前言：Android关于手势的操作提供两种形式：一种是针对用户手指在屏幕上划出的动作而进行移动的检测，这些手势的检测通过android提供的监听器来实现；另一种是用户手指在屏幕上滑动而形成一定的不规则的几何图形(即为多个持续触摸事件在屏幕形成特定的形状)；本文主要是针对第二种手势的绘制原理进行浅析，我们姑且称它为输入法手势；
在Android源码中，谷歌提供了相关的手势库源码，供给开发者丰富多彩的接口调用实现；这些提供相关接口的类所在的源码路径为frameworks/base/core/java/android/gesture；
如下图gesture文件中的相关类：
GestureOverlayView这个类来实现，该类继承FrameLayout容器视图类。所以，当我们在手机屏幕上画手势时，GestureOverlayView主要负责显示和处理手指在屏幕上滑动所形成的手势。
GestureOverlayView实现在屏幕上绘制手势；
1). main.xml文件代码如下：
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="fill_parent"
android:orientation="vertical" >
<android.gesture.GestureOverlayView
android:id="@+id/gesture"
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="fill_parent"
>
</android.gesture.GestureOverlayView>
</LinearLayout>
很简单，添加一个android.gesture.GestureOverlayView的布局组件；
2). 加载布局文件和实现手势绘制的Actitivty代码如下：
package com.stevenhu.hu.dgt;
import android.app.Activity;
import android.gesture.Gesture;
import android.gesture.GestureOverlayView;
import android.gesture.GestureOverlayView.OnGesturePerformedListener;
import android.gesture.GestureOverlayView.OnGesturingListener;
import android.os.Bundle;
import android.widget.Toast;
public class DrawGestureTest extends Activity implements OnGesturePerformedListener, OnGesturingListener
{
private GestureOverlayView mDrawGestureView;
/** Called when the activity is first created. */
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState)
{
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
mDrawGestureView = (GestureOverlayView)findViewById(R.id.gesture);
//设置手势可多笔画绘制，默认情况为单笔画绘制
mDrawGestureView.setGestureStrokeType(GestureOverlayView.GESTURE_STROKE_TYPE_MULTIPLE);
//设置手势的颜色(蓝色)
mDrawGestureView.setGestureColor(gestureColor(R.color.gestureColor));
//设置还没未能形成手势绘制是的颜色(红色)
mDrawGestureView.setUncertainGestureColor(gestureColor(R.color.ungestureColor));
//设置手势的粗细
mDrawGestureView.setGestureStrokeWidth(4);
/*手势绘制完成后淡出屏幕的时间间隔，即绘制完手指离开屏幕后相隔多长时间手势从屏幕上消失；
* 可以理解为手势绘制完成手指离开屏幕后到调用onGesturePerformed的时间间隔
* 默认值为420毫秒，这里设置为2秒
*/
mDrawGestureView.setFadeOffset(2000);
//绑定监听器
mDrawGestureView.addOnGesturePerformedListener(this);
mDrawGestureView.addOnGesturingListener(this);
}
//手势绘制完成时调用
@Override
public void onGesturePerformed(GestureOverlayView overlay, Gesture gesture)
{
// TODO Auto-generated method stub
showMessage("手势绘制完成");
}
private int gestureColor(int resId)
{
return getResources().getColor(resId);
}
private void showMessage(String s)
{
Toast.makeText(this, s, Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
//结束正在绘制手势时调用(手势绘制完成时一般是先调用它在调用onGesturePerformed)
@Override
public void onGesturingEnded(GestureOverlayView overlay)
{
// TODO Auto-generated method stub
showMessage("结束正在绘制手势");
}
//正在绘制手势时调用
@Override
public void onGesturingStarted(GestureOverlayView overlay)
{
// TODO Auto-generated method stub
showMessage("正在绘制手势");
}
@Override
protected void onDestroy()
{
// TODO Auto-generated method stub
super.onDestroy();
//移除绑定的监听器
mDrawGestureView.removeOnGesturePerformedListener(this);
mDrawGestureView.removeOnGesturingListener(this);
}
}
示例代码下载链接地址：
通过上面的Demo可知，要想实现绘制和监听操作手势，GestureOverlayView是必不可少的，GestureOverlayView为何方神圣
，它是如何实现手势的绘制和监听操作的，接下来将对它进行浅析。
其实手势的绘制原理和前篇<<Android中Path类的lineTo方法和quadTo方法画线的区别>>中绘制轨迹线的原理差不多，只不过在GestureOverlayView中的处理相对比较复杂；
GestureOverlayView继承FrameLayout，所以它也是ViewGroup类型(继承View)，GestureOverlayView重写View的dispatchTouchEvent方法。所以，我们手指在屏幕上触摸滑动时，会调用GestureOverlayView的dispatchTouchEvent方法；代码如下：
public class GestureOverlayView extends FrameLayout {
...
@Override
public boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent event) {
if (isEnabled()) {
final boolean cancelDispatch = (mIsGesturing || (mCurrentGesture != null &&
mCurrentGesture.getStrokesCount() > 0 && mPreviousWasGesturing)) &&
mInterceptEvents;
processEvent(event);
if (cancelDispatch) {
event.setAction(MotionEvent.ACTION_CANCEL);
}
super.dispatchTouchEvent(event);
return true;
}
return super.dispatchTouchEvent(event);
}
...
}
isEnabled()得到当前视图的enable状态，若当前视图的enable状态为true，则继续执行processEvent(event)，传入参数为对应的滑动事件。
----> 我们接着继续跟踪processEvent方法，代码如下:
...
private boolean processEvent(MotionEvent event) {
switch (event.getAction()) {
case MotionEvent.ACTION_DOWN:
touchDown(event);
invalidate();
return true;
case MotionEvent.ACTION_MOVE:
if (mIsListeningForGestures) {
Rect rect = touchMove(event);
if (rect != null) {
invalidate(rect);
}
return true;
}
break;
case MotionEvent.ACTION_UP:
if (mIsListeningForGestures) {
touchUp(event, false);
invalidate();
return true;
}
break;
case MotionEvent.ACTION_CANCEL:
if (mIsListeningForGestures) {
touchUp(event, true);
invalidate();
return true;
}
}
return false;
}
...
在processEvent方法中会根据用户手指对屏幕操作的MotionEvent进行处理：
touchDown(MotionEvent event)方法;
touchMove(MotionEvent event)方法;
touchUp(MotionEvent event, boolean cancel)方法；mIsListeningForGestures在执行touchUp时赋值为false；
touchUp(MotionEvent event, boolean cancel)方法； 接下来逐步分析以上分发处理MotionEvent事件的各个函数的实现：
---->touchDown(MotionEvent event)，当用户手指点下屏幕时调用该方法，码如下：
...
private void touchDown(MotionEvent event) {
mIsListeningForGestures = true;
float x = event.getX();
float y = event.getY();
mX = x;
mY = y;
mTotalLength = 0;
mIsGesturing = false;
if (mGestureStrokeType == GESTURE_STROKE_TYPE_SINGLE || mResetGesture) {
if (mHandleGestureActions) setCurrentColor(mUncertainGestureColor);
mResetGesture = false;
mCurrentGesture = null;
mPath.rewind();
} else if (mCurrentGesture == null || mCurrentGesture.getStrokesCount() == 0) {
if (mHandleGestureActions) setCurrentColor(mUncertainGestureColor);
}
// if there is fading out going on, stop it.
//如果手势已正在淡出,则停止它
if (mFadingHasStarted) {
cancelClearAnimation();
} else if (mIsFadingOut) {
setPaintAlpha(255);
mIsFadingOut = false;
mFadingHasStarted = false;
removeCallbacks(mFadingOut);
}
if (mCurrentGesture == null) {
mCurrentGesture = new Gesture();
}
mStrokeBuffer.add(new GesturePoint(x, y, event.getEventTime()));
mPath.moveTo(x, y);
//mInvalidateExtraBorder值由设置手势画笔粗细值决定
final int border = mInvalidateExtraBorder;
mInvalidRect.set((int) x - border, (int) y - border, (int) x + border, (int) y + border);
mCurveEndX = x;
mCurveEndY = y;
// pass the event to handlers
final ArrayList<OnGestureListener> listeners = mOnGestureListeners;
final int count = listeners.size();
for (int i = 0; i < count; i++) {
listeners.get(i).onGestureStarted(this, event);
}
}
...
在touchDown中，实现处理当用户手指在点下屏幕时的一些操作，这些操作包括：
1). 获取用户手指点下屏幕时所在的坐标值x,y，同时将它们分别赋值给全局变量mX,mY；mTotalLength变量代表绘制手势的总长度，在调用touchDown时，手势还没绘制，所以mTotalLength为0；mIsGesturing描述是否正在绘制手势，为false表示不是正在绘制手势； 2). 根据一些条件判断，设置画笔颜色，处理手势画笔的相关状态，以及创建Gesture对象等。
3). 将1)得到的x,y坐标值和event.getEventTime()的值作为GesturePoint构造函数的实参创建GesturePoint对象，并将该对象添加进mStrokeBuffer数组集合。
4). 将1)得到的x,y坐标值作为mPath画笔路径的初始点。
5). 遍历存放OnGestureListener的集合listeners，调用实现OnGestureListener接口的onGestureStarted()方法；
---->touchMove(MotionEvent event)，当用户手指在屏幕上滑动时调用该方法，码如下：
...
private Rect touchMove(MotionEvent event) {
//更新区域
Rect areaToRefresh = null;
final float x = event.getX();
final float y = event.getY();
final float previousX = mX;
final float previousY = mY;
final float dx = Math.abs(x - previousX);
final float dy = Math.abs(y - previousY);
//手势在屏幕滑动的两点之间的距离大于GestureStroke.TOUCH_TOLERANCE的值，则显示手势的绘制
if (dx >= GestureStroke.TOUCH_TOLERANCE || dy >= GestureStroke.TOUCH_TOLERANCE) {
areaToRefresh = mInvalidRect;
// start with the curve end
final int border = mInvalidateExtraBorder;
areaToRefresh.set((int) mCurveEndX - border, (int) mCurveEndY - border,
(int) mCurveEndX + border, (int) mCurveEndY + border);
//设置贝塞尔曲线的操作点为起点和终点的一半
float cX = mCurveEndX = (x + previousX) / 2;
float cY = mCurveEndY = (y + previousY) / 2;
//二次贝塞尔，实现平滑曲线；previousX, previousY为操作点，cX, cY为终点
mPath.quadTo(previousX, previousY, cX, cY);
// union with the control point of the new curve
/*areaToRefresh矩形扩大了border(宽和高扩大了两倍border)，
* border值由设置手势画笔粗细值决定
*/
areaToRefresh.union((int) previousX - border, (int) previousY - border,
(int) previousX + border, (int) previousY + border);
// union with the end point of the new curve
areaToRefresh.union((int) cX - border, (int) cY - border,
(int) cX + border, (int) cY + border);
//第二次执行时，第一次结束调用的坐标值将作为第二次调用的初始坐标值
mX = x;
mY = y;
mStrokeBuffer.add(new GesturePoint(x, y, event.getEventTime()));
//当调用addOnGesturePerformedListener添加手势完成调用的监听器时，mHandleGestureActions为true;
if (mHandleGestureActions && !mIsGesturing) {
mTotalLength += (float) Math.sqrt(dx * dx + dy * dy);
if (mTotalLength > mGestureStrokeLengthThreshold) {
final OrientedBoundingBox box =
GestureUtils.computeOrientedBoundingBox(mStrokeBuffer);
float angle = Math.abs(box.orientation);
if (angle > 90) {
angle = 180 - angle;
}
/*这个条件成立时，说明所手势绘制已经在进行
*/
if (box.squareness > mGestureStrokeSquarenessTreshold ||
(mOrientation == ORIENTATION_VERTICAL ?
angle < mGestureStrokeAngleThreshold :
angle > mGestureStrokeAngleThreshold)) {
mIsGesturing = true;
//手势尚未形成的显示颜色
setCurrentColor(mCertainGestureColor);
final ArrayList<OnGesturingListener> listeners = mOnGesturingListeners;
int count = listeners.size();
for (int i = 0; i < count; i++) {
listeners.get(i).onGesturingStarted(this);
}
}
}
}
// pass the event to handlers
final ArrayList<OnGestureListener> listeners = mOnGestureListeners;
final int count = listeners.size();
for (int i = 0; i < count; i++) {
listeners.get(i).onGesture(this, event);
}
}
return areaToRefresh;
}
...touchMove方法中主要有以下功能的实现： 1). touchMove方法返回值类型为Rect(定义一个矩形区域)，若返回值不会空，则调用invalidate(Rectrect)刷新；
2). 得到当前的手指滑动所在屏幕位置的x,y坐标值，将x,y值与调用touchDown()时得到的x,y值相减后取绝对值，得到偏移量dx,dy；
3). dx或dy大于指定的GestureStroke.TOUCH_TOLERANCE时(默认值为3)，执行画笔绘制手势的实现流程代码。
4). mPath画笔路径调用quadTo()方法执行贝塞尔曲线计算，实现得到平滑曲线。
5). areaToRefresh矩形区域负责根据手势绘制控制点和结束点的位置不断更新，画出手势画笔轨迹(每次调用touchMove()时，areaToRefresh逐点更新从而汇成一定轨迹的几何图形，即手势的雏形)。
6). 将第二步得到x,y坐标值和event.getEventTime()的值作为GesturePoint构造函数的实参创建GesturePoint对象，并将该对象添加进mStrokeBuffer数组集合。(保存用户在屏幕上绘制形成手势的相关信息)
7). 当调用GestureOverlayView的addOnGesturePerformedListener方法添加监听器OnGesturePerformedListener时，mHandleGestureActions为true，这时候会执行计算移动所得的这些点集的最小边界框，然后根据这个最小边界框进行一些条件判断，进而设置mIsGesturering为true,以及设置手势尚未形成绘制手势的显示颜色。
8). touchMove()的最后，遍历存放OnGestureListener接口的集合listeners，调用实现OnGestureListener接口的onGesture方法。
---->touchUp(MotionEvent event, boolean cancel)，当用户手指离开屏幕或MotionEvent 事件取消时调用该方法，码如下：
...
private void touchUp(MotionEvent event, boolean cancel) {
mIsListeningForGestures = false;
// A gesture wasn't started or was cancelled
if (mCurrentGesture != null) {
// add the stroke to the current gesture
/*将之前调用touchDonw和touchMove收集得到GesturePoint的组成的数组集合mStrokeBuffer，
* 做为GestureStroke构造函数的实参创建GestureStroke对象，
* 然后将GestureStroke对象通过调用addStroke方法添加到mCurrentGesture中
*/
mCurrentGesture.addStroke(new GestureStroke(mStrokeBuffer));
if (!cancel) {
// pass the event to handlers
final ArrayList<OnGestureListener> listeners = mOnGestureListeners;
int count = listeners.size();
for (int i = 0; i < count; i++) {
listeners.get(i).onGestureEnded(this, event);
}
/*当调用addOnGesturePerformedListener方法时，mHandleGestureActions为true;
* mFadeEnabled默认值为true，可通过setFadeEnabled函数设值
*/
clear(mHandleGestureActions && mFadeEnabled, mHandleGestureActions && mIsGesturing,
false);
} else {
cancelGesture(event);
}
} else {
cancelGesture(event);
}
mStrokeBuffer.clear();
mPreviousWasGesturing = mIsGesturing;
mIsGesturing = false;
final ArrayList<OnGesturingListener> listeners = mOnGesturingListeners;
int count = listeners.size();
for (int i = 0; i < count; i++) {
listeners.get(i).onGesturingEnded(this);
}
}
...
touchUp方法中主要有以下功能的实现：
1). 首先将mIsListeningForGesture赋值为false；
2). 判断当前是否存在mCurrentGesture(Gesture类型)，该变量在执行touchDown方法时创建Gesture对象赋值的，也可以通过调用setGesture方法赋值；(mCurrentGesture描述的就是当前用户绘制形成的整个手势)
3). 若mCurrentGesture不为空，则将之前调用touchDonw和touchMove收集得到的GesturePoint组成的数组集合mStrokeBuffer做为GestureStroke构造函数的实参，创建GestureStroke对象。然后将GestureStroke对象通过调用addStroke方法添加到mCurrentGesture中；
4). 若touchUp方法的第二个参数为false(即执行ACTION_UP事件时)，则遍历存放OnGestureListener的集合，调用实现该接口的onGestureEnded()方法。接着调用clear方法，实现将当前绘制形成的手势清除(即手势淡出屏幕；手指离开屏幕时到手势淡出屏幕，这期间是有时间间隔的，且这个时间间隔也是可以设置)；
5). 若touchUp()方法的第二个参数为true(即执行ACTION_CANCEL事件时)，调用cancelGesture()方法。在该方法中：首先遍历存放OnGestureListener的集合，调用实现该接口的onGestureCancelled()方法，接着调用clear()方法实现回收mCurrentGesture对象、清除画笔等淡出屏幕处理；
---->上面4)中，当touchUp方法的cancel参数为false时，通过调用clear(boolean animated, boolean fireActionPerformed, boolean immediate)处理手势淡出屏幕，我们来看看这个方法的实现，代码如下：
...
private void clear(boolean animated, boolean fireActionPerformed, boolean immediate) {
setPaintAlpha(255);
removeCallbacks(mFadingOut);
mResetGesture = false;
mFadingOut.fireActionPerformed = fireActionPerformed;
mFadingOut.resetMultipleStrokes = false;
if (animated && mCurrentGesture != null) { //调用addOnGesturePerformedListener时animated为true
mFadingAlpha = 1.0f;
mIsFadingOut = true;
mFadingHasStarted = false;
/*mFadeOffset定义手势淡出屏幕的时间间隔，
* 默认值420，可通过setFadeOffset函数设置
*/
mFadingStart = AnimationUtils.currentAnimationTimeMillis() + mFadeOffset;
postDelayed(mFadingOut, mFadeOffset);
} else {
mFadingAlpha = 1.0f;
mIsFadingOut = false;
mFadingHasStarted = false;
if (immediate) {
mCurrentGesture = null;
mPath.rewind();
invalidate();
} else if (fireActionPerformed) {
postDelayed(mFadingOut, mFadeOffset);
} else if (mGestureStrokeType == GESTURE_STROKE_TYPE_MULTIPLE) {
mFadingOut.resetMultipleStrokes = true;
postDelayed(mFadingOut, mFadeOffset);
} else {
mCurrentGesture = null;
mPath.rewind();
invalidate();
}
}
}
...通过上面的代码，我们知道，在clear函数中，会通过传入的实参来决定如何去进一步处理手势的淡出，有两种处理方式：
1. 调用mPath.rewind()，将绘制手势的重置清除，然后调用invalidate()；
mFadeOffset就是决定手势淡出屏幕的时间间隔；
mFadingOut是FadeOutRunnable对象，FadeOutRunnable继承Runnable类，该类的实现代码如下：
...
/*处理手势淡出；
* 手势淡出的条件：
* 1.前面一次画完手势，且画完的同时没有调用onGesturePerformed，
* 则当用户再次画手势时，前面画出的保留在屏幕上的手势将淡出；
* 2.当画完手势，且添加OnGesturePerformedListener监听器时，
* 在完成手势，调用onGesturePerformed时，将手势轨迹画笔淡出
*/
private class FadeOutRunnable implements Runnable {
//调用addOnGesturePerformedListener时为true;
boolean fireActionPerformed;
//手势设置为多笔画绘制时为true；
boolean resetMultipleStrokes;
public void run() {
if (mIsFadingOut) { //fireActionPerformed为true且mCurrentGesture不为空是成立
final long now = AnimationUtils.currentAnimationTimeMillis();
final long duration = now - mFadingStart;
//mFadeDuration默认值为150
if (duration > mFadeDuration) {
if (fireActionPerformed) {
//调用onGesturePerformed方法
fireOnGesturePerformed();
}
mPreviousWasGesturing = false;
mIsFadingOut = false;
mFadingHasStarted = false;
mPath.rewind();
mCurrentGesture = null;
setPaintAlpha(255);
} else {
mFadingHasStarted = true;
float interpolatedTime = Math.max(0.0f,
Math.min(1.0f, duration / (float) mFadeDuration));
mFadingAlpha = 1.0f - mInterpolator.getInterpolation(interpolatedTime);
setPaintAlpha((int) (255 * mFadingAlpha));
//FADE_ANIMATION_RATE默认值为16
postDelayed(this, FADE_ANIMATION_RATE);
}
} else if (resetMultipleStrokes) { //fireActionPerformed为false且手势为多笔画绘制时成立
mResetGesture = true;
} else {
//调用实现监听器OnGesturePerformedListener的onGesturePerformed方法
fireOnGesturePerformed();
mFadingHasStarted = false;
mPath.rewind();
mCurrentGesture = null;
mPreviousWasGesturing = false;
setPaintAlpha(255);
}
invalidate();
}
}
...
fireOnGesturePerformed方法，该方法实现遍历存放OnGesturePerformedListener的集合actionListeners，进而调用实现OnGesturePerformedListener接口的函数onGesturePerformed，代码如下：
...
private void fireOnGesturePerformed() {
final ArrayList<OnGesturePerformedListener> actionListeners = mOnGesturePerformedListeners;
final int count = actionListeners.size();
for (int i = 0; i < count; i++) {
actionListeners.get(i).onGesturePerformed(GestureOverlayView.this, mCurrentGesture);
}
}
...最后，有一点值得注意，当我们手指在触摸屏上滑动时，在processEvent方法中，每次执行完touchDown、touchMove方法后都会调用invalidate()、invalidate(rect)进行不断的刷新，那么这时候就调用draw方法将用户在触摸屏上绘制的手势轨迹显示出来，代码如下：
...
@Override
public void draw(Canvas canvas) {
super.draw(canvas);
if (mCurrentGesture != null && mGestureVisible) {
canvas.drawPath(mPath, mGesturePaint);
}
}
...至此，关于实现手势绘制的视图平台类GestureOverlayView的浅析就结束了！
