安卓自定义 View 进阶:多点触控详解

Android 多点触控详解,在前面的几篇文章中我们大致了解了 Android 中的事件处理流程和一些简单的处理方案,本次带大家了解 Android 多点触控相关的一些知识。

多点触控 ( Multitouch,也称 Multi-touch ),即同时接受屏幕上多个点的人机交互操作,多点触控是从 Android 2.0 开始引入的功能,在 Android 2.2 时对这一部分进行了重新设计。

在本文开始之前,先回顾一下 [MotionEvent详解][motionevent] 中提到过的内容:

  • Android 将所有的事件都封装进了 Motionvent 中。
  • 我们可以通过复写 onTouchEvent 或者设置 OnTouchListener 来获取 View 的事件。
  • 多点触控获取事件类型请使用 getActionMasked()
  • 追踪事件流请使用 PointId

多点触控相关的事件:

事件 简介
ACTION_DOWN 第一个 手指 初次接触到屏幕 时触发。
ACTION_MOVE 手指 在屏幕上滑动 时触发,会多次触发。
ACTION_UP 最后一个 手指 离开屏幕 时触发。
ACTION_POINTER_DOWN 有非主要的手指按下(即按下之前已经有手指在屏幕上)。
ACTION_POINTER_UP 有非主要的手指抬起(即抬起之后仍然有手指在屏幕上)。
以下事件类型不推荐使用 ---以下事件在 2.2 版本以上被标记为废弃---
ACTION_POINTER\_1\_DOWN 第 2 个手指按下,已废弃,不推荐使用。
ACTION_POINTER\_2\_DOWN 第 3 个手指按下,已废弃,不推荐使用。
ACTION_POINTER\_3\_DOWN 第 4 个手指按下,已废弃,不推荐使用。
ACTION_POINTER\_1\_UP 第 2 个手指抬起,已废弃,不推荐使用。
ACTION_POINTER\_2\_UP 第 3 个手指抬起,已废弃,不推荐使用。
ACTION_POINTER\_3\_UP 第 4 个手指抬起,已废弃,不推荐使用。

多点触控相关的方法:

方法 简介
getActionMasked() getAction() 类似,多点触控需要使用这个方法获取事件类型
getActionIndex() 获取该事件是哪个指针(手指)产生的。
getPointerCount() 获取在屏幕上手指的个数。
getPointerId(int pointerIndex) 获取一个指针(手指)的唯一标识符ID,在手指按下和抬起之间ID始终不变。
findPointerIndex(int pointerId) 通过PointerId获取到当前状态下PointIndex,之后通过PointIndex获取其他内容。
getX(int pointerIndex) 获取某一个指针(手指)的X坐标
getY(int pointerIndex) 获取某一个指针(手指)的Y坐标

回顾完毕,开始正文。

一、多点触控相关问题

在引入多点触控之前,事件的类型很少,基本事件类型只有按下(down)、移动(move) 和 抬起(up),即便加上那些特殊的事件类型也只有几种而已,所以我们可以用几个常量来标记这些事件,在使用的时候使用 getAction() 方法来获取具体的事件,之后和这些常量进行对比就行了。

在 Android 2.0 版本的时候,开始引入多点触控技术,由于技术上并不成熟,硬件和驱动也跟不上,多数设备只能支持追踪两三个点而已,因此在设计 API 上采取了一种简单粗暴的方案,添加了几个常量用于多点触控的事件类型的判断。

事件 简介
ACTION_POINTER\_1\_DOWN 第 2 个手指按下,已废弃,不推荐使用。
ACTION_POINTER\_2\_DOWN 第 3 个手指按下,已废弃,不推荐使用。
ACTION_POINTER\_3\_DOWN 第 4 个手指按下,已废弃,不推荐使用。
ACTION_POINTER\_1\_UP 第 2 个手指抬起,已废弃,不推荐使用。
ACTION_POINTER\_2\_UP 第 3 个手指抬起,已废弃,不推荐使用。
ACTION_POINTER\_3\_UP 第 4 个手指抬起,已废弃,不推荐使用。

这些事件类型是用来判断非主要手指(第一个按下的称为主要手指)的按下和抬起,使用起来大概是这样子:

  • switch (event.getAction()) {
  • case MotionEvent.ACTION_DOWN: break;
  • case MotionEvent.ACTION_UP: break;
  • case MotionEvent.ACTION_MOVE: break;
  • case MotionEvent.ACTION_POINTER_1_DOWN: break;
  • case MotionEvent.ACTION_POINTER_2_DOWN: break;
  • case MotionEvent.ACTION_POINTER_3_DOWN: break;
  • case MotionEvent.ACTION_POINTER_1_UP: break;
  • case MotionEvent.ACTION_POINTER_2_UP: break;
  • case MotionEvent.ACTION_POINTER_3_UP: break;
  • }

看到这里可能会产生以下的一些疑问?

1.为什么没有 ACTION_POINTER_X_MOVE ?

在多指触控中所有的移动事件都是使用 ACTION_MOVE, 并没有追踪某一个手指的 move 事件类型,个人猜测主要是因为:很难无歧义的实现单独追踪每一个手指。

要理解这个,首先要明白设备是如何识别多点触控的,设备没有眼睛,不能像我们人一样看到有几个手指(或者触控笔)在屏幕上。
目前大多数 Android 设备都是电容屏,它们感知触摸是利用手指(触控笔)与屏幕接触产生的微小电流变化,之后通过计算这些电流变化来得出具体的触摸位置,在多点触控中,当两个触摸点足够靠近时,设备实际上是无法分清这两个点的。因此当两个触摸点靠近(重合)后再分开,设备很可能就无法正确的追踪两个点了,所以也很难实现无歧义的追踪每一个点。

并且从软件上来说,事件的编号产生和复用也是一个大问题,例如下面的场景:

事件 手指数量 编号变化
一个手指按下(命名为A) 1 A手指的编号为0,id为0
一个手指按下(命名为B) 2 B手指的编号为1,id为1
A手指抬起 1 B手指编号变更为0,id不变为1
一个手指按下(命名为C) 2 C手指编号为0,id为0,B手指编号为1,id为1

注意观察上面编号和id的变化,有两个问题,1、B手指的编号变化了。2、A手指和C手指id是相同的(A手指抬起后,C手指按下替代了A手指)。所以这就引出了一个问题:如果存在 ACTION_POINTER_X_MOVE,那么X应该用什么标志呢?编号会变化,id虽然不会变化,但id会被复用,例如A手指抬起后C手指按下,C手指复用了A手指的id。所以不论使用哪一个都不能保证唯一性。

当然了,解决问题最好的方式就是把问题抛出去,既然从硬件和软件上都不能保证唯一性和不变性,就不做区分了,因此所有的 move 事件都是 ACTION_MOVE, 具体是哪个手指产生的 move 用户可以结合其他事件(按下和抬起)来综合判断。

2.超过4个手指怎么办?

2.0 兼容版,在2.2 之前的设计中,其提供的常量最多能判断四个手指的抬起和落下,当超过四个手指时怎么办呢?

由于在 2.2 版本之前,由于没有 getActionMasked 方法,我们可以自己自己手动进行计算,例如下面这样 :

  • String TAG = "Gcs";
  • int action = event.getAction() & MotionEvent.ACTION_MASK;
  • int index = (event.getAction() & MotionEvent.ACTION_POINTER_INDEX_MASK)
  • >> MotionEvent.ACTION_POINTER_INDEX_SHIFT;
  • switch (action) {
  • case MotionEvent.ACTION_DOWN:
  • Log.e(TAG,"第1个手指按下");
  • break;
  • case MotionEvent.ACTION_UP:
  • Log.e(TAG,"最后1个手指抬起");
  • break;
  • case MotionEvent.ACTION_POINTER_1_DOWN: // 此时相当于 ACTION_POINTER_DOWN
  • Log.e(TAG,"第"+(index+1)+"个手指按下");
  • break;
  • case MotionEvent.ACTION_POINTER_1_UP: // 此时相当于 ACTION_POINTER_UP
  • Log.e(TAG,"第"+(index+1)+"个手指抬起");
  • break;
  • }

在上面的例子中有几点比较关键:

2.1、action 与 Index 的获得

我们在 [MotionEvent详解][motionevent] 中了解过,Android中的事件一般用最后8位来表示事件类型,再往前8位来表示Index。

例如多指触控的按下事件,其事件类型是 0x00000005, 其Index标志位是 0x00000005,随着更多的手指按下,其中变化的部分是 Index 标志位,最后两位是始终不变的,所以我们只要能将这两个分离开就行了。

取得事件类型(action)

  • // 获取事件类型
  • int action = event.getAction() & MotionEvent.ACTION_MASK;

这个非常简单,ACTION_MASK=0x000000ff, 与 getAction() 进行按位与操作后保留最后8位内容(十六进制每一个字符转化为二进制是4位)。

例如:
0x00000105 & 0x000000ff = 0x00000005

取得事件索引(index)

  • // 获取index编号
  • int index = (event.getAction() & MotionEvent.ACTION_POINTER_INDEX_MASK)
  • >> MotionEvent.ACTION_POINTER_INDEX_SHIFT;

ACTION_POINTER_INDEX_MASK = 0x0000ff00
ACTION_POINTER_INDEX_SHIFT = 8
首先让 getAction() 与 ACTION_POINTER_INDEX_MASK 按位与之后,只保留 Index 那8位,之后再右移8位,最终就拿到了 Index 的真实数值。

例如:
0x00000105 & 0x0000ff00 = 0x00000100
0x00000100 >> 8 = 0x00000001

2.2、用 ACTION\_POINTER\_1\_DOWN 代替 ACTION\_POINTER\_DOWN

这是因为在 2.0 版本的时候还没有 ACTION\_POINTER\_DOWN 的这个常量,但是它们两个点数值是相同的,都是 0x00000005,这个你可以查看官方文档或者源码,甚至你直接写 case 0x00000005 也行,抬起也是同理。

2.3、只考虑兼容 2.2 以上的版本

当然了,如果你不需要兼容 2.0 版本,只需要兼容到 2.2 以上的话就很简单了,像下面这样:

  • String TAG = "Gcs";
  • int index = event.getActionIndex();
  • switch (event.getActionMasked()) {
  • case MotionEvent.ACTION_DOWN:
  • Log.e(TAG,"第1个手指按下");
  • break;
  • case MotionEvent.ACTION_UP:
  • Log.e(TAG,"最后1个手指抬起");
  • break;
  • case MotionEvent.ACTION_POINTER_DOWN:
  • Log.e(TAG,"第"+(index+1)+"个手指按下");
  • break;
  • case MotionEvent.ACTION_POINTER_UP:
  • Log.e(TAG,"第"+(index+1)+"个手指抬起");
  • break;
  • }

3. index 和 pointId 的变化规则

在 2.2 版本以上,我们可以通过 getActionIndex() 轻松获取到事件的索引(Index),但是这个事件索引的变化还是有点意思的,Index 变化有以下几个特点:

1、从 0 开始,自动增长。
2、如果之前落下的手指抬起,后面手指的 Index 会随之减小。
3、Index 变化趋向于第一次落下的数值(落下手指时,前面有空缺会优先填补空缺)。
4、对 move 事件无效。

下面我们逐条解释一下具体含义。

3.1、从 0 开始,自动增长。

这一条非常简单,也很容易理解,而且在 [MotionEvent详解][motionevent] 中讲解 getAction() 与 getActionMasked() 也简单说过。

手指按下 触发事件(数值)
第1个手指按下 ACTION_DOWN (0x00000000)
第2个手指按下 ACTION_POINTER_DOWN (0x00000105)
第3个手指按下 ACTION_POINTER_DOWN (0x00000205)
第4个手指按下 ACTION_POINTER_DOWN (0x00000305)

注意加粗的位置,数值随着手指按下而不断变大。

3.2、如果之前落下的手指抬起,后面手指的 Index 会随之减小。

这个也比较容易理解,像下面这样:

手指按下 触发事件(数值)
第1个手指按下 ACTION_DOWN (0x00000000)
第2个手指按下 ACTION_POINTER_DOWN (0x00000105)
第3个手指按下 ACTION_POINTER_DOWN (0x00000205)
第2个手指抬起 ACTION_POINTER_UP (0x00000106)
第3个手指抬起 ACTION_POINTER_UP (0x00000106)

注意最后两次触发的事件,它的 Index 都是 1,这样也比较容易解释,当原本的第 2 个手指抬起后,屏幕上就只剩下两个手指了,之前的第 3 个手指就变成了第 2 个,于是抬起时触发事件的 Index 为 1,即之前落下的手指抬起,后面手指的 Index 会随之减小。

3.3、Index 变化趋向于第一次落下的数值(落下手指时,前面有空缺会优先填补空缺)。

这个就有点神奇了,通过上一条规则,我们知道,某一个手指的 Index 可能会随着其他手指的抬起而变小,这次我们用 4 个手指测试一下 Index 的变化趋势。

手指按下 触发事件(数值)
第1个手指按下 ACTION_DOWN (0x00000000)
第2个手指按下 ACTION_POINTER_DOWN (0x00000105)
第3个手指按下 ACTION_POINTER_DOWN (0x00000205)
第2个手指抬起 ACTION_POINTER_UP (0x00000106)
第3个手指抬起 ACTION_POINTER_UP (0x00000106)
第4个手指按下 ACTION_POINTER_DOWN (0x00000105)
第3个手指抬起 ACTION_POINTER_UP (0x00000206)

这个要和上一个对比这看,重点观察第 3 个手指所触发事件区别,在上一个示例中,随着第 2 个手指的抬起,第 3 个手指变化为第 2(01) 个,所以抬起时触发的是第 2 根手指的抬起事件(删除线部分)。

但是,如果第 2 个手指抬起后,落在屏幕上另外一个手指会怎样?经过测试,发现另外落下的手指会替代之前第 2 个手指的位置,系统判定为 2(01),而不是顺延下去变成 3(02),并且原本第3个手指的index变为原来数值(02),但是如果继续落下其他的手指,数值则会顺延。

即手指抬起时的 Index 会趋向于和按下时相同,虽然在手指数量不足时,Index 会变小,但是当手指变多时,Index 会趋向于保持和按下时一样。

PS:由于程序是从0开始计数的,所以 0 就是 1, 1 就是 2 ...

3.4、对 move 事件无效。

这个也比较容易理解,我们所取得的 Index 属性实际上是从事件上分离下来的,但是 move 事件始终为 0x00000002,也就是说,在 move 时不论你移动哪个手指,使用 getActionIndex() 获取到的始终是数值 0。

既然 move 事件无法用事件索引(Index)区别,那么该如何区分 move 是那个手指发出的呢?这就要用到 pointId 了,pointId 和 index 最大的区别就是 pointId 是不变的,始终为第一次落下时生成的数值,不会受到其他手指抬起和落下的影响。

3.5、pointId 与 index 的异同。

相同点:

  • 从 0 开始,自动增长。
  • 落下手指时优先填补空缺(填补之前抬起手指的编号)。

不同点:

  • Index 会变化,pointId 始终不变。

4. Move 相关事件

4.1 actionIndex 与 pointerIndex

在 move 中无法取得 actionIndex 的,我们需要使用 pointerIndex 来获取更多的信息,例如某个手指的坐标:

  • getX(int pointerIndex)
  • getY(int pointerIndex)

但是这个 pointerIndex 又是什么呢?和 actionIndex 有区别么?

实际上这个 pointerIndex 和 actionIndex 区别并不大,两者的数值是相同的,你可以认为 pointerIndex 是特地为 move 事件准备的 actionIndex。

4.2 pointerIndex 与 pointerId

类型 简介
pointerIndex 用于获取具体事件,可能会随着其他手指的抬起和落下而变化
pointerId 用于识别手指,手指按下时产生,手指抬起时回收,期间始终不变

这两个数值使用以下两个方法相互转换。

方法 简介
getPointerId(int pointerIndex) 获取一个指针(手指)的唯一标识符ID,在手指按下和抬起之间ID始终不变。
findPointerIndex(int pointerId) 通过 pointerId 获取到当前状态下 pointIndex,之后通过 pointIndex 获取其他内容。

通常情况下,pointerIndex 和 pointerId 是相同的,但也可能会因为某些手指的抬起而变得不同。

top Created with Sketch.