常用的几种事件类型之外,我们还需要关注另外两个事件类型:

    • MotionEvent.ACTION_POINTER_DOWN
      点击前屏幕上已存在手指

    • MotionEvent.ACTION_POINTER_UP
      当屏幕上一根手指被抬起,此时屏幕上仍有别的手指

    需要注意的是,上述的两个类型我们不能像以前那样使用 MotionEvent#getAction 方法获取到,需要使用 getActionMasked 才行。

    所以再处理多指触控时我们的 onTouch 方法一般可以写成这样:

    public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
        switch (event.getActionMasked()) {
            case MotionEvent.ACTION_DOWN: break;
            case MotionEvent.ACTION_UP: break;
            case MotionEvent.ACTION_MOVE: break;
            case MotionEvent.ACTION_POINTER_DOWN: break;
            case MotionEvent.ACTION_POINTER_UP: break;
        }
        return true;
    }
    

    当有多跟手指同时触碰屏幕时,我们需要追踪不同的手指。这里面又涉及到另外几个概念。

    手指追踪

    MotionEvent 中提供了几个用于追踪不同手指的方法,再介绍它们之前我先来说一下几个概念。

    • ActionIndex
      事件索引

    • PointerId
      手指 ID

    • PointerIndex
      手指索引

    与之对应的几个方法:

    方法 描述 备注
    getActionMasked() 获取事件类型 可获取到多指触控事件类型
    getPointerCount() 获取当前屏幕上的手指个数
    getActionIndex() 获取事件索引
    getPointerId(int) 获取手指 ID 参数为 ActionIndex
    findPointerIndex(int) 获取手指索引 参数为 PointerId

    ActionIndex(事件索引)

    ActionIndex 通过 getActionIndex 方法可以直接获取到,可以大概地将其理解为用来描述当前事件发生在第几根手指上,例如我们监听到手指抬起时,可能想知道是哪一根手指抬起,那么可以通过 ActionIndex 来判断。
    另外,对于同一根手指来说,ActionIndex 的值可能会随着手指的按下与抬起变化的,所以我们不能用它来标识某个手指。
    看起来,ActionIndex 唯一的作用就是用来获取 PointerId。
    特别需要说明一点,该方法只针对 ACTION_POINTER_DOWNACTION_POINTER_UP 事件有效,ACTION_MOVE 事件是没法准确的获取到该值的,我们需要结合其他事件综合判断。

    PointerId(手指 ID)

    PointerId 通过 getPointerId(int) 方法获取,参数为 ActionIndex。
    我们可以通过 PointerId 来标识一根手指。对于同一根手指来说,从按下到抬起整个过程中,PointerId 是固定不变的。
    同样需要注意的是,这个值可能会被重用,例如一个手指的 id 是 0,当它抬起后重新按下一根手指,id 可能同样为 0。

    PointerIndex(手指索引)

    PointerIndex 通过 findPointerIndex(int) 来获取,参数为 PointerId。
    这个值是用来获取该事件更多内容的。
    如果我们想获取该事件的点击点位置,当我们通过 getX()/getY() 方法获取坐标时获取到的只能是第一根手指的位置,但是这两个方法提供了一个重载:

    float getX(int pointerIndex);
    float getY(int pointerIndex);
    

    我们可以将 PointerIndex 当做参数来获取到当前手指的点击坐标。
    此外还有很多方法都提供了类似的重载,这里就不一一叙述了。

    应用

    通过上面的介绍我们已经大概明白了多点触控的一些关键点了,现在我们来实际应用一下吧。

    我这里将做一个用于绘制手指运动轨迹的 DrawView,并且可以同时跟踪多个手指的轨迹,效果图如下:

    DrawView 效果图

    上图是同时滑动四根手指时的效果。

    分析

    要实现这样的效果,主要有两点问题需要考虑。
    第一是如何准确的追踪某根手指的滑动轨迹,因为上面也说了,ACTION_MOVE 是无法获取到 ActionIndex 的。但上帝再关了门同时肯定也会开个窗户,我们可以通过 PointerId 来追踪,首先监听 ACTION_DOWN 及 ACTION_POINTER_DOWN 两个事件,在此处获取到新手指的 PointerId,ACTION_MOVE 事件中遍历所有的手指,然后对比 PointerId 既可。

    第二,因为 MotionEvent 是会将连续多个滑动轨迹打包成一个 MotionEvent,我们需要使用 getHistoricalX 获取此次滑动的历史轨迹,该方法签名如下:

    float getHistoricalX(int pointerIndex, int pos);
    

    第一个参数 pointerIndex 好解决,第一个问题里已经讲过了,主要是第二个参数。
    因为 HistoricalX 是个列表,我们需要通过索引去一个一个读取,第二个 pos 参数就是索引,但前提是我们得知道这个列表的长度才行啊。这样只需要一个 for 循环既可解决。
    MotionEvent 里面提供了获取这个列表长度的方法:

    int getHistorySize();
    

    但这提供了这一个方法,没有其他重载,所以没法通过 pointerIndex 获取某跟手指此次滑动的历史轨迹列表长度!
    不过经过我的测试,不管哪根手指滑动都可以通过 getHistorySize 方法获取历史轨迹长度,然后调用 getHistoricalX 方法获取历史轨迹坐标,虽然不知道为什么要这么设计,但也算确实解决了这个问题。

    实现

    我们先定义一个内部类用于充当绘制元数据:

    private static class DrawPath {
    
        /**
         * 手指 ID,默认为 -1,手指离开后置位 -1
         */
        private int pointerId = -1;
        /**
         * 曲线颜色
         */
        private int drawColor;
        /**
         * 曲线路径
         */
        private Path path;
        /**
         * 轨迹列表,用于判断目标轨迹是否已添加进来
         */
        private Stack<List<PointF>> record;
    
        DrawPath(int pointerId, int drawColor, Path path) {
            this.pointerId = pointerId;
            this.drawColor = drawColor;
            this.path = path;
            record = new Stack<>();
        }
    }
    

    上面的一个 DrawPath 对应一次手指滑动的生命周期,也就是从 DOWN 到 UP 这个中间所经历的的轨迹。

    然后再定义一个存放 DrawPath 的列表及画笔,轨迹颜色数组等变量:

        /**
         * 绘制画笔
         */
        private Paint mPaint = new Paint();
        /**
         * 历史路径
         */
        private List<DrawPath> mDrawMoveHistory = new ArrayList<>();
        /**
         * 用于生成随机数,随机取出颜色数组中的颜色
         */
        private Random random = new Random();
    

    初始化一下下:

    private void init() {
        mPaint.setAntiAlias(true);
        mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
        mPaint.setStrokeCap(Paint.Cap.ROUND);
        mPaint.setStrokeWidth(dip2px(getContext(), 5));
    }
    

    现在我们来重写 onTouchEvent 方法吧:

    @Override
    public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
        //多指触控需要使用 getActionMasked
        switch (event.getActionMasked()) {
            case MotionEvent.ACTION_DOWN: {
                //处理点击事件
                performClick();
                //重置所有 PointerId 为 -1
                clearTouchRecordStatus();
                //新增一个轨迹
                addNewPath(event);
                //重绘
                invalidate();
                return true;
            }
            case MotionEvent.ACTION_MOVE: {
                if (mDrawMoveHistory.size() > 0) {
                    for (int i = 0; i < event.getPointerCount(); i++) {
                        //遍历当前屏幕上所有手指
                        int itemPointerId = event.getPointerId(i);//获取到这个手指的 ID
                        for (DrawPath itemPath : mDrawMoveHistory) {
                            //遍历绘制记录表,通过 ID 找到对应的记录
                            if (itemPointerId == itemPath.pointerId) {
                                int pointerIndex = event.findPointerIndex(itemPointerId);
                                //通过 pointerIndex 获取到此次滑动事件的所有历史轨迹
                                List<PointF> recordList = readPointList(event, pointerIndex);
                                if (!listEquals(recordList, itemPath.record.peek())) {
                                    //判断该 List 是否已存在,不存在则添加进去
                                    itemPath.record.push(recordList);
                                    addPath(recordList, itemPath.path);
                                }
                            }
                        }
                    }
                    invalidate();
                }
                return true;
            }
            case MotionEvent.ACTION_POINTER_UP:
                //屏幕上有一根指头抬起,但有别的指头未抬起时的事件
                int pointerId = event.getPointerId(event.getActionIndex());
                for (DrawPath item : mDrawMoveHistory) {
                    if (item.pointerId == pointerId) {
                        //该手指已绘制结束,将此 PointerId 重置为 -1
                        item.pointerId = -1;
                    }
                }
                break;
            case MotionEvent.ACTION_POINTER_DOWN:
                //屏幕上已经有了手指,此时又有别的手指点击时事件
                addNewPath(event);
                invalidate();
                break;
            case MotionEvent.ACTION_UP:
                //最后一根手指抬起,重置所有 PointerId
                clearTouchRecordStatus();
                break;
            case MotionEvent.ACTION_CANCEL:
                //事件被取消
                clearTouchRecordStatus();
                break;
        }
        return true;
    }
    

    上面都有注释,我就不详细说了。
    然后是重写 onDraw 方法,这虽然是个绘制轨迹的控件,但其实 onDraw 方法里反倒没多少代码:

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        if (mDrawMoveHistory == null || mDrawMoveHistory.isEmpty()) {
            return;
        }
        for (DrawPath item : mDrawMoveHistory) {
            mPaint.setColor(item.drawColor);
            canvas.drawPath(item.path, mPaint);
        }
    }
    

    这样就实现了一个简易的支持多指绘制控件啦,我们还可以向其中添加一些诸如撤销上一步等操作的方法,这里就不多说了。
    DrawView 的完整代码已经放到了 Github 上,欢迎查看:

    https://github.com/0xZhangKe/Collection/blob/master/DrawView/DrawView.java

    关于事件分发拦截可以看我另一篇文章

    如果觉得还不错的话,欢迎关注我的个人公众号,我会不定期发一些干货文章~


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