随着陀螺仪作为只能手机的标配,根据手机角度不同,让图片有点视差微动效果可以给用户一点惊喜,于是简单研究了一下 HTML5 下利用陀螺仪获取设备方向的 API。
处理方向变化的事件
HTML5 中与手机方向变化有关的 API 有两个,一个是 deviceorientation
事件,一个是 devicemotion
事件。
今天这个根据手机动来动去产生微动效果的主要用到 deviceorientation
事件,这个事件主要是监听并接收设备方向变化信息。
而 devicemotion
事件主要是用来监听设备在位置和方向上的加速度变化信息,这个主要用在摇一摇等应用上。
监听 deviceorientation
事件比较简单:
window.addEventListener('deviceorientation', handleFunc, false);复制代码
然后在回调函数 handleFunc
中会有设备转过的角度:
function handleFunc(evnet){
var alpha = event.alpha;
var beta = event.beta;
var gamma = event.gamma;
}复制代码
这里的 alpha, beta, gamma 表示的是相对于坐标轴,设备在某个给定轴上的旋转量。
- alpha:表示设备沿 Z 轴旋转的角度,范围为 0~360;
- beta:表示设备在x轴上的旋转角度,范围为-180~180。它描述的是设备由前向后旋转的情况;
- gamma:表示设备在y轴上的旋转角度,范围为-90~90。它描述的是设备由左向右旋转的情况。
另外放上坐标系的图,方便理解:
光是这样看可能不太好理解,我们可以打开 chrome 开发者工具 Sensors 这一项看看直观的感受。
当我们手机出于直立状态的时候:
也就是只有 beta 值是 90,其它两个都是 0,可以自己改下 beta 值,体验下什么叫沿 X 轴转。
同样的,沿着 Z 轴转的 alpha 值,就是类似我们竖着转手机。
gamma 值:
这样大概就能理解这三个属性是表示些什么东西了,但是这几个值麻烦的地方是,并不能通过单单一个值来表示出手机向某个方向运动,运动的方向还和手机放置的位置有很大关系。除此之外,还有一个坑是 android 中陀螺仪的数据本身不是很稳定,一般不能直接使用,需要加一些缓冲之类的方法来降噪。
还好,上面那些坑已经有人开始填了,就是 shrekwang 大大做的orienter 组件。
orienter 组件
orienter 组件除了提供上面说到的 alpha,beta,gamma 值之外,还另外提供了两个计算出来的值,分别是 lon 和 lat,字面意思是经度,纬度,可以大致用来当成平移距离来计算。
我们来简单写个小 demo,随着手机动,图片也有一些视差效果,原理是利用 deviceorientation
事件来获取手机运动方向的改变,然后通过 transform:translate3d(x,y,z)
给设置到图片上。
首先是 html:
<div class="content">
<img src="../img/test.jpg" class="img">
</div>复制代码
HTML 比较简单,我们只是放个图片上去。
然后是利用 orienter 组件来实现我们的功能。
var o = new Orienter();
o.onOrient = function (obj) {
var a, b;
a = obj.lon < 180 ? obj.lon : obj.lon - 360;
b = obj.lat;
a = a > 0 ? a > 50 ? 50 : a : a < -50 ? -50 : a;
b = b > 0 ? b > 50 ? 50 : b : b < -50 ? -50 : b;
$(".img").css("-webkit-transform", "translate3d(" + a + "px," + b + "px,0)");
};
o.init();复制代码
代码比较简单,其中我们对 lon 值进行了处理,lon 的取值范围是 0~360,其中,小于 180 的我们认为是往右移,大于 180 的当成是往左边移动,往左的我们要计算出一个负值。
然后下面有一堆三元运算符用来做判断,因为我们平移的距离有一个极限,这里我设置的是 50。
PC 上记得打开 chrome 模拟手机和试试在 Sensors 里模拟转向。
orienter 代码
最后,orienter 帮我们做了那么多事情,当然要大概看下它的源代码啦。
首先是前面一段是兼容 AMD & CMD 和普通引入的代码:
(function (factory) {
if (typeof define === 'function' && define.amd) {
define(['exports'], function(exports) {
window.Orienter = factory(exports);
});
} else if (typeof exports !== 'undefined') {
factory(exports);
} else {
window.Orienter = factory({});
}
}(function (Orienter) {
……
……
}复制代码
之后最重点的是 _orient
方法,其中有个 switch,就是处理我们上面说的 lon 和 lat 两个值的计算,还有运动的方向还和手机放置的位置的处理,以及对 android 陀螺仪不稳定的处理。
代码如下:
switch (this.os) {
case 'ios':
switch (this.direction) {
case 0:
this.lon = event.alpha + event.gamma;
if (event.beta > 0) this.lat = event.beta - 90;
break;
case 90:
if (event.gamma < 0) {
this.lon = event.alpha - 90;
} else {
this.lon = event.alpha - 270;
}
if (event.gamma > 0) {
this.lat = 90 - event.gamma;
} else {
this.lat = -90 - event.gamma;
}
break;
case -90:
if (event.gamma < 0) {
this.lon = event.alpha - 90;
} else {
this.lon = event.alpha - 270;
}
if (event.gamma < 0) {
this.lat = 90 + event.gamma;
} else {
this.lat = -90 + event.gamma;
}
break;
}
break;
case 'android':
switch (this.direction) {
case 0:
this.lon = event.alpha + event.gamma + 30;
if (event.gamma > 90) {
this.lat = 90 - event.beta;
} else {
this.lat = event.beta - 90;
}
break;
case 90:
this.lon = event.alpha - 230;
if (event.gamma > 0) {
this.lat = 270 - event.gamma;
} else {
this.lat = -90 - event.gamma;
}
break;
case -90:
this.lon = event.alpha - 180;
this.lat = -90 + event.gamma;
break;
}
break;
}复制代码
分别根据 ios/android 平台对竖屏和左右横屏做相应处理。
我们来看下 ios 下的竖屏:
case 0:
this.lon = event.alpha + event.gamma;
if (event.beta > 0) this.lat = event.beta - 90;
break;复制代码
先看下面那句处理 lat 的,if (event.beta > 0) this.lat = event.beta - 90;
这里 -90 就是因为竖屏的时候,beta 值默认为 90。即下面这个图:
所以这里 -90 比较好理解。
然后再看上面那句 this.lon = event.alpha + event.gamma;
这里我想了好久,也没想出来为什么竖屏的时候 lon 的值是 alpha 和 gamma 之和。
要理解这个,要从我们平常使用手机的动作来看。现看 gamma 值,gamma 是沿着 y 轴转动,拿出手机,竖直放置,沿着 y 轴转一下,手机是这样的状态:
这样的时候我们一般是要看到更多的左右信息,也就是横向的经度值,所以手机竖直的时候 gamma 要算到 lon 里面。
再来看 alpha 值,alpha 值是表示设备沿 Z 轴的变化。要理解这个,我们要试着想象我们在拍全景照片。以自己为圆心,手臂与地面平行,竖着拿着手机,手臂作为半径,尝试像拍摄全景照片,以身体为圆心,移动手臂。会发现我们我们其实是在做一个圆,而在这途中,手机其实是沿着 Z 轴在转动的。
结语
很多看起来很容易实现的功能,实际上却有很多很多的坑,要填这些坑,又要有很多积累和思考,对于那些帮你填坑的人,要说一声『谢谢』。