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 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：
多点触控相关的方法：
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。
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：
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 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：
- 从 0 开始，自动增长。
- 如果之前落下的手指抬起，后面手指的 Index 会随之减小。
- 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)。
- 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 中讲解 getAction() 与 getActionMasked() 也简单说过。
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：
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。
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。
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
这两个数值使用以下两个方法相互转换。
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。
4.3 遍历多点触控
先来一个简单的，遍历出多个手指的 move 事件：
String TAG = "Gcs";
switch (event.getActionMasked()) {
case MotionEvent.ACTION_MOVE:
for (int i = 0; i < event.getPointerCount(); i++) {
Log.i("TAG", "pointerIndex="+i+", pointerId="+event.getPointerId(i));
// TODO
}
}
通过遍历 pointerCount 获取到所有的 pointerIndex，同时通过 pointerIndex 来获取 pointerId，可以通过不同手指抬起和按下后移动来观察 pointerIndex 和 pointerId 的变化。
4.4 在多点触控中追踪单个手指
要实现追踪单个手指还是有些麻烦的，需要同时使用上 actionIndex， pointerId 和 pointerIndex，例如，我们只追踪第2个手指，并画出其位置：
/**
* 绘制出第二个手指第位置
*/
public class MultiTouchTest extends CustomView {
String TAG = "Gcs";
// 用于判断第2个手指是否存在
boolean haveSecondPoint = false;
// 记录第2个手指第位置
PointF point = new PointF(0, 0);
public MultiTouchTest(Context context) {
this(context, null);
}
public MultiTouchTest(Context context, AttributeSet attrs) {
super(context, attrs);
mDeafultPaint.setAntiAlias(true);
mDeafultPaint.setTextAlign(Paint.Align.CENTER);
mDeafultPaint.setTextSize(30);
}
@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
int index = event.getActionIndex();
switch (event.getActionMasked()) {
case MotionEvent.ACTION_POINTER_DOWN:
// 判断是否是第2个手指按下
if (event.getPointerId(index) == 1){
haveSecondPoint = true;
point.set(event.getY(), event.getX());
}
break;
case MotionEvent.ACTION_POINTER_UP:
// 判断抬起的手指是否是第2个
if (event.getPointerId(index) == 1){
haveSecondPoint = false;
point.set(0, 0);
}
break;
case MotionEvent.ACTION_MOVE:
if (haveSecondPoint) {
// 通过 pointerId 来获取 pointerIndex
int pointerIndex = event.findPointerIndex(1);
// 通过 pointerIndex 来取出对应的坐标
point.set(event.getX(pointerIndex), event.getY(pointerIndex));
}
break;
}
invalidate(); // 刷新
return true;
}
@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
canvas.save();
canvas.translate(mViewWidth/2, mViewHeight/2);
canvas.drawText("追踪第2个按下手指的位置", 0, 0, mDeafultPaint);
canvas.restore();
// 如果屏幕上有第2个手指则绘制出来其位置
if (haveSecondPoint) {
canvas.drawCircle(point.x, point.y, 50, mDeafultPaint);
}
}
}
这段代码也非常短，其核心就是通过判断数值为 1 的 pointerId 是否存在，如果存在就在 move 的时候取出其坐标，并绘制出来。
虽然逻辑简单，但个人感觉写起来还是有些麻烦，如果有更简单的方案欢迎告诉我。
二、如何使用多点触控
多点触控应用还是比较广泛的，至少目前大部分的图片查看都需要用到多点触控技术(用于拖动和缩放图片)。
但是在某些看似不需要多触控的地方也需要对多点触控进行判断，只要是多点触控可能引起错误的地方都应该加上多点触控的判断。例如使用到 move 事件的时候，由于 move 事件可能由多个手指同时触发，所以可能会出现同时被多个手指控制的情况，如果不适当的处理，这个 move 就可能由任何一个手指触发。
举一个简单的例子：
如果我们需要一个可以用单指拖动的图片。假如我们不进行多指触控的判断，像下面这样：
没有针对多指触控处理版本：
/**
* 一个可以拖图片动的 View
*/
public class DragView1 extends CustomView {
String TAG = "Gcs";
Bitmap mBitmap; // 图片
RectF mBitmapRectF; // 图片所在区域
Matrix mBitmapMatrix; // 控制图片的 matrix
boolean canDrag = false;
PointF lastPoint = new PointF(0, 0);
public DragView1(Context context) {
this(context, null);
}
public DragView1(Context context, AttributeSet attrs) {
super(context, attrs);
// 调整图片大小
BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
options.outWidth = 960/2;
options.outHeight = 800/2;
mBitmap = BitmapFactory.decodeResource(this.getResources(), R.drawable.drag_test, options);
mBitmapRectF = new RectF(0,0,mBitmap.getWidth(), mBitmap.getHeight());
mBitmapMatrix = new Matrix();
}
@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
switch (event.getActionMasked()) {
case MotionEvent.ACTION_DOWN:
// 判断按下位置是否包含在图片区域内
if (mBitmapRectF.contains((int)event.getX(), (int)event.getY())){
canDrag = true;
lastPoint.set(event.getX(), event.getY());
}
break;
case MotionEvent.ACTION_UP:
canDrag = false;
case MotionEvent.ACTION_MOVE:
if (canDrag) {
// 移动图片
mBitmapMatrix.postTranslate(event.getX() - lastPoint.x, event.getY() - lastPoint.y);
// 更新上一次点位置
lastPoint.set(event.getX(), event.getY());
// 更新图片区域
mBitmapRectF = new RectF(0, 0, mBitmap.getWidth(), mBitmap.getHeight());
mBitmapMatrix.mapRect(mBitmapRectF);
invalidate();
}
break;
}
return true;
}
@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
canvas.drawBitmap(mBitmap, mBitmapMatrix, mDeafultPaint);
}
}
这个版本非常简单，当然了，如果正常使用(只使用一个手指)的话也不会出问题，但是当使用多个手指，且有抬起和按下的时候就可能出问题，下面用一个典型的场景演示一下：
注意在第二个手指按下，第一个手指抬起时，此时原本的第二个手指会被识别为第一个，所以图片会直接跳动到第二个手指位置。
为了不出现这种情况，我们可以判断一下 pointId 并且只获取第一个手指的数据，这样就能避免这种情况发生了，如下。
针对多指触控处理后版本：
/**
* 一个可以拖图片动的 View
*/
public class DragView extends CustomView {
String TAG = "Gcs";
Bitmap mBitmap; // 图片
RectF mBitmapRectF; // 图片所在区域
Matrix mBitmapMatrix; // 控制图片的 matrix
boolean canDrag = false;
PointF lastPoint = new PointF(0, 0);
public DragView(Context context) {
this(context, null);
}
public DragView(Context context, AttributeSet attrs) {
super(context, attrs);
BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
options.outWidth = 960/2;
options.outHeight = 800/2;
mBitmap = BitmapFactory.decodeResource(this.getResources(), R.drawable.drag_test, options);
mBitmapRectF = new RectF(0,0,mBitmap.getWidth(), mBitmap.getHeight());
mBitmapMatrix = new Matrix();
}
@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
switch (event.getActionMasked()) {
case MotionEvent.ACTION_DOWN:
case MotionEvent.ACTION_POINTER_DOWN:
// ▼ 判断是否是第一个手指 && 是否包含在图片区域内
if (event.getPointerId(event.getActionIndex()) == 0 && mBitmapRectF.contains((int)event.getX(), (int)event.getY())){
canDrag = true;
lastPoint.set(event.getX(), event.getY());
}
break;
case MotionEvent.ACTION_UP:
case MotionEvent.ACTION_POINTER_UP:
// ▼ 判断是否是第一个手指
if (event.getPointerId(event.getActionIndex()) == 0){
canDrag = false;
}
break;
case MotionEvent.ACTION_MOVE:
// 如果存在第一个手指，且这个手指的落点在图片区域内
if (canDrag) {
// ▼ 注意 getX 和 getY
int index = event.findPointerIndex(0);
// Log.i(TAG, "index="+index);
mBitmapMatrix.postTranslate(event.getX(index)-lastPoint.x, event.getY(index)-lastPoint.y);
lastPoint.set(event.getX(index), event.getY(index));
mBitmapRectF = new RectF(0,0,mBitmap.getWidth(), mBitmap.getHeight());
mBitmapMatrix.mapRect(mBitmapRectF);
invalidate();
}
break;
}
return true;
}
@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
canvas.drawBitmap(mBitmap, mBitmapMatrix, mDeafultPaint);
}
}
可以看到，比起上一个版本，只添加了少量代码，就变得更加“智能”了，可以准确识别某一个手指，不会因为手指抬起而认错手指。
重点注意最后，第一个手指抬起之后，图片并没有跳跃到第二个手指的位置。
上面的两个对比示例都精简到了极致，其核心依旧是正确的追踪某一个手指，建议大家自己写一遍体会一下。
我感觉很多人看到这里依旧是不明所以的，一些简单的东西还好弄，但是复杂一些，如同时处理多个手指的数值就有些困难了，假如说你之前没有接触过多点触控的处理，此时让你实现用两个手指来缩放图片还是有些困难的。
因为这不仅要追踪两个手指的位置，还要根据位置变化来计算缩放比例和缩放中心，单单这两个非常简单的数学问题就能难倒一大批人。
当然了，很多麻烦问题都有简单的解决方案，假如说我们真的要实现一个可以用两个或者多个手指缩放的控件，何必要自己算呢，可以尝试一下 Android 自带的解决方案：手势检测(GestureDetector)，不仅能自动帮你计算好缩放比例和缩放中心，而且还可以检测出 单击、长按、滑屏 等不同的手势，不过这就不是本篇的事情了，以后有时间会写一下有关手势检测的用法(继续挖坑)。
三、总结
前段时间因为各种事情比较忙，这篇文章也没时间去写，所以就一直拖到了现在，期间收到不少读者催更，实在是抱歉了。今后在会尽量保证稳定更新的，争取尽快把自定义View系列这一个大坑填完。
关于多点触控，个人认为还算一个比较重要的知识点。尤其是随着 Android 的发展，很多炫酷的交互操作可能会需要用户进行拖拽操作。在进行这类操作的时候进行一下手指的判断还是相当重要的。
本文中需要注意的几个知识点：
如何兼容 2.0 版本的多点触控(目前大部分都不需要兼容 2.0 了吧)。
actionIndex、pointIndex 与 pointId 的区别和用法。
如何在多点触控中正确的追踪一个手指。
参考资料
MotionEvent