移动端横/竖屏模式下的电子签名兼容

屏幕旋转与文档方向？如何监听文档方向变化，如何兼容横屏/竖屏模式下的样式布局以及实现强制横屏展示canvas手写电子签名页？
基于实践问题，本文主要覆盖以下至少点：
文档方向与屏幕方向
不同端APP浏览器的横屏预览支持情况
移动端适配
横屏布局快速兼容
canvas响应式适配屏幕旋转带来的问题以及兼容方法

移动端横/竖屏模式下的电子签名

屏幕方向于页面方向

屏幕方向：手机的屏幕方向，一般未设置锁定🔒屏幕方向情况下，屏幕方向会随拿手机屏幕对应的方向（竖、横、倒等）自动感应触发旋转
页面方向：即网页的方向，取决于app的webview是否设置了跟随系统屏幕旋转方向

一、背景

默认应用所有页面只支持竖屏模式，未兼容竖屏模式的浏览和操作
有个电子签名页面，为方便用户操作，需要做了横屏模式的布局展示(兼容横竖屏，无论横竖屏下，签字图都需要是横向显示)
未考虑到横屏模式，版本一的处理形式是基于固定的竖屏模式做了横屏形式的布局(绝大多数浏览器的网页浏览并不会跟随系统横屏)

二、遇到的问题

在实际表现中发现，ios启动自动旋转屏幕模式时，在微信等浏览器中用户签名操作时，会导致自动旋转，导致样式异常
在安卓中，启动旋转正常，网页并不会默认进入横屏浏览模式😯

三、网页方向跟随屏幕方向表现探索（忽略的冷知识）

针对不同的机型中部分app浏览器在手机横屏模式下的网页方向变化表现得出如下：
安卓(各app规则不一)
- 不会跟随系统自动旋转、不支持横屏模式(可能我没找到设置的地方)
  - i.百度等大部分浏览器
- 可自定义设置
  - 华为自带浏览器、微信等其他浏览器
默认可随系统设置进入横屏模式
- 企业微信等
IOS（比较统一）：
微信、Safari等绝大部分浏览器都会跟随系统，暂时未发现可自定义和不支持的
✧总结（各浏览器app在处理支持横屏模式下独立其行）：
- ○在ios中基本上所有的app浏览器都支持自动跟随系统横屏预览模式
- ○在安卓中不同app有不同的处理形式，比如微信内不支持横屏、华为自带浏览则是提供设置是否要跟随系统

四、解决方案探索

（一）思路分析

强制横屏：移动H5虽可以判断横竖屏，但考虑到多设备访问问题（安卓多数app需要开启横屏模式，但入口比较深），所以强制横屏显示只能放弃；
强制竖屏模式：书写签名时必须要横向输入，除非能够关闭手机横屏模式(依赖用户操作-可兜底考虑弹窗提示)或者锁定🔒网页方向
横竖屏兼容：通过视觉旋转，或者横竖屏样式布局兼容

（二）方案一锁定网页方向

1、针对特定的浏览器提供了设置可支持

<meta name=”screen-orientation” content=”portrait”> <!--uc强制竖屏-->
<meta name=”x5-orientation” content=”portrait”> <!--QQ强制竖屏-->

2、 screenOrientation API

✧文档地址：https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/ScreenOrientation
✧对应JS中提供了相应监听文档方向变化的API，(其中包含锁定与取消锁定方向布局)

✧lock() 与 unlock()

const oppositeOrientation = screen.orientation.type.startsWith("portrait")
  ? "landscape"
  : "portrait";
screen.orientation
  .lock(oppositeOrientation)
  .then(() => {
    log.textContent = `Locked to ${oppositeOrientation}\n`;
  })
  .catch((error) => {
    log.textContent += `${error}\n`;
  });

✧可惜兼容性不容乐观（❌）

（三）方案二：横屏模式兼容

横竖屏的样式兼容包括普通DOM以及canvas画布处理
通过rotate视觉旋转方式，在测试过程中由于项目本身vw/vh移动适配，以及旋转后画布落笔精度等问题，相比直接布局适配横屏更为复杂，所以放弃此形式。

1. DOM的横屏适配兼容

✧项目页面采用的是VW方案进行移动端适配，由于 vw 单位的特性，适配换算大小是根据屏幕宽度而言的，因此屏幕宽度越大导致容器、文字会越大，还可能导致 DOM 元素超出屏幕外，并不是我们所想要的用户体验

##### 1.1 换用移动端适配方案,如Flexible？
对整体应用影响太大，并且Flexible方案实质主要是借助JavaScript控制viewport的能力，使用rem模拟vw的特性从而达到适配目的的一套解决方案
rem是基于根字体大小计算，其存在需要处理横屏兼容问题

1.2 针对横屏通过媒体查询单独设置vw\vh值的换算？

✓vw 单位的特点是适配换算大小时是根据屏幕宽度而定的，那么在强制横屏显示时，就可以同理转换为屏幕高度来而定，也就是 vw 单位替换成 vh 单位；
✓或者，基于当前使用的375 667 @2x设计稿尺寸(2倍图7501334px),默认vw是按750px进行换算，在横屏时使用1334px进行换算

✓插件postcss-px-to-viewport 发现是支持配置横屏模式的换算规则

module.exports = {
plugins: {
  'postcss-px-to-viewport': {
    unitToConvert: 'px',   // 需要转换的单位
    viewportWidth: 750,    // 视口宽度，等同于设计稿宽度
    unitPrecision: 5,      // 精确到小数点后几位
    landscape: true,      // 是否自动加入 @media (orientation: landscape)，其中的属性值是通过横屏宽度来转换的 - 开启
    landscapeUnit: 'vw',   // 横屏单位
    landscapeWidth: 1334   // 横屏宽度
  }
}
}

✓配置后所有的换算过的属性都会同步加上横屏模式的媒体查询样式：
✓样式效果（修改后横屏样式好了很多，但部分模块与竖屏相比还是未换算得体比较突兀）:

进一步排查发现，上图为转化过来的部分是使用的第三方组件，组件库在样式抽离编译时未配置postcss-px-to-viewport的landscape模式适配或者使用的viewportWidth基准不一样导致

方案一：针对不同的文件做不同的配置.postcssrc.js

const path = require('path');
module.exports = ({ file }) => {
const designWidth = file.dirname.includes(path.join('node_modules', 'vant')) ? 375 : 750;
const designHeight = file.dirname.includes(path.join('node_modules', 'vant')) ? 667 : 1334;
return {
plugins: {
  'postcss-px-to-viewport': {
    unitToConvert: 'px',   // 需要转换的单位
    viewportWidth: designWidth,    // 视口宽度，等同于设计稿宽度
    unitPrecision: 5,      // 精确到小数点后几位
    landscape: true,      // 是否自动加入 @media (orientation: landscape)，其中的属性值是通过横屏宽度来转换的 - 开启
    landscapeUnit: 'vw',   // 横屏单位
    landscapeWidth: designHeight   // 横屏宽度
  }
}
}
}

方案二：针对尺寸属性进行样式覆盖，以使用项目自定义的单位转换规则，如

.page-product-sign {
  --alert-font-size: 24px;
  --alert-padding: 14px 30px;
  --button-font-size: 36px;
  .we-alert-body {
    min-height: 56px;
  }
}

覆盖适配后横屏模式时样式

2. 解决 Canvas 的横屏适配问题

签字板是响应式的，即canvas的css样式宽高全屏铺满100%，而画布尺寸width/height在初始化是确定(默认300*150)，为了保持一致加载时会读取容器尺寸复制给画布大小进行初始化。

2.1 问题一：旋转屏幕后签名内容出现扭曲？

canvas元素可以使用CSS来定义大小，但在绘制时图像会伸缩以适应它的框架尺寸：如果 CSS 的尺寸与初始画布的比例不一致，它会出现扭曲;

处理手段：监听屏幕旋转，在网页方向发生变化后重新更新canvas画布的大小

// 设置 canvas 宽高 -- 重新计算
const { width, height } = this.$refs.canvasWrap.getBoundingClientRect()
this.$refs.canvas.width = width
this.$refs.canvas.height = height
// 或者宽高转换
const { width, height } = this.$refs.canvas
this.$refs.canvas.width = height
this.$refs.canvas.height = width

2.2 问题二：旋转后画布内容被清空了？

改变canvas宽高时，发现画布上的内容被清空了，这是因为canvas的大小改变后会自动清除内容的

2.2.1 方案一：在改变画布大小前将内容保存，更新大小后重新绘制画布

图片旋转参考：https://blog.csdn.net/frgod/article/details/106055830

/* 屏幕旋转在更新画布大小前处理 */
const { width, height } = canvas
// 保存绘制的画布内容
const imageData = context.getImageData(0, 0, width, height)

/* 屏幕旋转在更新画布大小后处理 */
this.$refs.signatureBoard._initialize()
// 旋转图片 -- 由于宽高不一样需要旋转后才能重绘进当前画布
rotateImg = getRotateImage({ imageData })
//  重绘画布
context.putImageData(rotateImg, 0, 0, 0, 0, height, width)

// 图片旋转方法
function getRotateImage({ imageData }) {
const { data, width, height } = imageData
let rotateImg = new ImageData(height, width)
let r = 0
let r1 = 0 // index of red pixel in old and new ImageData, respectively
for (let y = 0, lenH = height; y < lenH; y++) {
  for (let x = 0, lenW = width; x < lenW; x++) {
    r = (x + lenW * y) * 4
    r1 = (y + lenH * x) * 4
    rotateImg.data[r1 + 0] = data[r + 0]
    rotateImg.data[r1 + 1] = data[r + 1]
    rotateImg.data[r1 + 2] = data[r + 2]
    rotateImg.data[r1 + 3] = data[r + 3]
  }
}
return rotateImg
}

2.2.2 方案二：绘制路径时记录path，图片旋转后对x/y进行替换并重新绘制

/** 触摸移动绘制 --- 签名组件内调整 */
onTouchMove(event) {
const point = {
  isStart: false,
  x: event.srcEvent.clientX - this.rect.left,
  y: event.srcEvent.clientY - this.rect.top
}
this.paths.push(point) // 记录下此时的绘制路径
this.context.lineTo(point.x, point.y)
this.context.stroke()
}
// 返回实例
getCurrentContext() {
return Promise.resolve({
  canvas: this.$refs.canvas,
  context: this.context,
  paths: this.paths
})
}

/** 业务项目 */
// 屏幕旋转监听函数
 orientationChangeFn({ orientationType }) {      // 旋转后的图片
  this.$refs.signatureBoard.getCurrentContext().then(({ context, paths }) => {
  this.$refs.signatureBoard._initialize()
  //  重绘画布
  paths.forEach((point) => {
    // x/y进行替换
    const temp = point.y
    point.y = point.x
    point.x = temp
    // 初始触点
    if (point.isStart) {
      context.moveTo(point.x, point.y)
    } else {
      // 移动触点
      context.lineTo(point.x, point.y)
      context.stroke()
    }
  })
}

✧两种方案都可行，针对签名场景出于实现的复杂度以及数据处理性能，相对来说方案二较优（并且putImageData处理起来也不如直接绘制Why is putImageData so slow?）
2.2.3 问题三：旋转更新canvas后签名移动触点错位

触摸是通过hammer.js实现，再加载时进行事件绑定和初始化

// 事件绑定
const hammertime = new Hammer(this.$refs.canvas)
hammertime.get('pan').set({ direction: Hammer.DIRECTION_ALL, threshold: 1 })
hammertime.get('swipe').set({ enable: false })
hammertime.on('panstart', this.onTouchStart.bind(this))
hammertime.on('panmove', this.onTouchMove.bind(this))

猜测试由于canvas的大小变化，导致屏幕旋转后未重新初始化绑定导致触点出现与实际绘制错位
- 解决方法，旋转屏幕大小变化后对hammer.js重新进行绑定和初始化

五、文档方向监听

1、媒体查询API(MediaQueryList)

定义和用法： matchMedia() 返回一个新的 MediaQueryList 对象，表示指定的媒体查询字符串解析后的结果。matchMedia() 方法的值可以是任何一个 CSS @media 规则的特性, 如 min-height, min-width, orientation 等。
MediaQueryList 对象有以下两个属性：
- media：查询语句的内容。
- matches：用于检测查询结果，如果文档匹配 media query 列表，值为 true，否则为 false

基本使用

this.mediaQueryList = window.matchMedia('screen and (orientation: portrait)') // 识别竖屏媒体查询特性
this.mediaQueryList.addListener(() => {
  this.orientationType = this.mediaQueryList.matches ? 'portrait' : 'landscape'
})

兼容性
文档：https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/MediaQueryList

2、设备方向监听(orientationchange)

orientationchange事件在设备的纵横方向改变时触发

基本使用

/** 90或 - 90横屏; 0或180竖屏 */
function orientationChange(event) {
this.orientationType = [0, 180].includes(event?.orientation || window.orientation) ? 'portrait' : 'landscape'
};
window.addEventListener("orientationchange",orientationChange);

兼容性
文档：https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/Window/orientationchange_event

3、resize 配合 ( window.innerWidth, window.innerHeight )

基本使用

window.addEventListener("resize", (event) => {
  const orientation = (window.innerWidth > window.innerHeight) ? "landscape" : "portrait";
  if(orientation === 'portrait'){
      console.log('竖屏');
  } else {
      console.log('横屏');
  }
}, false);

缺点❌: 键盘等弹出都会受到干扰，且通过window.innerWidth > window.innerHeight只是一种伪检测，有点不可靠
4、最终方案

考虑大部分主移动设备浏览器，优先orientationchange，不支持则使用matchMedia()

class OrientationChangeClass {
constructor() {
  ...
  this._init()
}
_init() {
  if ('orientation' in window && 'onorientationchange' in window) {
    this.supportType = 'orientation'
  } else if ('matchMedia' in window) {
    this.supportType = 'matchMedia'
    this.mediaQueryList = window.matchMedia('screen and (orientation: portrait)')
  }
  this._listenChangeFn()
}
_listenChangeFn(event = {}) {
  switch (this.supportType) {
    case 'orientation':
      this.orientationType = [0, 180].includes(event?.orientation || window.orientation) ? 'portrait' : 'landscape'
      break
    case 'matchMedia':
      this.orientationType = this.mediaQueryList.matches ? 'portrait' : 'landscape'
      break
  }
}
addListener(callbackFn) {
  ...
  switch (this.supportType) {
    case 'orientation':
      window.addEventListener('orientationchange', this.changeBackfn, false)
      break
    case 'matchMedia':
      if (this.mediaQueryList?.addListener) {
        this.mediaQueryList.addListener(this.changeBackfn)
      }
      break
  }
}
removeListener() {}
}

六、遇到的异常

（一）设置横屏模式转化编译报错

报错内容
报错原因与解决方案
- 原因：不支持postcss 8.0+版本
- 解决：降低postcss版本为7.0或者使用postcss-px-to-viewport-8-plugin
七、总结
大多数应用我们都不会考虑横屏模式的兼容，默认竖屏浏览；针对需要兼容的页面场景需要重点注意考虑以下
1. 不同的移动端设备，以及APP浏览器是否支持横屏以及是否支持跟随系统旋转模式表现不一（所以提示用户锁定啥的有点不好找，ps-安卓有些浏览器没找到设置项）
2. 锁定文档方向，兼容性很差——起码目前API等做不到
3. 移动端屏幕旋转布局兼容：
  1. DOM兼容：可使用CSS媒体查询单独两套样式(postcss-px-to-viewport的横屏配置实际也是这种模式)；监听横屏变化做响应式处理
  2. canvas兼容：样式尺寸以及画布尺寸的区别、尺寸变化对绘制内容的还原、触点的变化等需要考虑的细节较多

启程新篇章～～

移动端横/竖屏模式下的电子签名兼容

移动端横/竖屏模式下的电子签名

屏幕方向于页面方向

一、背景

二、遇到的问题

三、网页方向跟随屏幕方向表现探索（忽略的冷知识）

四、解决方案探索

（一）思路分析

（二）方案一锁定网页方向

1、针对特定的浏览器提供了设置可支持

2、 screenOrientation API

（三）方案二：横屏模式兼容

1. DOM的横屏适配兼容

1.2 针对横屏通过媒体查询单独设置vw\vh值的换算？

2. 解决 Canvas 的横屏适配问题

2.1 问题一：旋转屏幕后签名内容出现扭曲？

2.2 问题二：旋转后画布内容被清空了？

2.2.1 方案一：在改变画布大小前将内容保存，更新大小后重新绘制画布

2.2.2 方案二：绘制路径时记录path，图片旋转后对x/y进行替换并重新绘制

2.2.3 问题三：旋转更新canvas后签名移动触点错位

五、文档方向监听

1、媒体查询API(MediaQueryList)

2、设备方向监听(orientationchange)

3、resize 配合 ( window.innerWidth, window.innerHeight )

4、最终方案

六、遇到的异常

（一）设置横屏模式转化编译报错

七、总结

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