移動端高清、多屏適配方案

背景

1. 開發移動端H5頁面
2. 面對不同解析度的手機
3. 面對不同螢幕尺寸的手機

視覺稿

在前端開發之前，視覺MM會給我們一個psd檔案，稱之為視覺稿。

對於移動端開發而言，為了做到頁面高清的效果，視覺稿的規範往往會遵循以下兩點：

1. 首先，選取一款手機的螢幕寬高作為基準(以前是iphone4的320×480，現在更多的是iphone6的375×667)。
2. 對於retina螢幕(如: dpr=2)，為了達到高清效果，視覺稿的畫布大小會是基準的2倍，也就是說畫素點個數是原來的4倍（對iphone6而言：原先的375×667，就會變成750×1334）。

問題：

1. 對於dpr=2的手機，為什麼畫布大小×2
   ，就可以解決高清問題？
2. 對於2倍大小的視覺稿，在具體的css編碼中如何還原每一個區塊的真實寬高(也就是佈局問題)?

帶著問題，往下看...

一些概念

在進行具體的分析之前，首先得知道下面這些關鍵性基本概念(術語)。

物理畫素(physical pixel)

一個物理畫素是顯示器(手機螢幕)上最小的物理顯示單元，在作業系統的排程下，每一個裝置畫素都有自己的顏色值和亮度值。

裝置獨立畫素(density-independent pixel)

裝置獨立畫素(也叫密度無關畫素)，可以認為是計算機座標系統中得一個點，這個點代表一個可以由程式使用的虛擬畫素(比如: css畫素)，然後由相關係統轉換為物理畫素。

所以說，物理畫素和裝置獨立畫素之間存在著一定的對應關係，這就是接下來要說的裝置畫素比。

裝置畫素比(device pixel ratio )

裝置畫素比(簡稱dpr)定義了物理畫素和裝置獨立畫素的對應關係，它的值可以按如下的公式的得到：

裝置畫素比 = 物理畫素 / 裝置獨立畫素 // 在某一方向上，x方向或者y方向

在javascript中，可以通過window.devicePixelRatio獲取到當前裝置的dpr。

在css中，可以通過-webkit-device-pixel-ratio，-webkit-min-device-pixel-ratio和 -webkit-max-device-pixel-ratio

進行媒體查詢，對不同dpr的裝置，做一些樣式適配(這裡只針對webkit核心的瀏覽器和webview)。

綜合上面幾個概念，一起舉例說明下：

以iphone6為例：

1. 裝置寬高為375×667，可以理解為裝置獨立畫素(或css畫素)。
2. dpr為2，根據上面的計算公式，其物理畫素就應該×2，為750×1334。

用一張圖來表現，就是這樣(原諒我的盜圖)：

上圖中可以看出，對於這樣的css樣式：

width: 2px;
height: 2px;

在不同的螢幕上(普通螢幕 vs retina螢幕)，css畫素所呈現的大小(物理尺寸)是一致的，不同的是1個css畫素所對應的物理畫素個數是不一致的。

在普通螢幕下，1個css畫素 對應 1個物理畫素(1:1)。
在retina 螢幕下，1個css畫素對應 4個物理畫素(1:4)。

點陣圖畫素

一個位影象素是柵格影象(如：png, jpg, gif等)最小的資料單元。每一個位影象素都包含著一些自身的顯示資訊(如：顯示位置，顏色值，透明度等)。

談到這裡，就得說一下，retina下圖片的展示情況？

理論上，1個位影象素對應於1個物理畫素，圖片才能得到完美清晰的展示。

在普通螢幕下是沒有問題的，但是在retina螢幕下就會出現點陣圖畫素點不夠，從而導致圖片模糊的情況。

用一張圖來表示：

如上圖：對於dpr=2的retina螢幕而言，1個位影象素對應於4個物理畫素，由於單個位影象素不可以再進一步分割，所以只能就近取色，從而導致圖片模糊(注意上述的幾個顏色值)。

所以，對於圖片高清問題，比較好的方案就是兩倍圖片(@2x)。

如：200×300(css pixel)img標籤，就需要提供400×600的圖片。

如此一來，點陣圖畫素點個數就是原來的4倍，在retina螢幕下，點陣圖畫素點個數就可以跟物理畫素點個數形成 1 : 1的比例，圖片自然就清晰了(這也解釋了之前留下的一個問題，為啥視覺稿的畫布大小要×2？)。

這裡就還有另一個問題，如果普通螢幕下，也用了兩倍圖片，會怎樣呢？

很明顯，在普通螢幕下，200×300(css pixel)img標籤，所對應的物理畫素個數就是200×300個，而兩倍圖片的點陣圖畫素個數則是200×300*4，所以就出現一個物理畫素點對應4個位影象素點，所以它的取色也只能通過一定的演算法(顯示結果就是一張只有原影象素總數四分之一，我們稱這個過程叫做downsampling)，肉眼看上去雖然圖片不會模糊，但是會覺得圖片缺少一些銳利度，或者是有點色差(但還是可以接受的)。

用一張圖片來表示：

針對上面的兩個問題，我做了一個demo(內網訪問)狂戳這裡。

demo中，100×100的圖片，分別放在100×100，50×50，25×25的img容器中，在retina螢幕下的顯示效果。

條形圖，通過放大鏡其實可以看出邊界畫素點取值的不同：

• 圖1，就近取色，色值介於紅白之間，偏淡，圖片看上去會模糊(可以理解為圖片拉伸)。
• 圖2，沒有就近取色，色值要麼是紅，要麼是白，圖片看上去很清晰。
• 圖3，就近取色，色值介於紅白之間，偏重，圖片看上去有色差，缺少銳利度(可以理解為圖片擠壓)。

愛字圖，可以通過看文字"愛"來區分圖片模糊還是清晰。

(ps：如果看上去不明顯，可以用手機掃碼網頁(內網地址)或者點選原圖看會更直觀點。

幾個問題

這裡說一下，移動端H5開發，在不同解析度，不同螢幕手機下會遇到的幾個經典問題。

retina下，圖片高清問題

這個問題上面已經介紹過解決方案了：兩倍圖片(@2x)，然後圖片容器縮小50%。

如：圖片大小，400×600;

1.img標籤

width: 200px;
height: 300px;

2.背景圖片

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

這樣的缺點，很明顯，普通螢幕下：

1. 同樣下載了@2x的圖片，造成資源浪費。
2. 圖片由於downsampling，會失去了一些銳利度(或是色差)。

所以最好的解決辦法是：不同的dpr下，載入不同的尺寸的圖片。

不管是通過css媒體查詢，還是通過javascript條件判斷都是可以的。

那麼問題來了，這樣的話，不就是要準備兩套圖片了嘛？(@1x 和@2x)

我想，做的好的公司，都會有這麼一個圖片伺服器，通過url獲取引數，然後可以控制圖片質量，也可以將圖片裁剪成不同的尺寸。

所以我們只需上傳大圖(@2x)，其餘小圖都交給圖片伺服器處理，我們只要負責拼接url即可。

如，這樣一張原圖：

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

可以類似這樣，進行圖片裁剪：

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

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

(ps: 當然裁剪只是對原圖的等比裁剪，得保證圖片的清晰嘛~)

retina下，border: 1px問題

這大概是設計師最敏感，最關心的問題了。

首先得說一下，為什麼存在retina下，border: 1px這一說？

我們正常的寫css，像這樣border: 1px;，在retina螢幕下，會有什麼問題嗎？

先來，來看看下面的圖：

上面兩張圖分別是在iphone3gs(dpr=1)和iphone5(dpr=2)下面的測試效果，對比來看，對於1px的border的展示，它們是一致的，並無區別。

那麼retina顯示屏的優勢在哪裡，設計師為何覺得高清屏下(右圖)這個線條粗呢？明明和左右一樣的~

還是通過一張圖來解釋(原諒我再次盜圖)：

上圖中，對於一條1px寬的直線，它們在螢幕上的物理尺寸(灰色區域)的確是相同的，不同的其實是螢幕上最小的物理顯示單元，即物理畫素，所以對於一條直線，iphone5它能顯示的最小寬度其實是圖中的紅線圈出來的灰色區域，用css來表示，理論上說是0.5px。

所以，設計師想要的retina下border: 1px;，其實就是1物理畫素寬，對於css而言，可以認為是border: 0.5px;，這是retina下(dpr=2)下能顯示的最小單位。

然而，無奈並不是所有手機瀏覽器都能識別border: 0.5px;，ios7以下，android等其他系統裡，0.5px會被當成為0px處理，那麼如何實現這0.5px呢？

最簡單的一個做法就是這樣(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;
}

我們照常寫border-bottom: 1px solid #ddd;，然後通過transform: scaleY(.5)縮小0.5倍來達到0.5px的效果，但是這樣hack實在是不夠通用(如：圓角等)，寫起來也麻煩。

當然還有其他好多hack方法，網上都可以搜尋到，但是各有利弊，這裡比較推薦的還是頁面scale的方案，是比較通用的，幾乎滿足所有場景。

對於iphone5(dpr=2)，新增如下的meta標籤，設定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">

這樣，頁面中的所有的border: 1px都將縮小0.5，從而達到border: 0.5px;的效果。

有人擔心頁面scale後會影響效能，@妙淨同學做過效能測試，見這裡(內網地址)。

看一下實現後的效果圖對比(右圖為優化過的)：

(ps: 圖片被壓縮過，可能看上去並不明顯，可以用手機掃碼或者點選這裡(內網地址)對比看看)

然而，頁面scale，必然會帶來一些問題：

1. 字型大小會被縮放
2. 頁面佈局會被縮放(如: div的寬高等)

這兩個問題後面講到...

多屏適配佈局問題

移動端佈局，為了適配各種大屏手機，目前最好用的方案莫過於使用相對單位rem。

基於rem的原理，我們要做的就是: 針對不同手機螢幕尺寸和dpr動態的改變根節點html的font-size大小(基準值)。

這裡我們提取了一個公式(rem表示基準值)

rem = document.documentElement.clientWidth * dpr / 10

說明：

1. 乘以dpr，是因為頁面有可能為了實現1px border頁面會縮放(scale) 1/dpr 倍(如果沒有，dpr=1),。
2. 除以10，是為了取整，方便計算(理論上可以是任何值)

所以就像下面這樣，html的font-size可能會：

iphone3gs: 320px / 10 = 32px

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

iphone6: 375px * 2 / 10 = 75px

對於動態改變根節點html的font-size，我們可以通過css做，也可以通過javascript做。

css方式，可以通過裝置寬度來媒體查詢來改變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;}
}
*/

缺點：通過裝置寬度範圍區間這樣的媒體查詢來動態改變rem基準值，其實不夠精確，比如：寬度為360px 和 寬度為320px的手機，因為屏寬在同一範圍區間內(<375px)，所以會被同等對待(rem基準值相同)，而事實上他們的螢幕寬度並不相等，它們的佈局也應該有所不同。最終，結論就是：這樣的做法，沒有做到足夠的精確，但是夠用。

javascript方式，通過上面的公式，計算出基準值rem，然後寫入樣式，大概如下(程式碼參考自kimi的m-base模組)

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;


// 設定viewport，進行縮放，達到高清效果
metaEl.setAttribute('content', 'width=' + dpr * docEl.clientWidth + ',initial-scale=' + scale + ',maximum-scale=' + scale + ', minimum-scale=' + scale + ',user-scalable=no');

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

// 動態寫入樣式
docEl.firstElementChild.appendChild(fontEl);
fontEl.innerHTML = 'html{font-size:' + rem + 'px!important;}';

// 給js呼叫的，某一dpr下rem和px之間的轉換函式
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;

這種方式，可以精確地算出不同螢幕所應有的rem基準值，缺點就是要載入這麼一段js程式碼，但個人覺得是這是目前最好的方案了。

因為這個方案同時解決了三個問題：

1. border: 1px問題
2. 圖片高清問題
3. 螢幕適配佈局問題

說到佈局，自然就得回答一下最初的留下的那個問題：如何在css編碼中還原視覺稿的真實寬高？

前提條件：

1. 拿到的是一個針對iphone6的高清視覺稿 750×1334
2. 採用上述的高清方案(js程式碼)。

如果有一個區塊，在psd檔案中量出：寬高750×300px的div，那麼如何轉換成rem單位呢？

公式如下：

rem = px / 基準值;

對於一個iphone6的視覺稿，它的基準值就是75(之前有提到);

所以，在確定了視覺稿(即確定了基準值)後，通常我們會用less寫一個mixin，像這樣：

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

所以，對於寬高750×300px的div，我們用less就這樣寫：

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

轉換成html，就是這樣：

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

最後因為dpr為2，頁面scale了0.5，所以在手機螢幕上顯示的真實寬高應該是375×150px，就剛剛好。

倘若頁面並沒有scale 0.5，我們的程式碼就得這樣：

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

這樣的寬高，我們往往是這樣得來的：

1. 將750×1334的視覺稿轉成375×667的大小後，再去量這個區塊的大小(感覺好傻)。
2. 在750×1334量得區塊寬高是750×300px後，再口算除以2(感覺好麻煩)。

最後給出一張沒有佈局適配(上圖)和用rem佈局適配(下圖)的對比圖：

(上面的手機分別是：iphone3gs, iphone5, iphone6)

很明顯可以看出，rem適配的各個區塊的寬高都會隨著手機屏寬而改變，最最明顯的可以看一下圖片列表那部分，最後一張圖視覺稿要求只出現一點點，rem佈局在任何螢幕下都顯示的很好。

相關推薦