移动端高清、多屏适配方案
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移动端高清、多屏适配方案
musishui 发表于1年前
移动端高清、多屏适配方案
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摘要: 网上看到的移动端高清、多屏适配解决方案,摘抄下来,以备参考

背景

  • 开发移动端H5页面
  • 面对不同分辨率的手机
  • 面对不同屏幕尺寸的手机

视觉稿

在前端开发之前,视觉MM会给我们一个psd文件,称之为视觉稿。

对于移动端开发而言,为了做到页面高清的效果,视觉稿的规范往往会遵循以下两点:

  • 首先,选取一款手机的屏幕宽高作为基准(以前是iPhone4的320×480,现在更多的是iphone6的375×667)。
  • 对于retina屏幕(如: dpr=2),为了达到高清效果,视觉稿的画布大小会是基准的2倍,也就是说像素点个数是原来的4倍(对iphone6而言:原先的375×667,就会变成750×1334)。

问题:

  • 对于dpr=2的手机,为什么画布大小×2,就可以解决高清问题?
  • 对于2倍大小的视觉稿,在具体的css编码中如何还原每一个区块的真实宽高(也就是布局问题)?

带着问题,往下看…

一些概念

在进行具体的分析之前,首先得知道下面这些关键性基本概念(术语)。

物理像素(physical pixel)

一个物理像素是显示器(手机屏幕)上最小的物理显示单元,在操作系统的调度下,每一个设备像素都有自己的颜色值和亮度值。

设备独立像素(density-independent pixel)

设备独立像素(也叫密度无关像素),可以认为是计算机坐标系统中得一个点,这个点代表一个可以由程序使用的虚拟像素(比如: css像素),然后由相关系统转换为物理像素。

所以说,物理像素和设备独立像素之间存在着一定的对应关系,这就是接下来要说的设备像素比。

设备像素比(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,它的值可以用如下的公式的得到:

 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-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):

像素示例

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:

像素示例

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:

像素示例

针对上面的两个问题,我做了一个demo。 像素示例

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(如果看上去不明显,请下载原图)。

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;

  • img标签
width: 200px;
height: 300px;
  • 背景图片
width: 200px;
height: 300px;
background-image: url(image@2x.jpg);
background-size: 200px 300px; // 或者: background-size: contain;

这样的缺点,很明显,普通屏幕下:

  1. 同样下载了@2x的图片,造成资源浪费。
  2. 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

不论是通过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(点击预览),可以类似这样,进行图片裁剪:

// 200×200

示例图片 200*200

// 100×100

示例图片 100*100

(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:

示例图片

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):

示例图片

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。

看一下实现后的效果图对比(右图为优化过的):

TB1HPQwIpXXXXXgXXXXXXXXXXXX.jpg 效果对比图

然而,页面scale,必然会带来一些问题:

  1. 字体大小会被缩放
  2. 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:

  1. 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)。
  2. 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"]');
scale = 1 / dpr;
dpr = win.devicePixelRatio || 1;
rem = docEl.clientWidth * dpr / 10;
// 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:

  1. border: 1px问题
  2. 图片高清问题
  3. 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:

  1. 拿到的是一个针对iPhone6的高清视觉稿 750×1334
  2. 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:

  1. 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)。
  2. 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:

布局适配对比图

(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);

最后

上面对移动端H5高清和多屏适配的一些方案总结,和知识讲解,不对的地方,还请指出来。

参考文章

http://www.smashingmagazine.com/2012/08/20/towards-retina-web/

http://www.paintcodeapp.com/news/iphone-6-screens-demystified

http://www.inserthtml.com/2012/09/designing-retina-devices/

http://iconmoon.com/blog2/iphone-6-plus-screen-size/

http://dieulot.net/css-retina-hairline

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