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[iOS] UITouch, UIEvent 탐구하기 ( iOS touch event 관련 정리 )

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Almighty Touch

모바일 기기에서 touch는 단순한 interaction 이상의 의미를 지니고 있다. 가장 기본적인 유저와의 소통이자 Long press touch 등 여러 방법으로 의미 확장이 가능하기도 하다. 심지어 패드에서는 애플 펜슬과 트랙 패드 등을 통한 더 큰 활용이 가능해지도 한다. ( touch가 아닌 hover event도 전달 가능해진다. )

iOS 개발에서 이뤄지는 touch event는 보통 버튼이나 Gesture를 통해 구현하기 때문에 내부 구현에 대한 부분은 제대로 알지 못하고 넘어가기 쉽다. 하지만 이러한 내부 구현을 알게되면 좀 더 유용하게 구현이 가능하고 커스텀한 Gesture를 만들어서 사용하는 것도 가능하다.

Touch Delivery Process

화면에서 하나든 여러개이든 touch가 일어나고 다시 touch-free가 되기까지를 하나의 Multi-touch sequence로 본다. 시스템에서는 이러한 sequence 동안 touch 정보의 configuration의 변화를 특정 객체로 계속 앱에 전달한다.

실제 내부 구현에 대해 살펴보면 위의 UITouch 클래스로 touch 정보가 전달되어 이뤄진다.

조금 더 구체적으로는 위의 UIEvent 클래스가 봉투처럼 감싸져서 전달이 이루어지고

UIResponder가 그 해당 객체 정보를 받는 역할을 한다. 즉, 요약하자면 모든 화면에서의 touch는 UITouch 객체로 정보가 만들어지고 UIEvent로 담아서 UIResponder에게 전달된다. 실제 터치되는 것은 영역일지 몰라도 매번 터치할 때마다 생성되는 UITouch는 내부적으로 정확하게 한 point값으로 판단되어 전달된다. 보통 touch를 받는 것으로 익숙한 UIView는 사실 UIResponder의 sub class로 이 모든 touch의 전달 과정은 UIResponder 덕분에 내부에서 자동적으로 이뤄진다.

UITouch.Phase

하나의 Multi-touch sequence에서 전달되는 touch 상태 정보는 주요하게 UITouch.Phase 타입의 정보가 있다. UITouch instance는 phase라는 UITouch.Phase 타입의 프로퍼티가 존재하고 총 5가지의 case로 구성된다.

.began

처음으로 touch가 이뤄지는 순간에 대한 정보이다. UITouch 객체가 생성되고 처음 phase이기 때문에 해당 touch에 대해 처음 한번만 전달된다.

.moved

말 그대로 화면에서 touch가 이동한 case에 대한 정보이다.

.stationary

화면에 터치한 상태로 머문 case에 대한 정보이다. 처음 이 상태에 대한 정보를 확인하면 어떻게 .began 또는 .ended와 구분되는 건지 의문이 생길 수 있는데 앞서 설명했듯이 touch 전달은 하나의 sequence가 존재하며 sequence 마다 새롭게 touch 상태에 대한 정보가 업데이트되어 전달된다. 예를 들어 하나의 손가락으로 touch를 한 상태에서 다른 손가락을 touch하면 새로운 UIEvent가 발생한 것으로 기존 UIEvent의 touch에 대한 정보가 업데이트되는데 이 때 기존 touch가 그대로 머문 상태라면 .stationary 상태가 된다. 더 쉬운 단어로 표현하면 .stayed 같은 상태라고 보면 된다.

.ended

화면에서 touch가 끝나서 멀어진 상태에 대한 정보이다. .began과 마찬가지로 한번만 전달되고 UITouch 객체는 제거되고 해당 sequence에서 해당 touch는 더이상 나타나지 않게 된다.

.cancelled

사실 위의 4가지 경우로 대부분의 touch 상태 정보에 대한 부분이 설명된다고 할 수 있다. 마지막으로 나오는 .cancelled 상태는 interrupt 등의 이유로 해당 sequence가 중단된 경우를 나타낸 정보이다. touch 도중 발생하는 interrupt의 예는 다음과 같다.

  • 홈 버튼 or 인디케이터 스와이프를 통해 앱에서 벗어난 경우
  • push notification이 온 경우
  • 전원 버튼으로 화면을 끄는 경우

등등의 경우로 Multi-touch sequence가 중단되어 .cancelled 상태 정보가 전달될 수 있다. 강력한 interrupt로 발생하는 것이라서 sequence가 중단되는 것을 막거나 하는 부분은 없는 불가항력의 상태정보에 해당한다.

UITouch, UIEvent 추가 정보

touch를 받는 UIResponder가 사실상 보여지는 부분이 존재하는 UIView 형태로 받으므로 UITouch instance에는 touch가 이뤄질 때 view라는 프로퍼티에 touch를 받는 UIView를 할당하게 된다.

UIEvent는 1대다 구조로 UITouch를 저장한다. 위와 같이 allTouches라는 프로퍼티로 Set 형태로 저장하게되고 따라서 하나의 View에 대한 touch가 아닌 다양한 View에 대한 touch가 하나의 UIEvent 객체에 담기는 것도 가능하다.

애플에서는 UIEvent나 UITouch를 변수에 할당하여 저장하는 것은 지양하고 내부 정보가 필요하면 따로 필요한 정보만 구성하여 사용할 것을 권장하고 있다. 또한 .stationary phase 정보의 경우 View에 영향이 없으므로 전달되지 않기도 한다.

UIResponder touch-receiving methods

UIView(UIResponder) 는 touch를 받는 것과 관련 4가지 내부 함수가 존재한다. 4가지는 UITouch의 Phase 정보와도 관련이 된다. 정확하게는 UIEvent를 4가지 함수를 통해 전달받는다.

touchesBegan(_:with)

.began과 동일하게 처음 touch가 발생하고 UITouch가 생성될 때 불리는 함수이다.

touchesMoved(_:with)

touchesBegan(_:with) 함수에서 발생한 touch가 이동한 경우 불리는 함수이다. (3D touch를 지원하는 경우 pressure 즉, 누르는 강도의 변화를 report 할 때도 다음 함수가 호출된다. )

touchesEnded(_:with)

touchesBegan(_:with) 함수에서 발생한 touch가 화면을 떠나는 경우 호출되는 함수이다.

touchesCancelled(_:with)

touchesBegan(_:with) 함수에서 발생한 touch가 예상치 못한 interrupt로 중단되는 경우 호출되는 함수이다.

touch 정보를 업데이트하는 함수[touchesEstimatedPropertiesUpdated(_:)]

추가적으로 touchesEstimatedPropertiesUpdated(_:) 가 존재하고 애플 문서에 따르면 touch 실제(?) 정보를 전달하기 어려운 경우 추정된 정보를 통해 업데이트할 수 있다고 하고 param으로 touch들을 받아서 정보를 업데이트하는 것으로 보인다. 대략적으로 여러 touch들의 상태값이나 정보를 업데이트하는 것이 가능한 것 같긴한데 많은 정보나 레퍼런스를 찾기 어렵고 애플 문서도 자세한 설명은 나와있지 않아서 많은 실험을 해봐야 해당 함수의 역할에 대해서 잘 알 수 있을 것 같다.

Parameters

override func touches_____(_ touches: Set<UITouch>, with event: UIEvent?) {
    /// implementation
 }

touchesEstimatedPropertiesUpdated(_:)를 제외하면 위 함수들을 통해 touches와 event를 parameter로 받을 수 있다. 즉, 해당 phase에 대한 touch들의 Set과 event 정보를 받을 수 있다.

UITouch properties & methods

UITouch에는 유용하게 활용할 수 있는 method와 property가 많이 존재한다.

Method - location(in:), previousLocation(in:)

touch가 이뤄진 좌표값을 구할 수 있는 method로 이동된 좌표들을 활용하여 touch될 때 View를 이동하거나 애니메이션이 구현할 때 많이 활용된다. parameter로는 좌표의 coordinate 대상이 되는 View를 전달하는데 optional이라서 nil로 전달하게 되면 window를 기준으로 한 좌표값을 반환한다.

Property - timestamp

touch가 발생(.began) 하거나 이동(.moved) 하였을 때 시간 정보를 알 수 있다.

Property - majorRadius, majorRadiusTolerance

touch는 손가락과 같이 영역으로 이뤄진 touch도 하나의 point로 해석하기 때문에 정확한 touch의 영역을 알기 위해서 majorRadius, majorRadiusTolerance 프로퍼티를 활용할 수 있다.

override func touchesMoved(touches: NSSet!, withEvent event: UIEvent!) {
    var touch : UITouch = touches.anyObject() as UITouch
    var lowerBound = touch.majorRadius - touch.majorRadiusTolerance
    var upperBound = touch.majorRadius + touch.majorRadiusTolerance
    var average = (lowerBound + upperBound) / 2.0
    println("touch was between \(lowerBound)pt and \(upperBound)pt in size (avg \(average)")
}

From StackOverFlow

그 외에도 3D touch를 위한 force, 거의 동시에 이뤄지는 touch에 대한 tapCount, touch가 그냥 touch 외에 pencil인지 또는 trackpad를 구분하는 type property 등이 존재한다.

UIEvent properties & methods

Method - touches(for view:)

특정 view에서만 발생한 touch들만 반환해준다.

Property - type

public enum EventType : Int {
        case touches = 0

        case motion = 1

        case remoteControl = 2

        @available(iOS 9.0, *)
        case presses = 3

        @available(iOS 13.4, *)
        case scroll = 10

        @available(iOS 13.4, *)
        case hover = 11

        @available(iOS 13.4, *)
        case transform = 14
    }

UIEvent는 touch 정보만 전달하는 것이 아니라서 다른 event에 대한 구분이 해당 property를 통해 가능하다.

Property - timestamp

해당 Event 발생에 대한 시간 정보를 알 수 있다.

UIView’s isExclusiveTouch

isExclusiveTouch 프로퍼티는 유저 인터렉션과 관련되어서 인지 isUserInteractionEnabled 처럼 UIResponder가 아닌 UIView에 존재한다. 해당 프로퍼티는 독자적으로 하나 뷰의 touch만 발생하게 하려고 할 때 유용하다. 예를 들어 두개의 버튼이 붙어서 존재하는데 절대 동시에 누르면 안되는 상황이라고 한다면 두 버튼 모두 해당 값을 true로 해줘서 해당 View의 touch event sequence가 발생하는 동안 window 내에 다른 View의 touch event sequence가 발생하지 않도록 만들 수 있다.

Reference
Apple Documentation - Touches, Presses, and Gestures
Blog - iOS ) UIView > Configuring the Event-Related Behavior

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