Android多點觸摸的實現

第一章摘要

在Linux內核支持的基礎上， Android 在其 2.0 源碼中加入多點觸摸功能。由此觸摸屏在 Android 的 frameworks 被完全分爲 2 種實現途徑：單點觸摸屏的單點方式，多點觸摸屏的單點和多點方式。

第二章軟件位

在Linux的 input.h中，多點觸摸功能依賴於以下幾個主要的軟件位：

………………………..

#define SYN_REPORT0

#define SYN_CONFIG1

#define SYN_MT_REPORT2

………………………...

#define ABS_MT_TOUCH_MAJOR0x30/* Major axis of touching ellipse */

#define ABS_MT_TOUCH_MINOR0x31/* Minor axis (omit if circular) */

#define ABS_MT_WIDTH_MAJOR0x32/* Major axis of approaching ellipse */

#define ABS_MT_WIDTH_MINOR0x33/* Minor axis (omit if circular) */

#define ABS_MT_ORIENTATION0x34/* Ellipse orientation */

#define ABS_MT_POSITION_X0x35/* Center X ellipse position */

#define ABS_MT_POSITION_Y0x36/* Center Y ellipse position */

#define ABS_MT_TOOL_TYPE0x37/* Type of touching device */

#define ABS_MT_BLOB_ID0x38/* Group a set of packets as a blob */

…………………………

在Android中對應的軟件位定義在 RawInputEvent.java 中 :

…………………..

public class RawInputEvent {

……………….

public static final int CLASS_TOUCHSCREEN_MT = 0x00000010;

………………..

public static final int ABS_MT_TOUCH_MAJOR = 0x30;

public static final int ABS_MT_TOUCH_MINOR = 0x31;

public static final int ABS_MT_WIDTH_MAJOR = 0x32;

public static final int ABS_MT_WIDTH_MINOR = 0x33;

public static final int ABS_MT_ORIENTATION = 0x34;

public static final int ABS_MT_POSITION_X = 0x35;

public static final int ABS_MT_POSITION_Y = 0x36;

public static final int ABS_MT_TOOL_TYPE = 0x37;

public static final int ABS_MT_BLOB_ID = 0x38;

………………….

public static final int SYN_REPORT = 0;

public static final int SYN_CONFIG = 1;

public static final int SYN_MT_REPORT = 2;

………………..

在Android中，多點觸摸的實現方法在具體的代碼實現中和單點是完全區分開的。在 Android 代碼的 EventHub.cpp 中，單點屏和多點屏由如下代碼段來判定：

int EventHub::open_device(const char *deviceName)

{

………………………

if (test_bit(ABS_MT_TOUCH_MAJOR, abs_bitmask)

&& test_bit(ABS_MT_POSITION_X, abs_bitmask)

&& test_bit(ABS_MT_POSITION_Y, abs_bitmask)) {

device->classes |= CLASS_TOUCHSCREEN | CLASS_TOUCHSCREEN_MT;

//LOGI("It is a multi-touch screen!");

}

//single-touch?

else if (test_bit(BTN_TOUCH, key_bitmask)

&& test_bit(ABS_X, abs_bitmask)

&& test_bit(ABS_Y, abs_bitmask)) {

device->classes |= CLASS_TOUCHSCREEN;

//LOGI("It is a single-touch screen!");

}

………………..

}

我們知道，在觸摸屏驅動中，通常在probe函數中會調用 input_set_abs_params給設備的input_dev結構體初始化，這些 input_dev 的參數會在 Android 的 EventHub.cpp 中被讀取。如上可知，如果我們的觸摸屏想被當成多點屏被處理，只需要在驅動中給input_dev 額外增加以下幾個參數即可：

input_set_abs_params(mcs_data.input, ABS_MT_POSITION_X, pdata->abs_x_min, pdata->abs_x_max, 0, 0);

input_set_abs_params(mcs_data.input, ABS_MT_POSITION_Y, pdata->abs_y_min, pdata->abs_y_max, 0, 0);

input_set_abs_params(mcs_data.input, ABS_MT_TOUCH_MAJOR, 0, 15, 0, 0);

//相當於單點屏的ABX_PRESSURE

input_set_abs_params(mcs_data.input, ABS_MT_WIDTH_MAJOR, 0, 15, 0, 0);

//相當於單點屏的ABS_TOOL_WIDTH

注：

爲了讓我們的驅動代碼支持所有的Android版本，無論是多點屏還是單點屏，一般都會保留單點屏的事件，如 ABS_TOUCH, ABS_PRESSURE, ABS_X, ABS_Y 等。另外，由於在Android2.0 前支持多點的 frameworks 大多是用 HAT0X,HAT0Y 來實現的，所以一般也會上報這 2 個事件。

第三章同步方式

由於多點觸摸技術需要採集到多個點，然後再一起處理這些點，所以在軟件實現中需要保證每一波點的準確性和完整性。因此，Linux內核提供了 input_mt_sync(struct input_dev * input) 函數。在每波的每個點上報後需要緊跟一句input_mt_sync(), 當這波所有點上報後再使用 input_sync()進行同步。例如一波要上報 3 個點：

/* 上報點1*/

……………..

input_mt_sync(input);

/* 上報點2*/

……………..

input_mt_sync(input);

/* 上報點3*/

……………..

input_mt_sync(input);

input_sync(input);

注：即使是僅上報一個點的單點事件，也需要一次input_my_sync。

在Android的 KeyInputQueue.java中，系統創建了一個線程，然後把所有的 Input 事件放入一個隊列：

public abstract class KeyInputQueue {

……………………

Thread mThread = new Thread("InputDeviceReader") {

public void run() {

android.os.Process.setThreadPriority(

android.os.Process.THREAD_PRIORITY_URGENT_DISPLAY);

try {

RawInputEvent ev = new RawInputEvent();

while (true) {

InputDevice di;

// block, doesn't release the monitor

readEvent(ev);

if (ev.type == RawInputEvent.EV_DEVICE_ADDED) {

synchronized (mFirst) {

di = newInputDevice(ev.deviceId);

mDevices.put(ev.deviceId, di);

configChanged = true;

}

} else if (ev.type == RawInputEvent.EV_DEVICE_REMOVED) {

synchronized (mFirst) {

Log.i(TAG, "Device removed: id=0x"

+ Integer.toHexString(ev.deviceId));

di = mDevices.get(ev.deviceId);

if (di != null) {

mDevices.delete(ev.deviceId);

configChanged = true;

} else {

Log.w(TAG, "Bad device id: " + ev.deviceId);

}

} else {

di = getInputDevice(ev.deviceId);

// first crack at it

send = preprocessEvent(di, ev);

if (ev.type == RawInputEvent.EV_KEY) {

di.mMetaKeysState = makeMetaState(ev.keycode,

ev.value != 0, di.mMetaKeysState);

mHaveGlobalMetaState = false;

}

if (di == null) {

continue;

}

if (configChanged) {

synchronized (mFirst) {

addLocked(di, SystemClock.uptimeMillis(), 0,

RawInputEvent.CLASS_CONFIGURATION_CHANGED,

null);

}

if (!send) {

continue;

}

synchronized (mFirst) {

……………………….

if (type == RawInputEvent.EV_KEY &&

(classes&RawInputEvent.CLASS_KEYBOARD) != 0 &&

(scancode < RawInputEvent.BTN_FIRST ||

scancode > RawInputEvent.BTN_LAST)) {

/* 鍵盤按鍵事件 */

…………………….

} else if (ev.type == RawInputEvent.EV_KEY) {

/* 下面是EV_KEY 事件分支，只支持單點的觸摸屏有按鍵事件，

* 而支持多點的觸摸屏沒有按鍵事件，只有絕對座標事件

if (ev.scancode == RawInputEvent.BTN_TOUCH &&

(classes&(RawInputEvent.CLASS_TOUCHSCREEN

|RawInputEvent.CLASS_TOUCHSCREEN_MT))

== RawInputEvent.CLASS_TOUCHSCREEN) {

/* 只支持單點的觸摸屏的按鍵事件 */

…………………………………

} else if (ev.scancode == RawInputEvent.BTN_MOUSE &&

(classes&RawInputEvent.CLASS_TRACKBALL) != 0) {

/* 鼠標和軌跡球 */

……………………….

} else if (ev.type == RawInputEvent.EV_ABS &&

(classes&RawInputEvent.CLASS_TOUCHSCREEN_MT) != 0) {

/* 下面纔是多點觸摸屏上報的事件 */

if (ev.scancode == RawInputEvent.ABS_MT_TOUCH_MAJOR) {

di.mAbs.changed = true;

di.mAbs.mNextData[di.mAbs.mAddingPointerOffset

+ MotionEvent.SAMPLE_PRESSURE] = ev.value;

} else if (ev.scancode == RawInputEvent.ABS_MT_POSITION_X) {

di.mAbs.changed = true;

di.mAbs.mNextData[di.mAbs.mAddingPointerOffset

+ MotionEvent.SAMPLE_X] = ev.value;

} else if (ev.scancode == RawInputEvent.ABS_MT_POSITION_Y) {

di.mAbs.changed = true;

di.mAbs.mNextData[di.mAbs.mAddingPointerOffset

+ MotionEvent.SAMPLE_Y] = ev.value;

} else if (ev.scancode == RawInputEvent.ABS_MT_WIDTH_MAJOR) {

di.mAbs.changed = true;

di.mAbs.mNextData[di.mAbs.mAddingPointerOffset

+ MotionEvent.SAMPLE_SIZE] = ev.value;

}

/* 上面這段就是多點觸摸屏要用到的事件上報部分;

* 使用一個數組mNextData 來保存，其中 di.mAbs.mAddingPointerOffset

* 是當前點的偏移量，在每個點中還在MotionEvent 中定義了 X,Y,PRESSURE

* SIZE等偏移量，多點觸摸屏的壓力值由絕對座標事件ABS_MT_TOUCH_MAJOR 確定。

} else if (ev.type == RawInputEvent.EV_ABS &&

(classes&RawInputEvent.CLASS_TOUCHSCREEN) != 0) {

/* 這裏是對單點觸摸屏上報座標事件的新的處理方法，同樣使用了數組來保存 */

if (ev.scancode == RawInputEvent.ABS_X) {

di.mAbs.changed = true;

di.curTouchVals[MotionEvent.SAMPLE_X] = ev.value;

} else if (ev.scancode == RawInputEvent.ABS_Y) {

di.mAbs.changed = true;

di.curTouchVals[MotionEvent.SAMPLE_Y] = ev.value;

} else if (ev.scancode == RawInputEvent.ABS_PRESSURE) {

di.mAbs.changed = true;

di.curTouchVals[MotionEvent.SAMPLE_PRESSURE] = ev.value;

di.curTouchVals[MotionEvent.NUM_SAMPLE_DATA

+ MotionEvent.SAMPLE_PRESSURE] = ev.value;

} else if (ev.scancode == RawInputEvent.ABS_TOOL_WIDTH) {

di.mAbs.changed = true;

di.curTouchVals[MotionEvent.SAMPLE_SIZE] = ev.value;

di.curTouchVals[MotionEvent.NUM_SAMPLE_DATA

+ MotionEvent.SAMPLE_SIZE] = ev.value;

}

…………………………………………….}

/* 下面是關鍵的同步處理方法 */

if (ev.type == RawInputEvent.EV_SYN

&& ev.scancode == RawInputEvent.SYN_MT_REPORT

&& di.mAbs != null) {

/* 在這裏實現了對SYN_MT_REPORT 事件的處理，

* 改變了di.mAbs.mAddingPointerOffset 的值，從而將

* 新增的點的參數保存到下一組偏移量的位置。

…………………….

final int newOffset = (num <= InputDevice.MAX_POINTERS)

? (num * MotionEvent.NUM_SAMPLE_DATA)

: (InputDevice.MAX_POINTERS *

MotionEvent.NUM_SAMPLE_DATA);

di.mAbs.mAddingPointerOffset = newOffset;

di.mAbs.mNextData[newOffset

+ MotionEvent.SAMPLE_PRESSURE] = 0;

}

……………….

} else if (send || (ev.type == RawInputEvent.EV_SYN

&& ev.scancode == RawInputEvent.SYN_REPORT)) {

/* 這裏實現了對SYN_REPORT 事件的處理

* 如果是單點觸摸屏，即使用di.curTouchVals數組保存的點

* 轉化爲多點觸摸屏的mNextData 數組保存

* 最後是調用InputDevice 中的 generateAbsMotion處理這個數組。這個函數

* 的具體實現方法將在後面補充

…………………………..

ms.finish(); //重置所有點和偏移量

……………………..

}

由於上層的代碼仍然使用ABS_X, ABS_Y這些事件，爲了使多點觸摸屏代碼有良好的兼容性，在 KeyInputQueue.java 的最後，我們將多點事件類型轉化爲單點事件類型，返回一個新的InputDevice:

private InputDevice newInputDevice(int deviceId) {

int classes = getDeviceClasses(deviceId);

String name = getDeviceName(deviceId);

InputDevice.AbsoluteInfo absX;

InputDevice.AbsoluteInfo absY;

InputDevice.AbsoluteInfo absPressure;

InputDevice.AbsoluteInfo absSize;

if ((classes&RawInputEvent.CLASS_TOUCHSCREEN_MT) != 0) {

absX = loadAbsoluteInfo(deviceId,

RawInputEvent.ABS_MT_POSITION_X, "X");

absY = loadAbsoluteInfo(deviceId,

RawInputEvent.ABS_MT_POSITION_Y, "Y");

absPressure = loadAbsoluteInfo(deviceId,

RawInputEvent.ABS_MT_TOUCH_MAJOR, "Pressure");

absSize = loadAbsoluteInfo(deviceId,

RawInputEvent.ABS_MT_WIDTH_MAJOR, "Size");

} else if ((classes&RawInputEvent.CLASS_TOUCHSCREEN) != 0) {

absX = loadAbsoluteInfo(deviceId,

RawInputEvent.ABS_X, "X");

absY = loadAbsoluteInfo(deviceId,

RawInputEvent.ABS_Y, "Y");

absPressure = loadAbsoluteInfo(deviceId,

RawInputEvent.ABS_PRESSURE, "Pressure");

absSize = loadAbsoluteInfo(deviceId,

RawInputEvent.ABS_TOOL_WIDTH, "Size");

} else {

absX = null;

absY = null;

absPressure = null;

absSize = null;

}

return new InputDevice(deviceId, classes, name, absX, absY, absPressure, absSize);

}

第四章觸摸事件數組的處理

上面我們曾說到 generateAbsMotion 這個方法，它們在InputDevice 類的內部類 MotionState 中實現，該類被定義爲 InputDevice 類的靜態成員類 (static class) ，調用它們可以直接使用：

InputDeviceClass.MotionStateClass.generateAbsMotion()。

public class InputDevice {

……………………………

static class MotionState {//下面是這個內部類的幾個函數

……………………………….

/* mLastNumPointers 爲上一個動作在觸屏上按鍵的個數 */

int mLastNumPointers = 0;

final int[] mLastData = new int[MotionEvent.NUM_SAMPLE_DATA * MAX_POINTERS];

/* mNextNumPointers 爲下一個動作在觸屏上按鍵的個數 */

/* 通過對這2 個值大小的判斷，可以確認新的動作方式 */

int mNextNumPointers = 0;

final int[] mNextData = new int[(MotionEvent.NUM_SAMPLE_DATA * MAX_POINTERS)

+ MotionEvent.NUM_SAMPLE_DATA];

………………………………….

int[] generateAveragedData(int upOrDownPointer, int lastNumPointers,

int nextNumPointers) { //平滑處理

…………………………………….

}

private boolean assignPointer(int nextIndex, boolean allowOverlap) {//指派按鍵

……………………………………

}

private int updatePointerIdentifiers() {//更新按鍵ID

………………………………….

}

void removeOldPointer(int index) {

……………………………………

}

MotionEvent generateAbsMotion(InputDevice device, long curTime,

long curTimeNano, Display display, int orientation,

int metaState) {

……………………………………

int upOrDownPointer = updatePointerIdentifiers();

final int numPointers = mLastNumPointers;

………………………………………

/* 對行爲的判斷 */

if (nextNumPointers != lastNumPointers) { //前後在觸屏上點個數不同，說明有手指up 或 down

if (nextNumPointers > lastNumPointers) {

if (lastNumPointers == 0) { //上次觸屏上沒有按鍵，新值又大，說明有按鍵按下

action = MotionEvent.ACTION_DOWN;

mDownTime = curTime;

} else {//有新點按下，分配給新點ID 號

action = MotionEvent.ACTION_POINTER_DOWN

| (upOrDownPointer << MotionEvent.ACTION_POINTER_ID_SHIFT);

}

} else {//新動作比原來pointer 數量少

if (numPointers == 1) { //原來只有1 個點按下，所以現在的動作是全部按鍵up

action = MotionEvent.ACTION_UP;

} else { //原來有多點按下，現在是ACTION_POINTER_UP 動作，

action = MotionEvent.ACTION_POINTER_UP

| (upOrDownPointer << MotionEvent.ACTION_POINTER_ID_SHIFT);

}

currentMove = null;

} else { //前後觸屏pointer 個數相同，所以是移動動作 ACTION_MOVE

action = MotionEvent.ACTION_MOVE;

}

/* 後面則是根據屏幕的height 和 width 以及屏幕方向 orientation對這些點進行二次處理 */

……………………………………

}

MotionEvent generateRelMotion(InputDevice device, long curTime,

long curTimeNano, int orientation, int metaState) {

/* 軌跡球等的處理方式 */

…………………………………………..

}

void finish() { //結束這輪動作

mNextNumPointers = mAddingPointerOffset = 0;

mNextData[MotionEvent.SAMPLE_PRESSURE] = 0;

}

…………………………………….

}

……………………………….

……………………………………

}

第五章接口

我們平時所看到的用2個手指對圖片放大縮小、旋轉等手勢都是由應用程序編寫瀏覽器實現的。這些應用程序大多會使用 Android2.0 以上的在 MotionEvent.java 中實現的新的接口。所以，我們還需要給 MotionEvent 類補充儘量全的接口。這裏可以完全參照 google 新的 android 代碼。

第六章總結

綜上，在硬件支持基礎上，Android1.6如果要實現多點觸摸功能，主要工作可簡述爲以下幾個方面：

1、驅動中，除了增加多點的事件上報方式，還要完全更改單點的事件上報方式。

2、 Android的 Frameworks 層需要修改的文件有： EventHub.cpp ， RawInputEvent.java ， KeyInputQueue.java ， InputDevice.java ， MotionEvent.java 。

3、編寫新的支持多點觸摸功能的多媒體瀏覽器。

4、爲了代碼簡練，android2.0 在軌跡球和單點屏事件方式中也全使用了新的變量名，以方便多點屏事件同樣能使用這些變量，所以修改時還需要注意許多細節方面。

轉載自：“炸水生菜 ” 博客:http://yuesun.blog.51cto.com

xiyu_1986

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Android多點觸摸的實現

第一章摘要

第二章軟件位

第三章同步方式

第四章觸摸事件數組的處理

第五章接口

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Android多點觸摸的實現

第一章 摘要

第二章 軟件位

第三章 同步方式

第四章 觸摸事件 數組的處理

第五章 接口

第六章 總結

第一章摘要

第二章軟件位

第三章同步方式

第四章觸摸事件數組的處理

第五章接口

第六章總結