Update To 11.40.268.0
[platform/framework/web/crosswalk.git] / src / ui / chromeos / touch_exploration_controller.h
1 // Copyright 2014 The Chromium Authors. All rights reserved.
2 // Use of this source code is governed by a BSD-style license that can be
3 // found in the LICENSE file.
4
5 #ifndef UI_CHROMEOS_TOUCH_EXPLORATION_CONTROLLER_H_
6 #define UI_CHROMEOS_TOUCH_EXPLORATION_CONTROLLER_H_
7
8 #include "base/time/tick_clock.h"
9 #include "base/timer/timer.h"
10 #include "base/values.h"
11 #include "ui/chromeos/ui_chromeos_export.h"
12 #include "ui/events/event.h"
13 #include "ui/events/event_rewriter.h"
14 #include "ui/events/gesture_detection/gesture_detector.h"
15 #include "ui/events/gestures/gesture_provider_aura.h"
16 #include "ui/gfx/geometry/point.h"
17
18 namespace aura {
19 class Window;
20 }
21
22 namespace ui {
23
24 class Event;
25 class EventHandler;
26 class GestureEvent;
27 class GestureProviderAura;
28 class TouchEvent;
29
30 // A delegate to handle commands in response to detected accessibility gesture
31 // events.
32 class TouchExplorationControllerDelegate {
33  public:
34   virtual ~TouchExplorationControllerDelegate() {}
35
36   // Takes an int from 0.0 to 100.0 that indicates the percent the volume
37   // should be set to.
38   virtual void SetOutputLevel(int volume) = 0;
39
40   // Silences spoken feedback.
41   virtual void SilenceSpokenFeedback() = 0;
42
43   // This function should be called when the volume adjust earcon should be
44   // played
45   virtual void PlayVolumeAdjustEarcon() = 0;
46
47   // This function should be called when the passthrough earcon should be
48   // played.
49   virtual void PlayPassthroughEarcon() = 0;
50
51   // This function should be called when the exit screen earcon should be
52   // played.
53   virtual void PlayExitScreenEarcon() = 0;
54
55   // This function should be called when the enter screen earcon should be
56   // played.
57   virtual void PlayEnterScreenEarcon() = 0;
58 };
59
60 // TouchExplorationController is used in tandem with "Spoken Feedback" to
61 // make the touch UI accessible. Gestures performed in the middle of the screen
62 // are mapped to accessibility key shortcuts while gestures performed on the
63 // edge of the screen can change settings.
64 //
65 // ** Short version **
66 //
67 // At a high-level, single-finger events are used for accessibility -
68 // exploring the screen gets turned into mouse moves (which can then be
69 // spoken by an accessibility service running), a single tap while the user
70 // is in touch exploration or a double-tap simulates a click, and gestures
71 // can be used to send high-level accessibility commands. For example, a swipe
72 // right would correspond to the keyboard short cut shift+search+right.
73 // Swipes with up to four fingers are also mapped to commands. Slide
74 // gestures performed on the edge of the screen can change settings
75 // continuously. For example, sliding a finger along the right side of the
76 // screen will change the volume. When a user double taps and holds with one
77 // finger, the finger is passed through as if accessibility was turned off. If
78 // the user taps the screen with two fingers, the user can silence spoken
79 // feedback if it is playing.
80 //
81 // ** Long version **
82 //
83 // Here are the details of the implementation:
84 //
85 // When the first touch is pressed, a 300 ms grace period timer starts.
86 //
87 // If the user keeps their finger down for more than 300 ms and doesn't
88 // perform a supported accessibility gesture in that time (e.g. swipe right),
89 // they enter touch exploration mode, and all movements are translated into
90 // synthesized mouse move events.
91 //
92 // Also, if the user moves their single finger outside a certain slop region
93 // (without performing a gesture), they enter touch exploration mode earlier
94 // than 300 ms.
95 //
96 // If the user taps and releases their finger, after 300 ms from the initial
97 // touch, a single mouse move is fired.
98 //
99 // While in touch exploration mode, the user can perform a single tap
100 // if the user releases their finger and taps before 300 ms passes.
101 // This will result in a click on the last successful touch exploration
102 // location. This allows the user to perform a single tap
103 // anywhere to activate it.
104 //
105 // The user can perform swipe gestures in one of the four cardinal directions
106 // which will be interpreted and used to control the UI. All gestures will only
107 // be registered if the fingers move outside the slop, and all fingers will only
108 // be registered if they are completed within the grace period. If a single
109 // finger gesture fails to be completed within the grace period, the state
110 // changes to touch exploration mode. If a multi finger gesture fails to be
111 // completed within the grace period, the user must lift all fingers before
112 // completing any more actions.
113 //
114 // If the user double-taps, the second tap is passed through, allowing the
115 // user to click - however, the double-tap location is changed to the location
116 // of the last successful touch exploration - that allows the user to explore
117 // anywhere on the screen, hear its description, then double-tap anywhere
118 // to activate it.
119 //
120 // If the user double taps and holds, any event from that finger is passed
121 // through. These events are passed through with an offset such that the first
122 // touch is offset to be at the location of the last touch exploration
123 // location, and every following event is offset by the same amount.
124 //
125 // If any other fingers are added or removed, they are ignored. Once the
126 // passthrough finger is released, passthrough stops and the user is reset
127 // to no fingers down state.
128 //
129 // If the user enters touch exploration mode, they can click without lifting
130 // their touch exploration finger by tapping anywhere else on the screen with
131 // a second finger, while the touch exploration finger is still pressed.
132 //
133 // Once touch exploration mode has been activated, it remains in that mode until
134 // all fingers have been released.
135 //
136 // If the user places a finger on the edge of the screen and moves their finger
137 // past slop, a slide gesture is performed. The user can then slide one finger
138 // along an edge of the screen and continuously control a setting. Once the user
139 // enters this state, the boundaries that define an edge expand so that the user
140 // can now adjust the setting within a slightly bigger width along the screen.
141 // If the user exits this area without lifting their finger, they will not be
142 // able to perform any actions, however if they keep their finger down and
143 // return to the "hot edge," then they can still adjust the setting. In order to
144 // perform other touch accessibility movements, the user must lift their finger.
145 // If additional fingers are added while in this state, the user will transition
146 // to passthrough.
147 //
148 // Currently, only the right edge is mapped to control the volume. Volume
149 // control along the edge of the screen is directly proportional to where the
150 // user's finger is located on the screen. The top right corner of the screen
151 // automatically sets the volume to 100% and the bottome right corner of the
152 // screen automatically sets the volume to 0% once the user has moved past slop.
153 //
154 // If the user taps the screen with two fingers and lifts both fingers before
155 // the grace period has passed, spoken feedback is silenced.
156 //
157 // The user can also enter passthrough by placing a finger on one of the bottom
158 // corners of the screen until an earcon sounds. After the earcon sounds, the
159 // user is in passthrough so all subsequent fingers placed on the screen will be
160 // passed through. Once the finger in the corner has been released, the state
161 // will switch to wait for no fingers.
162 //
163 // The caller is expected to retain ownership of instances of this class and
164 // destroy them before |root_window| is destroyed.
165 class UI_CHROMEOS_EXPORT TouchExplorationController
166     : public ui::EventRewriter,
167       public ui::GestureProviderAuraClient {
168  public:
169   explicit TouchExplorationController(
170       aura::Window* root_window,
171       ui::TouchExplorationControllerDelegate* delegate);
172   virtual ~TouchExplorationController();
173
174  private:
175   friend class TouchExplorationControllerTestApi;
176
177   // Overridden from ui::EventRewriter
178   virtual ui::EventRewriteStatus RewriteEvent(
179       const ui::Event& event,
180       scoped_ptr<ui::Event>* rewritten_event) override;
181   virtual ui::EventRewriteStatus NextDispatchEvent(
182       const ui::Event& last_event, scoped_ptr<ui::Event>* new_event) override;
183
184   // Event handlers based on the current state - see State, below.
185   ui::EventRewriteStatus InNoFingersDown(
186       const ui::TouchEvent& event, scoped_ptr<ui::Event>* rewritten_event);
187   ui::EventRewriteStatus InSingleTapPressed(
188       const ui::TouchEvent& event, scoped_ptr<ui::Event>* rewritten_event);
189   ui::EventRewriteStatus InSingleTapOrTouchExploreReleased(
190       const ui::TouchEvent& event, scoped_ptr<ui::Event>* rewritten_event);
191   ui::EventRewriteStatus InDoubleTapPending(
192       const ui::TouchEvent& event, scoped_ptr<ui::Event>* rewritten_event);
193   ui::EventRewriteStatus InTouchReleasePending(
194       const ui::TouchEvent& event, scoped_ptr<ui::Event>* rewritten_event);
195   ui::EventRewriteStatus InTouchExploration(
196       const ui::TouchEvent& event, scoped_ptr<ui::Event>* rewritten_event);
197   ui::EventRewriteStatus InCornerPassthrough(
198       const ui::TouchEvent& event, scoped_ptr<ui::Event>* rewritten_event);
199   ui::EventRewriteStatus InOneFingerPassthrough(
200       const ui::TouchEvent& event, scoped_ptr<ui::Event>* rewritten_event);
201   ui::EventRewriteStatus InGestureInProgress(
202       const ui::TouchEvent& event, scoped_ptr<ui::Event>* rewritten_event);
203   ui::EventRewriteStatus InTouchExploreSecondPress(
204       const ui::TouchEvent& event, scoped_ptr<ui::Event>* rewritten_event);
205   ui::EventRewriteStatus InWaitForNoFingers(
206       const ui::TouchEvent& event, scoped_ptr<ui::Event>* rewritten_event);
207   ui::EventRewriteStatus InSlideGesture(
208       const ui::TouchEvent& event, scoped_ptr<ui::Event>* rewritten_event);
209   ui::EventRewriteStatus InTwoFingerTap(
210       const ui::TouchEvent& event, scoped_ptr<ui::Event>* rewritten_event);
211
212   // Returns the current time of the tick clock.
213   base::TimeDelta Now();
214
215   // This timer is started every time we get the first press event, and
216   // it fires after the double-click timeout elapses (300 ms by default).
217   // If the user taps and releases within 300 ms and doesn't press again,
218   // we treat that as a single mouse move (touch exploration) event.
219   void StartTapTimer();
220   void OnTapTimerFired();
221
222   // This timer is started every timer we get the first press event and the
223   // finger is in the corner of the screen.
224   // It fires after the corner passthrough delay elapses. If the
225   // user is still in the corner by the time this timer fires, all subsequent
226   // fingers added on the screen will be passed through.
227   void OnPassthroughTimerFired();
228
229   // Dispatch a new event outside of the event rewriting flow.
230   void DispatchEvent(ui::Event* event);
231
232   // Overridden from GestureProviderAuraClient.
233   //
234   // The gesture provider keeps track of all the touch events after
235   // the user moves fast enough to trigger a gesture. After the user
236   // completes their gesture, this method will decide what keyboard
237   // input their gesture corresponded to.
238   virtual void OnGestureEvent(ui::GestureEvent* gesture) override;
239
240   // Process the gesture events that have been created.
241   void ProcessGestureEvents();
242
243   void OnSwipeEvent(ui::GestureEvent* swipe_gesture);
244
245   void SideSlideControl(ui::GestureEvent* gesture);
246
247   // Dispatches the keyboard short cut Shift+Search+<arrow key>
248   // outside the event rewritting flow.
249   void DispatchShiftSearchKeyEvent(const ui::KeyboardCode third_key);
250
251   // Binds DispatchShiftSearchKeyEvent to a specific third key.
252   base::Closure BindShiftSearchKeyEvent(const ui::KeyboardCode third_key);
253
254   // Dispatches a single key with the given flags.
255   void DispatchKeyWithFlags(const ui::KeyboardCode key, int flags);
256
257   // Binds DispatchKeyWithFlags to a specific key and flags.
258   base::Closure BindKeyEventWithFlags(const ui::KeyboardCode key, int flags);
259
260   scoped_ptr<ui::Event> CreateMouseMoveEvent(const gfx::PointF& location,
261                                              int flags);
262
263   void EnterTouchToMouseMode();
264
265   void PlaySoundForTimer();
266
267   // Some constants used in touch_exploration_controller:
268
269   // Within this many dips of the screen edge, the release event generated will
270   // reset the state to NoFingersDown.
271   const float kLeavingScreenEdge = 6;
272
273   // Swipe/scroll gestures within these bounds (in DIPs) will change preset
274   // settings.
275   const float kMaxDistanceFromEdge = 75;
276
277   // After a slide gesture has been triggered, if the finger is still within
278   // these bounds (in DIPs), the preset settings will still change.
279   const float kSlopDistanceFromEdge = kMaxDistanceFromEdge + 40;
280
281   // The split tap slop  is a bit more generous since keeping two
282   // fingers in place is a bit harder.
283   float GetSplitTapTouchSlop();
284
285   enum State {
286     // No fingers are down and no events are pending.
287     NO_FINGERS_DOWN,
288
289     // A single finger is down, but we're not yet sure if this is going
290     // to be touch exploration or something else.
291     SINGLE_TAP_PRESSED,
292
293     // The user pressed and released a single finger - a tap - but we have
294     // to wait until the end of the grace period to allow the user to tap the
295     // second time. If the second tap doesn't occurs within the grace period,
296     // we dispatch a mouse move at the location of the first tap.
297     SINGLE_TAP_RELEASED,
298
299     // The user was in touch explore mode and released the finger.
300     // If another touch press occurs within the grace period, a single
301     // tap click occurs. This state differs from SINGLE_TAP_RELEASED
302     // in that if a second tap doesn't occur within the grace period,
303     // there is no mouse move dispatched.
304     TOUCH_EXPLORE_RELEASED,
305
306     // The user tapped once, and before the grace period expired, pressed
307     // one finger down to begin a double-tap, but has not released it yet.
308     // This could become passthrough, so no touch press is dispatched yet.
309     DOUBLE_TAP_PENDING,
310
311     // The user was doing touch exploration, started split tap, but lifted the
312     // touch exploration finger. Once they remove all fingers, a touch release
313     // will go through.
314     TOUCH_RELEASE_PENDING,
315
316     // We're in touch exploration mode. Anything other than the first finger
317     // is ignored, and movements of the first finger are rewritten as mouse
318     // move events. This mode is entered if a single finger is pressed and
319     // after the grace period the user hasn't added a second finger or
320     // moved the finger outside of the slop region. We'll stay in this
321     // mode until all fingers are lifted.
322     TOUCH_EXPLORATION,
323
324     // If the user moves their finger faster than the threshold velocity after a
325     // single tap, the touch events that follow will be translated into gesture
326     // events. If the user successfully completes a gesture within the grace
327     // period, the gesture will be interpreted and used to control the UI via
328     // discrete actions - currently by synthesizing key events corresponding to
329     // each gesture Otherwise, the collected gestures are discarded and the
330     // state changes to touch_exploration.
331     GESTURE_IN_PROGRESS,
332
333     // The user was in touch exploration, but has placed down another finger.
334     // If the user releases the second finger, a touch press and release
335     // will go through at the last touch explore location. If the user
336     // releases the touch explore finger, the touch press and release will
337     // still go through once the split tap finger is also lifted. If any
338     // fingers pressed past the first two, the touch press is cancelled and
339     // the user enters the wait state for the fingers to be removed.
340     TOUCH_EXPLORE_SECOND_PRESS,
341
342     // After the user double taps and holds with a single finger, all events
343     // for that finger are passed through, displaced by an offset. Adding
344     // extra fingers has no effect. This state is left when the user removes
345     // all fingers.
346     ONE_FINGER_PASSTHROUGH,
347
348     // If the user has pressed and held down the left corner past long press,
349     // then as long as they are holding the corner, all subsequent fingers
350     // registered will be in passthrough.
351     CORNER_PASSTHROUGH,
352
353     // If the user added another finger in SINGLE_TAP_PRESSED, or if the user
354     // has multiple fingers fingers down in any other state between
355     // passthrough, touch exploration, and gestures, they must release
356     // all fingers before completing any more actions. This state is
357     // generally useful for developing new features, because it creates a
358     // simple way to handle a dead end in user flow.
359     WAIT_FOR_NO_FINGERS,
360
361     // If the user is within the given bounds from an edge of the screen, not
362     // including corners, then the resulting movements will be interpreted as
363     // slide gestures.
364     SLIDE_GESTURE,
365
366     // If the user taps the screen with two fingers and releases both fingers
367     // before the grace period has passed, spoken feedback will be silenced.
368     TWO_FINGER_TAP,
369   };
370
371   enum ScreenLocation {
372     // Hot "edges" of the screen are each represented by a respective bit.
373     NO_EDGE = 0,
374     RIGHT_EDGE = 1 << 0,
375     TOP_EDGE = 1 << 1,
376     LEFT_EDGE = 1 << 2,
377     BOTTOM_EDGE = 1 << 3,
378     BOTTOM_LEFT_CORNER = LEFT_EDGE | BOTTOM_EDGE,
379     BOTTOM_RIGHT_CORNER = RIGHT_EDGE | BOTTOM_EDGE,
380   };
381
382   // Given a point, if it is within the given bounds of an edge, returns the
383   // edge. If it is within the given bounds of two edges, returns an int with
384   // both bits that represent the respective edges turned on. Otherwise returns
385   // SCREEN_CENTER.
386   int FindEdgesWithinBounds(gfx::Point point, float bounds);
387
388   // Set the state and modifies any variables related to the state change.
389   // (e.g. resetting the gesture provider).
390   void SetState(State new_state, const char* function_name);
391
392   void VlogState(const char* function_name);
393
394   void VlogEvent(const ui::TouchEvent& event, const char* function_name);
395
396   // Gets enum name from integer value.
397   const char* EnumStateToString(State state);
398
399   // Maps each single/multi finger swipe to the function that dispatches
400   // the corresponding key events.
401   void InitializeSwipeGestureMaps();
402
403   aura::Window* root_window_;
404
405   // Handles volume control. Not owned.
406   ui::TouchExplorationControllerDelegate* delegate_;
407
408   // A set of touch ids for fingers currently touching the screen.
409   std::vector<int> current_touch_ids_;
410
411   // Map of touch ids to their last known location.
412   std::map<int, gfx::PointF> touch_locations_;
413
414   // The current state.
415   State state_;
416
417   // A copy of the event from the initial touch press.
418   scoped_ptr<ui::TouchEvent> initial_press_;
419
420   // Map of touch ids to where its initial press occurred relative to the
421   // screen.
422   std::map<int, gfx::Point> initial_presses_;
423
424   // In one finger passthrough, the touch is displaced relative to the
425   // last touch exploration location.
426   gfx::Vector2d passthrough_offset_;
427
428   // Stores the most recent event from a finger that is currently not
429   // sending events through, but might in the future (e.g. before a finger
430   // enters double-tap-hold passthrough, we need to update its location.)
431   scoped_ptr<ui::TouchEvent> last_unused_finger_event_;
432
433   // The last synthesized mouse move event. When the user double-taps,
434   // we send the passed-through tap to the location of this event.
435   scoped_ptr<ui::TouchEvent> last_touch_exploration_;
436
437   // A timer that fires after the double-tap delay.
438   base::OneShotTimer<TouchExplorationController> tap_timer_;
439
440   // A timer that fires to enter passthrough.
441   base::OneShotTimer<TouchExplorationController> passthrough_timer_;
442
443   // A timer to fire an indicating sound when sliding to change volume.
444   base::RepeatingTimer<TouchExplorationController> sound_timer_;
445
446   // A default gesture detector config, so we can share the same
447   // timeout and pixel slop constants.
448   ui::GestureDetector::Config gesture_detector_config_;
449
450   // Gesture Handler to interpret the touch events.
451   scoped_ptr<ui::GestureProviderAura> gesture_provider_;
452
453   // The previous state entered.
454   State prev_state_;
455
456   // A copy of the previous event passed.
457   scoped_ptr<ui::TouchEvent> prev_event_;
458
459   // This toggles whether VLOGS are turned on or not.
460   bool VLOG_on_;
461
462   // When touch_exploration_controller gets time relative to real time during
463   // testing, this clock is set to the simulated clock and used.
464   base::TickClock* tick_clock_;
465
466   // Maps the number of fingers in a swipe to the resulting functions that
467   // dispatch key events.
468   std::map<int, base::Closure> left_swipe_gestures_;
469   std::map<int, base::Closure> right_swipe_gestures_;
470   std::map<int, base::Closure> up_swipe_gestures_;
471   std::map<int, base::Closure> down_swipe_gestures_;
472
473   DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(TouchExplorationController);
474 };
475
476 }  // namespace ui
477
478 #endif  // UI_CHROMEOS_TOUCH_EXPLORATION_CONTROLLER_H_