移动开发之手势与双指缩放

当年乔布斯的iphone第一次支持多点触控时，确实惊艳了世人，而现在大部分手机都支持多点触控，这就有了手势这个概念，通过多点触控，形成不同的手势，开发者根据不同手势，提供不同功能，比如双指缩放，是很常见的。

ios的多点触摸

ios的Safari浏览器是第一个支持多点触摸的浏览器，并提供触摸API供开发者使用，到后来Android 3也开始支持多点触摸，各大浏览器也借鉴Safari提出了触摸API，除了个别硬件支持属性外，大致相同，这是值得庆幸的。

IE10的多点触摸

虽然现在市场上WP手机越来越少，但是为了更完整的学习理解手势知识，我们也需要进行学习。IE10支持多点触摸，但是其多点触摸与ios和android不同，ios和android浏览器为多点触摸提供一个包含touches数组的事件，包含所有多点触摸对象，而IE10为多点触摸的每一个触摸点创建一个单独的触摸事件。

渐进增强与手势

我们知道手势很方便，用户也很喜欢手势，但是我们也要明白手势并不总是能使用，有些设备或浏览器还是不支持的，所以我们最合适的是基于普通点击和触摸事件交互的页面，将手势作为增强的交互，这就是通常所说的渐进增强思想。

触摸事件

既然是要渐进增强，那就必须从基础点击和触摸事件说起，点击事件就不再多说，关于触摸事件，之前也有一篇文章介绍过移动开发之轻触与单击事件，关于触摸四种基础事件和事件对象，可以查看该文章，这里就不重复了，这里要对触摸事件的处理进行说明。

浏览器兼容

通常我们在触摸和手势事件处理函数内会添加CSS3动画处理，这个时候需要进行浏览器兼容处理。

    var TRANSITION = 'transition';
    var TRANSITION_END = 'transitionend';
    var TRANSFORM = 'transform';
    var TRANSFORM_PROPERTY = 'transform';
    var TRANSITION_PROPERTY = 'transition';

    if (typeof document.body.style.webkitTransform !== undefined) {
        TRANSFORM = 'webkitTransform';
        TRANSITION = 'webkitTransition';
        TRANSITION_END = 'webkitTransitionEnd';
        TRANSFORM_PROPERTY = '-webkit-transform';
        TRANSITION_PROPERTY = '-webkit-transition';
    }

双指缩放

在移动端手势事件中，双指缩放的需求还是很常见的，本节详细阐述，现在大多数移动设备都支持原生的双指缩放，但是这样可能影响页面布局，而且为了更多可控性，很多时候还是会选择自行实现缩放手势功能。

缩放中心

在原生缩放动画，缩放中心通常是图像中心，可以拿起移动设备尝试一番，而在现实需求中，我们通常希望缩放以手势屏幕的两个接触点中心为中心，即缩放中心为接触点中心。

变换原点

在CSS3动画中，如，transform动画旋转，缩放等动画，有一个transform-origin属性：

The transform-origin property lets you modify the origin for transformations of an element.
transform-origin属性使得我们可以修改一个元素变换动画的原点。

当我们使用CSS3变换动画进行缩放时，由于变换动画的变换原点和缩放中心（即接触点中心）相互独立，为了不影响缩放中心相对于元素的位置，元素变换缩放时，也应该对缩放中心坐标进行缩放移动，即除了变换缩放元素，还应该对该元素进行额外坐标偏移。

位移偏量

我们希望缩放以接触点中心为中心，元素向四周缩放，假设变换原点为元素左上角，即transform-origin: 0 0;，此时元素变换缩放位移均为正值，仅向右下方向缩放，所以缩放中心（其实也就是该元素）应对应向相反方向（左上方向）偏移，值为缩放坐标值 * (1 - 缩放比例)。

如上图，原始元素A盒，以接触点M，N两点的中心点L(x, y)为缩放中心点，向四周缩放，其位置应该如图中C盒，由于L(x, y)点的位置是不可控的（用户行为），我们设置元素变换原点transform-origin: 0 0;，此时其缩放后位置如B盒，然而我们依然希望达到缩放后形成C盒的位移效果，则我们需要将元素向左上方向位移，假设缩放比例为k, 则元素位移值计算过程如下：

• 1.计算元素A的位移，其实等效于缩放点的位移，也就是计算坐标系缩放后进行的位移；
• 2.L(x, y)点，在缩放前坐标系中坐标为(x, y)，则缩放k倍后，其在缩放后坐标系中坐标为(kx, ky);
• 3.计算两点位移距离：
  • 水平位移： x – kx;
  • 垂直位移：y – ky;
• 4.得到元素在水平和垂直方向需要偏移的距离。

缩放的实现

禁止原生缩放

要使用自行实现的缩放手势，我们需要首先禁止元素缩放手势，使用user-scalable=no:

缩放与滚动

我们自行实现的缩放事件需要使用touchmove事件，而touchmove事件会触发设备的滚动事件，所以要么阻止滚动，要么不让屏幕出现滚动条。

• 阻止滚动

      document.addEventListener('touchmove', function(event){
          event.preventDefault();
      })
  

• 阻止滚动条

      html, body {
          height: 100%;
      }
  

计算缩放中心

缩放动画以接触点为中心，当我们使用双指手势实现缩放时，这个接触点中心就是两个接触点的中心点：

    function getOrigin(first, second) {
        return {
            x: (first.x + second.x) / 2,
            y: (first.y + second.y) / 2
        };
    }
    getOrigin({
        x: event.touches[0].pageX, 
        y: event.touches[0].pageY
    }, {
        x: event.touches[1].pageX, 
        y: event.touches[1].pageY
    });

计算缩放比例

缩放比例如何确定呢，起始触摸两指间距离除以缩放时两指间距离，即缩放比例:

    function getDistance(start, stop) {
        return Math.sqrt(Math.pow((stop.x - start.x), 2) + Math.pow((stop.y - start.y), 2));
    }

    function getScale(start, stop) {
        return getDistance(start[0], start[1]) / getDistance(stop[0], stop[1]);
    }

处理触摸事件

要实现缩放功能除了计算相关缩放中心和缩放比例，另外还需要处理触摸事件：

    var distance = {};
    var origin;
    var scale = 1;
    function handleTouch(e) {
        switch(e.type) {
            case 'touchstart':
                if (e.touches.length > 1) {
                    distance.start = getDistance({
                        x: e.touches[0].screenX, 
                        y: e.touches[0].screenY  
                    }, {
                        x: e.touches[1].screenX, 
                        y: e.touches[1].screenY
                    });
                }
                break;
            case 'touchmove':
                if (e.touches.length === 2) {
                    origin = getOrigin({
                        x: event.touches[0].pageX, 
                        y: event.touches[0].pageY
                    }, {
                        x: event.touches[1].pageX, 
                        y: event.touches[1].pageY
                    });
                    distance.stop = getDistance({
                        x: e.touches[0].screenX, 
                        y: e.touches[0].screenY  
                    }, {
                        x: e.touches[1].screenX, 
                        y: e.touches[1].screenY
                    });
                    scale = distance.stop / distance.start;
                    setScaleAnimation(scale, true);
                }
                break;
            case 'touchend':
                scale = 1;
                setScaleAnimation(scale);
                break;
            case 'touchcancel':
                scale = 1;
                setScaleAnimation(scale);
                break;
            default:;
        }
    }

使用变换

接下来就是使用CSS3动画缩放图片了，代码如下：

    function setScaleAnimation(scale, animation) {
        var transition_animation = '';
        var x, y;
        if (animation) {
            transition_animation = 'none';
        } else {
            transition_animation = TRANSFORM_PROPERTY + ' 0.3s ease-out';
        }
        element.style[TRANSITION] = transition_animation;
        // 计算位移偏量
        x = origin.x + (-origin.x) * scale;// 缩放中心偏移量
        y = origin.y + (-origin.y) * scale;

        // 缩放和位移
        element.style[TRANSFORM] = 'matrix(' + scale + ', 0, 0, ' + scale + ', ' + x + ', ' + y +  ')';
    }

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本文关于移动开发手势及实现双指缩放介绍到此完结，实现的实例比较粗糙，但原理基本阐述清楚，感兴趣可以自己动手实现，优化；本文很久以前就开篇了，但直到今天才终于完笔，若有不足，也欢迎指正。