Mobile terminal, multi-screen size HD screen retina screen adaptation solutions

End mobile high-definition, multi-screen adaptation scheme

background

The development of mobile end H5 page
Face different resolutions of mobile phone
Faced with different screen sizes of mobile phone

Visual artwork

Prior front-end development, will give us a visual MM psd file, called 视觉稿.

For mobile terminal development, in order to achieve the effect of high-definition page, visual draft norms tend to follow the following two points:

First, select a mobile phone 屏幕宽高as 基准(formerly the iphone4 320×480, now more iphone6's 375×667).
For retina screen (eg: dpr = 2), in order to achieve the effect of high-definition, the size of the visual canvas would be issued 基准to 2倍, that is to say the original number of pixels 4倍(for iphone6 terms: The original 375 × 667, will become to 750 × 1334).

problem:

For dpr = 2 mobile phone, why canvas size ×2, you can solve the problem definition?
For 2 times the size of the visual artwork, how to restore each block in a particular css coding 真实宽高(ie layout problems)?

With questions, read on ...

Some concepts

Before specific analysis is performed, the key must first know the basic concepts below (the term).

Physical pixel (physical pixel)

It is a physical pixel on the display (the phone screen) minimum physical display unit, under the operating system scheduler, each device has its own color pixel values and luminance values.

Device independent pixels (density-independent pixel)

Device-independent pixels (also called density-independent pixels) can be considered to obtain a computer point coordinate system, this point represents a virtual pixels that can be used by the program (for example: css pixels), then the system is converted by the relevant physical pixels.

So, there is between the physical pixels and device independent pixels certain 对应关系, this is going to say 设备像素比.

Than the device pixels (device pixel ratio)

设备像素比(简称dpr)定义了物理像素和设备独立像素的对应关系，它的值可以按如下的公式的得到：

设备像素比 = 物理像素 / 设备独立像素 // 在某一方向上，x方向或者y方向

在javascript中，可以通过window.devicePixelRatio获取到当前设备的dpr。

在css中，可以通过-webkit-device-pixel-ratio，-webkit-min-device-pixel-ratio和 -webkit-max-device-pixel-ratio进行媒体查询，对不同dpr的设备，做一些样式适配(这里只针对webkit内核的浏览器和webview)。

综合上面几个概念，一起举例说明下：

以iphone6为例：

设备宽高为375×667，可以理解为设备独立像素(或css像素)。
dpr为2，根据上面的计算公式，其物理像素就应该×2，为750×1334。

用一张图来表现，就是这样(原谅我的盗图)：

上图中可以看出，对于这样的css样式：

width: 2px;
height: 2px;

在不同的屏幕上(普通屏幕 vs retina屏幕)，css像素所呈现的大小(物理尺寸)是一致的，不同的是1个css像素所对应的物理像素个数是不一致的。

在普通屏幕下，1个css像素对应 1个物理像素(1:1)。
在retina 屏幕下，1个css像素对应 4个物理像素(1:4)。

位图像素

一个位图像素是栅格图像(如：png, jpg, gif等)最小的数据单元。每一个位图像素都包含着一些自身的显示信息(如：显示位置，颜色值，透明度等)。

谈到这里，就得说一下，retina下图片的展示情况？

理论上，1个位图像素对应于1个物理像素，图片才能得到完美清晰的展示。

在普通屏幕下是没有问题的，但是在retina屏幕下就会出现位图像素点不够，从而导致图片模糊的情况。

用一张图来表示：

如上图：对于dpr=2的retina屏幕而言，1个位图像素对应于4个物理像素，由于单个位图像素不可以再进一步分割，所以只能就近取色，从而导致图片模糊(注意上述的几个颜色值)。

所以，对于图片高清问题，比较好的方案就是两倍图片(@2x)。

如：200×300(css pixel)img标签，就需要提供400×600的图片。

如此一来，位图像素点个数就是原来的4倍，在retina屏幕下，位图像素点个数就可以跟物理像素点个数形成 1 : 1的比例，图片自然就清晰了(这也解释了之前留下的一个问题，为啥视觉稿的画布大小要×2？)。

这里就还有另一个问题，如果普通屏幕下，也用了两倍图片，会怎样呢？

很明显，在普通屏幕下，200×300(css pixel)img标签，所对应的物理像素个数就是200×300个，而两倍图片的位图像素个数则是200×300*4，所以就出现一个物理像素点对应4个位图像素点，所以它的取色也只能通过一定的算法(显示结果就是一张只有原图像素总数四分之一，我们称这个过程叫做downsampling)，肉眼看上去虽然图片不会模糊，但是会觉得图片缺少一些锐利度，或者是有点色差(但还是可以接受的)。

用一张图片来表示：

针对上面的两个问题，我做了一个demo(内网访问)狂戳这里。

demo中，100×100的图片，分别放在100×100，50×50，25×25的img容器中，在retina屏幕下的显示效果。

条形图，通过放大镜其实可以看出边界像素点取值的不同：

图1，就近取色，色值介于红白之间，偏淡，图片看上去会模糊(可以理解为图片拉伸)。
图2，没有就近取色，色值要么是红，要么是白，图片看上去很清晰。
图3，就近取色，色值介于红白之间，偏重，图片看上去有色差，缺少锐利度(可以理解为图片挤压)。

爱字图，可以通过看文字"爱"来区分图片模糊还是清晰。

(ps：如果看上去不明显，可以用手机扫码网页(内网地址)或者点击原图看会更直观点。

几个问题

这里说一下，移动端H5开发，在不同分辨率，不同屏幕手机下会遇到的几个经典问题。

retina下，图片高清问题

这个问题上面已经介绍过解决方案了：两倍图片(@2x)，然后图片容器缩小50%。

如：图片大小，400×600;

1.img标签

width: 200px;
height: 300px;

2.背景图片

width: 200px;
height: 300px;
background-image: url([email protected]);
background-size: 200px 300px; // 或者: background-size: contain;

这样的缺点，很明显，普通屏幕下：

同样下载了@2x的图片，造成资源浪费。
图片由于downsampling，会失去了一些锐利度(或是色差)。

所以最好的解决办法是：不同的dpr下，加载不同的尺寸的图片。

不管是通过css媒体查询，还是通过javascript条件判断都是可以的。

那么问题来了，这样的话，不就是要准备两套图片了嘛？(@1x 和@2x)

我想，做的好的公司，都会有这么一个图片服务器，通过url获取参数，然后可以控制图片质量，也可以将图片裁剪成不同的尺寸。

所以我们只需上传大图(@2x)，其余小图都交给图片服务器处理，我们只要负责拼接url即可。

如，这样一张原图：

https://img.alicdn.com/tps/TB1AGMmIpXXXXafXpXXXXXXXXXX.jpg // 原图

可以类似这样，进行图片裁剪：

// 200×200
https://img.alicdn.com/tps/TB1AGMmIpXXXXafXpXXXXXXXXXX.jpg_200x200.jpg

// 100×100
https://img.alicdn.com/tps/TB1AGMmIpXXXXafXpXXXXXXXXXX.jpg_100x100.jpg

(ps: 当然裁剪只是对原图的等比裁剪，得保证图片的清晰嘛~)

retina下，border: 1px问题

这大概是设计师最敏感，最关心的问题了。

首先得说一下，为什么存在retina下，border: 1px这一说？

我们正常的写css，像这样border: 1px;，在retina屏幕下，会有什么问题吗？

先来，来看看下面的图：

上面两张图分别是在iphone3gs(dpr=1)和iphone5(dpr=2)下面的测试效果，对比来看，对于1px的border的展示，它们是一致的，并无区别。

那么retina显示屏的优势在哪里，设计师为何觉得高清屏下(右图)这个线条粗呢？明明和左右一样的~

还是通过一张图来解释(原谅我再次盗图)：

上图中，对于一条1px宽的直线，它们在屏幕上的物理尺寸(灰色区域)的确是相同的，不同的其实是屏幕上最小的物理显示单元，即物理像素，所以对于一条直线，iphone5它能显示的最小宽度其实是图中的红线圈出来的灰色区域，用css来表示，理论上说是0.5px。

所以，设计师想要的retina下border: 1px;，其实就是1物理像素宽，对于css而言，可以认为是border: 0.5px;，这是retina下(dpr=2)下能显示的最小单位。

然而，无奈并不是所有手机浏览器都能识别border: 0.5px;，ios7以下，android等其他系统里，0.5px会被当成为0px处理，那么如何实现这0.5px呢？

最简单的一个做法就是这样(元素scale)：

.scale{
    position: relative;
}
.scale:after{
    content:"";
    position: absolute;
    bottom:0px;
    left:0px;
    right:0px;
    border-bottom:1px solid #ddd;
    -webkit-transform:scaleY(.5);
    -webkit-transform-origin:0 0;
}

我们照常写border-bottom: 1px solid #ddd;，然后通过transform: scaleY(.5)缩小0.5倍来达到0.5px的效果，但是这样hack实在是不够通用(如：圆角等)，写起来也麻烦。

当然还有其他好多hack方法，网上都可以搜索到，但是各有利弊，这里比较推荐的还是页面scale的方案，是比较通用的，几乎满足所有场景。

对于iphone5(dpr=2)，添加如下的meta标签，设置viewport(scale 0.5)：

<meta name="viewport" content="width=640,initial-scale=0.5,maximum-scale=0.5, minimum-scale=0.5,user-scalable=no">

这样，页面中的所有的border: 1px都将缩小0.5，从而达到border: 0.5px;的效果。

有人担心页面scale后会影响性能，@妙净同学做过性能测试，见这里(内网地址)。

看一下实现后的效果图对比(右图为优化过的)：

(ps: 图片被压缩过，可能看上去并不明显，可以用手机扫码或者点击这里(内网地址)对比看看)

然而，页面scale，必然会带来一些问题：

字体大小会被缩放
页面布局会被缩放(如: div的宽高等)

这两个问题后面讲到...

多屏适配布局问题

移动端布局，为了适配各种大屏手机，目前最好用的方案莫过于使用相对单位rem。

基于rem的原理，我们要做的就是: 针对不同手机屏幕尺寸和dpr动态的改变根节点html的font-size大小(基准值)。

这里我们提取了一个公式(rem表示基准值)

rem = document.documentElement.clientWidth * dpr / 10

说明：

乘以dpr，是因为页面有可能为了实现1px border页面会缩放(scale) 1/dpr 倍(如果没有，dpr=1),。
除以10，是为了取整，方便计算(理论上可以是任何值)

所以就像下面这样，html的font-size可能会：

iphone3gs: 320px / 10 = 32px

iphone4/5: 320px * 2 / 10 = 64px

iphone6: 375px * 2 / 10 = 75px

对于动态改变根节点html的font-size，我们可以通过css做，也可以通过javascript做。

css方式，可以通过设备宽度来媒体查询来改变html的font-size：

html{font-size: 32px;}
//iphone 6 
@media (min-device-width : 375px) {
   html{font-size: 64px;}
}
// iphone6 plus 
@media (min-device-width : 414px) {
    html{font-size: 75px;}
}
*/

缺点：通过设备宽度范围区间这样的媒体查询来动态改变rem基准值，其实不够精确，比如：宽度为360px 和宽度为320px的手机，因为屏宽在同一范围区间内(<375px)，所以会被同等对待(rem基准值相同)，而事实上他们的屏幕宽度并不相等，它们的布局也应该有所不同。最终，结论就是：这样的做法，没有做到足够的精确，但是够用。

javascript方式，通过上面的公式，计算出基准值rem，然后写入样式，大概如下(代码参考自kimi的m-base模块)

var dpr, rem, scale;
var docEl = document.documentElement;
var fontEl = document.createElement('style');
var metaEl = document.querySelector('meta[name="viewport"]');

dpr = window.devicePixelRatio || 1;
rem = docEl.clientWidth * dpr / 10;
scale = 1 / dpr;


// 设置viewport，进行缩放，达到高清效果
metaEl.setAttribute('content', 'width=' + dpr * docEl.clientWidth + ',initial-scale=' + scale + ',maximum-scale=' + scale + ', minimum-scale=' + scale + ',user-scalable=no');

// 设置data-dpr属性，留作的css hack之用
docEl.setAttribute('data-dpr', dpr);

// 动态写入样式
docEl.firstElementChild.appendChild(fontEl);
fontEl.innerHTML = 'html{font-size:' + rem + 'px!important;}';

// 给js调用的，某一dpr下rem和px之间的转换函数
window.rem2px = function(v) {
v = parseFloat(v);
return v * rem;
};
window.px2rem = function(v) {
    v = parseFloat(v);
    return v / rem;
};

window.dpr = dpr;
window.rem = rem;

这种方式，可以精确地算出不同屏幕所应有的rem基准值，缺点就是要加载这么一段js代码，但个人觉得是这是目前最好的方案了。

因为这个方案同时解决了三个问题：

border: 1px问题
图片高清问题
屏幕适配布局问题

说到布局，自然就得回答一下最初的留下的那个问题：如何在css编码中还原视觉稿的真实宽高？

前提条件：

拿到的是一个针对iphone6的高清视觉稿 750×1334
采用上述的高清方案(js代码)。

如果有一个区块，在psd文件中量出：宽高750×300px的div，那么如何转换成rem单位呢？

公式如下：

rem = px / 基准值;

对于一个iphone6的视觉稿，它的基准值就是75(之前有提到);

所以，在确定了视觉稿(即确定了基准值)后，通常我们会用less写一个mixin，像这样：

// 例如: .px2rem(height, 80);
.px2rem(@name, @px){
    @{name}: @px / 75 * 1rem;
}

所以，对于宽高750×300px的div，我们用less就这样写：

.px2rem(width, 750);
.px2rem(height, 300);

转换成html，就是这样：

width: 10rem; // -> 750px
height: 4rem; // -> 300px

最后因为dpr为2，页面scale了0.5，所以在手机屏幕上显示的真实宽高应该是375×150px，就刚刚好。

倘若页面并没有scale 0.5，我们的代码就得这样：

.px2rem(width, 375);
.px2rem(height, 150);

这样的宽高，我们往往是这样得来的：

将750×1334的视觉稿转成375×667的大小后，再去量这个区块的大小(感觉好傻)。
在750×1334量得区块宽高是750×300px后，再口算除以2(感觉好麻烦)。

最后给出一张没有布局适配(上图)和用rem布局适配(下图)的对比图：

(上面的手机分别是：iphone3gs, iphone5, iphone6)

很明显可以看出，rem适配的各个区块的宽高都会随着手机屏宽而改变，最最明显的可以看一下图片列表那部分，最后一张图视觉稿要求只出现一点点，rem布局在任何屏幕下都显示的很好。

字体大小问题

既然上面的方案会使得页面缩放(scale)，对于页面区块的宽高，我们可以依赖高清视觉稿，因为视觉稿本来就×2了，我们直接量就可以了，那么对于字体该如何处理呢？

对于字体缩放问题，设计师原本的要求是这样的：任何手机屏幕上字体大小都要统一，所以我们针对不同的分辨率(dpr不同)，会做如下处理：

font-size: 16px;
[data-dpr="2"] input {
  font-size: 32px;
}

(注意，字体不可以用rem，误差太大了，且不能满足任何屏幕下字体大小相同)

为了方便，我们也会用less写一个mixin：

.px2px(@name, @px){
    @{name}: round(@px / 2) * 1px;
    [data-dpr="2"] & {
        @{name}: @px * 1px;
    }
    // for mx3
    [data-dpr="2.5"] & {
        @{name}: round(@px * 2.5 / 2) * 1px;
    }
    // for 小米note
    [data-dpr="2.75"] & {
        @{name}: round(@px * 2.75 / 2) * 1px;
    }
    [data-dpr="3"] & {
        @{name}: round(@px / 2 * 3) * 1px
    }
    // for 三星note4
    [data-dpr="4"] & {
        @{name}: @px * 2px;
    }
}

(注意：html的data-dpr属性就是之前js方案里面有提到的，这里就有用处了)

根据经验和测试，还是会出现这些奇奇葩葩的dpr，这里做了统一兼容~

用的时候，就像这样：

.px2px(font-size, 32);

当然对于其他css属性，如果也要求不同dpr下都保持一致的话，也可以这样操作，如：

.px2px(padding, 20);
.px2px(right, 8);

参考文章

转载自：http://div.io/topic/1092?from=singlemessage&isappinstalled=1

kormondor

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