术语和概念

  • Screen size 屏幕尺寸

    • 又称「屏幕大小」，是屏幕对角线的物理尺寸。

    • 单位英寸 inch，比如 Samsung Note4 是 5.7 英寸。

  • Resolution 屏幕分辨率
- 屏幕纵横方向上物理像素的总数，比如 Samsung Note4 是 2560x1440，表示纵向有 2560 个像素，横向有 1440 个像素。

- pixel 简写 px。
  • Screen density 屏幕密度
- 屏幕物理区域中的像素量（quantity of pixels）。

- 单位 dpi（dots per inch）。 

- 计算公式：对角线上的像素个数 / 屏幕尺寸，(2560^2 + 1440^2)^(1/2) / 5.7 = 515.3。

- 六种通用密度：low, medium, high, extra-high, extra-extra-high, and extra-extra-extra-high.

- **160 dpi 是基线密度**（baseline density、mdpi）。
  • Orientation 方向
- 从用户视角看屏幕的方向，即横屏还是竖屏（landscape or portrait），分别表示屏幕的纵横比（screen's aspect ratio）是宽还是高。

  • Density-independent pixel (dp) 密度无关像素

    • 1dp = 1 px on a 160 dpi screen。

    • dp 单位转换为 px： px = dp * (dpi / 160)，最后一节“不要使用硬编码的像素值”通过代码给出更详细的说明。

    • 应用的 UI 时应始终使用 dp 单位。

如何支持多种屏幕

屏幕尺寸和分辨率是用户关心的参数，尺寸越大用户看到的越多、分辨率越高显示越细腻。

屏幕密度是一个物理概念，由屏幕尺寸和分辨率决定。

而 密度独立性 Density independence(dp) 是 Android 为了解决屏幕碎片化而抽象出的一个概念，以 在各种密度的屏幕上保持 UI 元素的物理尺寸（从用户的视角）。

而对于开发者，应只关注屏幕尺寸和密度：

为不同的屏幕尺寸提供替代 layouts

即使是固定为横屏的 App，也不能仅仅通过配置修饰符 -land/ 指定布局文件，因为手机和平板的屏幕尺寸不同，UI 元素的尺寸和位置需要根据屏幕大小设计，所以布局文件也可能需要 2 份，以更合理地利用屏幕空间，实践中常使用 w<N>dp 限定。但如果大屏 UI Spec 仅仅是小屏的放大（UI 元素，间距等），位置并没有变化，那么只需要 1 份布局文件。

但不论是 1 or 2 份布局文件，dimens 是必须提供 2 份的。实践中仍是使用 w<N>dp 限定。密度限定符是为了图片适配，为 dimens 使用密度限定符非常多余。

  • 特别是横屏或者平板应用，需要调整 UI 元素的位置和尺寸，以利用屏幕空间（比如，竖屏时置于底部的 UI 在横屏时应位于屏幕右侧）；

  • 系统提供了 4 种屏幕尺寸限定符：small, normal,large, xlarge，Androd 3.2+ 后被弃用。

  • 新尺寸限定符（size qualifiers）：smallestWidth sw<N>dp, Available screen width w<N>dp, Available screen height h<N>dp.

  • w<N>dp 主要用于横屏、多窗格（Multi-pane）；而 h<N>dp 很少被用到，因为 UI 垂直滚动，高度更具弹性；sw<N>dp 不考虑屏幕方向，只考虑一个最小尺寸。

  • 新技术基于布局需要的空间量（the amount of space your layout needs，例如 600dp 宽），而不是尝试让您的布局容纳通用化的尺寸组 （例如大或超大）。在设计 UI 时， 主要关注的可能是 App 在 handset-style UI 与 tablet-style UI that uses multiple panes 之间切换时的实际尺寸。

  • 方向限定符（Orientation qualifiers）：land 用于横屏 landscape，port 用于竖屏 portrait（默认）。

为不同的屏幕密度提供替代 bitmap images

  • 系统通过密度限定符（density qualifiers）查找匹配的资源目录，包括 ldpi、mdpi、hdpi、xhdpi、xxhdpi 和 xxxhdpi。

  • 如果设备屏幕密度是 xxhdpi，那么包含 xxhdpi 限定符（例如 drawable-xxhdpi/）的密度特定目录（density-specific directory）可能是最佳匹配项。

  • 如果密度特定目录中没有匹配资源，系统不一定使用默认资源（drawable/），而是使用其它密度特定目录进行缩放，但这可能导致模糊、变形。具体是怎样查找的，更多阅读 《Android 如何查找最佳匹配资源 How Android Finds the Best-matching Resource.》。

  • Nine-Patch bitmap file（九宫格位图文件）只拉伸指定的区域。

  • 应遵循六种通用密度之间的 0.75 : 1 : 1.5 : 2 : 3 : 4 缩放比率，更多阅读 《Icon Design Guidelines》.

  • 这篇文档中有句话，不要感到困惑，因为已经过时了：

    对启动程序图标以外的 UI 元素不应使用 xxxhdpi 限定符。You should not use the xxxhdpiqualifier for UI elements other than the launcher icon. 引用自《Supporting Multiple Screens》 ; Choosing to add xxxhdpi versions for the rest of your assets will provide a sharper visual experience（更清晰的视觉体验） on the Nexus 6, but does increase apk size, so you should make an appropriate decision for your app. 引用自 《Getting Your Apps Ready for Nexus 6 and Nexus 9》2014/10/23。

以适当的 dp 值、wrap_content、match_parent 指定所有布局尺寸值，字体使用 sp(scale-independent pixel)

  • 上述 size, density qualifiers 也可以用于 values-<qualifier>.

不要使用硬编码的像素值（hard-coded pixel values）

  • Android 系统使用像素作为表示尺寸或坐标值的标准单位，例如 View.getWidth() 返回的是 px。

  • 将 dp 单位转换为像素单位：

      /**
   * Convert the dps to pixels, based on density scale
   * @param dp value expressed in dps
   * @return value expressed in pixels
   */
  private int dpToPixel(int dp) {
     // Get the screen's density scaling factor
     float scale = getResources().getDisplayMetrics().density;
     // Add 0.5f to round the figure up to the nearest whole number
     return (int) (dp * scale + 0.5f);
  }

  • 获取 Screen Density (dpi)，例如 Samsung Note4 screen density is 640，这个数字被称为 quantized density, 然而屏幕密度的物理值是 515（计算公式见“术语和概念”一节），这个数字被称为 physical density。

      getResources().getDisplayMetrics().densityDpi;

  weiyi$ adb shell cat /system/build.prop | grep density

  weiyi$ adb shell getprop ro.sf.lcd_density
  ro.sf.lcd_density=640
  • physical density 就是由物理参数决定的，而 quantized density 是有厂商决定的，这个值一般是屏幕密度分组的「上限值」：120，160，240，320，480，640. quantized density 决定了 图片缩放系数 Image Scaling Factor (ISF)：
    DisplayMetrics().density
    ISF = ro.sf.lcd_density / 160

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