关于移动端适配的一些问题(笔记)

移动端适配，经常遇到的问题。首先要分清 设备独立像素、CSS像素、DPR、PPI、DIP 概念和区别。

• 基础概念
• 字体大小区别
• 1px 问题
• UI 图完美适配方案
• iPhoneX 适配方案
• 横屏适配
• 高清屏图片模糊的问题

理解问题产生的原因，可以更好的解决问题。

一、基本概念

1.1 英寸（inch）

一般用英寸来描述屏幕的大小，如手机 5.7、6.5 等使用的单位都是英寸。

屏幕的尺寸指定是对角线的长度。

1.2 分辨率

分辨率一般分为两种：屏幕分辨率和图片分辨率。

屏幕分辨率是指一块屏幕上有多少个像素点。如： iPhone 11 Max Pro 的分辨率是 2688 x 1242 ，表示的是屏幕在水平和垂直方向上像素点数。

图像分辨率是指图片含有的 像素数 ，比如一张分辨率为 1080*768 ，表示图片在垂直和水平方向上所具备的像素点数。

1.3 每英寸像素（PPI）

PPI 表示每英寸中像素的数目，确切的说是像素密度，对于屏幕来说是指每英寸物理像素的数目及显示器设备的点距。数值越高，代表显示器的显示密度越高。

PPI = \frac{\sqrt{水平像素点数^2+垂直像素点数^2}}{尺寸}

以 iPhone 11 Max pro 为例。

\frac{\sqrt{2688^2+1242^2}}{6.5} ≈ 455

那么屏幕每英寸约有 455 个物理像素点。实际尺寸不到6.5。

1.4 DPI

DPI：每英寸包含的点数，是一个抽象单位，可以是屏幕像素点、图片像素点也可以是打印机墨点。当 DPI 描述屏幕和图片时与 PPI 等价。

1.5 设备独立像素（DIP）

设备独立像素，也称为逻辑像素，简称 DIP。

用来告诉不同分辨率的手机，它们在界面上显示元素的大小是多少。

1.6 设备像素（DP）

设备像素（Device Pixels，px）,又称为物理像素，是指显示屏上的一个个物理点。物理像素的点大小是固定的，单位是 pt 。每块屏幕的物理像素多少在出厂时已经确定。 pt 在 CSS 单位中属于真正的 绝对单位 。 1pt = 1/72(inch) 一英寸等于2.54厘米。例如： iPhone 11 Max pro 2688 x 1242 像素分辨率，458 ppi

1.7 CSS像素（PX）

CSS像素（CSS Pixel, px)，又称为虚拟像素。就是 Web 中使用的像素，单位是 px 。 在 CSS 规范中，长度分为两类，绝度单位和相对单位。这里 px 是一个相对单位，相对的是设备像素。

CSS像素是图像显示的基本单元，是一个相对量，是一个抽象的概念。所以在说CSS像素大小的时候要考虑上下文的不同。

由于不同的设备的物理像素是不同的，所以 CSS 认为浏览器会对 CSS 中的像素进行调节，使得浏览器中 1 CSS 像素的大小在不同的设备上看起来差不多，目的是为了保证阅读体验。

在 DPR 为 1的屏幕中，浏览器可视窗口 800px 里面有个 div 为 400px ,此时将页面放大 200%，发现 div 宽度占满这个浏览器。也就是说默认一个 CSS 像素等于一个物理像素宽度，放大后一个CSS像素等于两个物理像素宽度。所以，可以看出 CSS 像素是一个相对值。

1.8 设备像素比 (DPR)

在为缩放状态下，设备像素和CSS像素之间的比例关系。苹果的 Retina 屏的DPR为2，也就是说2*2个物理像素表示一个CSS像素。

在 web 中，浏览器通过 window.devicePixelRatio 来获取 DPR。

在 CSS 中，使用媒体查询 min-device-pixel-ratio ,区分 DPR。

@media (-webkit-min-device-pixel-ratio:2),(min-device-pixel-ratio:2){}

换算关系

DPR = \frac{设备像素}{设备独立像素}

二、设备独立像素(DIP)

在 iOS 、Android 和 ReactNative 中使用的都是设备独立像素。

iOS 单位为 pt ； Android 单位为 dp ； ReactNative 未指明其实也是设备独立像素 dp 。

为了适配屏幕，需要将物理像素转为设备独立像素。例如：给定一个元素的高度 200px (此时px表示物理像素而不是CSS像素)， iPhone 6 的设备像素比为2，那么给定的元素高度应该是 200px/2 = 100dp 。

在 Web 开发中，使用的是CSS像素，当页面的缩放比为100%时，一个CSS像素等于一个设备独立像素。

当页面放大是，CSS像素也会被放大，一个CSS像素跨越多个设备独立像素。

页面缩放比 = \frac{CSS像素}{设备独立像素}

经常用 P 和 K 描述屏幕。

P代表的是屏幕纵向的像素个数， 1080p 即纵向上有1080个像素点，分辨率为 1920 * 1080 的屏幕就属于 1080P 屏幕。

K代表屏幕横向有几个1024个像素，一般来将横向屏幕超过 2048 就属于 2K 屏，超过 4096 就属于 4K 屏。

三、视口

视口( viewport)代表当前可见的计算机图形区域。在 Web浏览器术语中，通常与浏览器窗口相同，但不包括浏览器的 UI， 菜单栏等——即指你正在浏览的文档的那一部分。

一般我们所说的视口共包括三种：布局视口、视觉视口和理想视口，它们在屏幕适配中起着非常重要的作用。

• 布局视口：是网页布局的基准窗口。
• 视觉视口：用户在屏幕中真是看到的窗口。
• 理想视口：网页在移动展示的理性大小。

Meta Viewport

借助

元素的 viewport来帮助我们设置视口、缩放等，从而让移动端得到更好的展示效果.

<meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1,minimum-scale=1,maximum-scale=1,user-scalable=no,viewport-fit=cover">

看一下 viewport 的配置含义。

移动适配，为了使页面获得更好的显示效果，让布局视口、视觉视口尽可能等于理想视口。

device-width 就是等于理想视口的宽度。由于 inital-scale=理性视口宽度/视觉视口宽度 ，所以 initial-scale=1 时，理性视口等于视觉视口。

这是，一个 CSS像素等于一个设备独立像素，且是基于理想视口布局的，所以呈现出的效果在各设备上大致相似。

四、字体大小 px、em、rem、pt

4.1 px

回忆一下 px 像素是相对值，相对于屏幕的分辨率而言的。

1px是多少物理像素呢？需要先知道每英寸像素数DPI， Windows 默认是 96dpi， Apple 默认是 72dpi。

任意的浏览器的默认字体是 16px。

单位换算，默认情况下 16px = 1em = 1rem。

4.2 em

em 是指 相对于父元素的字体大小 的单位。相对字符宽度的倍数，类似于百分比。浏览器默认 1em = 16px。

默认浏览器符合：16px = 1em，12px = 0.75em, 10px = 0.625em。如设置 body 选择器的 font-size=62.5%，使1em = 10px, 1.2em = 12px。这样方便计算。

4.3 rem

rem 是相对于根元素的字体大小的单位，它是CSS3新增的相对单位。与 em 的区别在于前者相对父元素字体大小后者相对根元素自字体大小。

单位换算，根元素字体16px: 16px = 1rem；16px * 0.75 = 12px => 0.75rem = 12px。

4.4 pt

pt(磅): 是一个物理长度单位，指1/72英寸。

pt = 1/72(英寸)，px = 1/dpi(英寸) => pt = px * 72/dpi

在 windows 下以96dpi来计算，pt = px 72/96 = px 3/4 及默认 16px = 12pt。

五、1px 边框问题

为了适配屏幕使用设备独立像素来对页面布局。在DPR大于1的屏幕上，1px实际上被多个物理像素渲染，这就出现 1px 在屏幕上看起来很粗的原因。

5.1 border-image

基于 media 查询判断不同的 DPR 给定不同的 border-image 。

.border_1px {
    border-bottom: 1px solid #000;
}
@media only screen and (-webkit-min-device-pixel-ratio:2) {
    .border_1px {
        border-bottom: none;
        border-width: 0 0 1px 0;
        border-image: url(../img/1pxline.png) 0 0 2 0 stretch;
    }
}

5.2 background-image

同 border-image 类似，将图片放在背景上。

.border_1px {
    border-bottom: 1px solid #000;
}
@media only screen and (-webkit-min-device-pixel-ratio:2) {
    .border_1px {
        background: url(../img/1pxline.png) repeat-x left bottom;
        background-size: 100% 1px;
    }
}

上面两种缺点是无法添加圆角。

5.3 伪类 + transform

基于 media 获取 DPR 对线条缩放。

.border_1px:before {
    content: '',
    position: absolute;
    top: 0;
    height: 1px;
    width: 100%;
    background-color: #000;
    transform-origin: 50% 0;
}
@media only screen and (-webkit-min-device-pixel-ratio:2) {
    .border_1px:before {
        transform: scaleY(0.5)
    }
}
@media only screen and (-webkit-min-device-pixel-ratio:3) {
    .border_1px:before {
        transform: scaleY(0.33)
    }
}

可以添加圆角，只需为伪类添加 border-radius 即可。

5.4 svg

借助 PostCSS 的 postcss-write-svg 直接使用 border-image 和 background-image 创建 svg 的 1px 边框。

@svg border_1px {
    height: 2px;
    @rect {
        fill: var(--color, black);
        width: 100%;
        height: 50%;
    }
}
.example {
    border: 1px solid transparent;
    border-image: svg(border_1px param(--color #00b1ff)) 2 2 stretch;
}

推荐使用这种方法。

六、适配iPhoneX屏幕

iPhoneX 出现取消了物理按键，改成了底部的小黑条，但是这样的改动给前端适配增加了难度。

6.1 安全区域

iPhoneX屏幕外观三个改动：圆角、刘海和小黑条。为了适配诞生了安全区域的概念，它是一个不受上面三个改动的影响的可视窗口。

6.2 viewport-fit

前面 viewport 中有个 viewport-fit=cover ，这个属性专门为 iPhoneX 诞生的属性，用于限制网页如何在安全区域内展示。

• contain: 可视窗口完全包含网页内容
• cover：网页内容完全覆盖可视窗口

默认情况下或者设置为 auto 和 contain效果相同。

6.3 env 和 constant

我们需要将顶部和底部合理的摆放在安全区域内， iOS11新增了两个 CSS函数 env、constant，用于设定安全区域与边界的距离。

函数内部可以是四个常量：

• safe-area-inset-left：安全区域距离左边边界距离
• safe-area-inset-right：安全区域距离右边边界距离
• safe-area-inset-top：安全区域距离顶部边界距离
• safe-area-inset-bottom：安全区域距离底部边界距离

注意：我们必须指定 viweport-fit 后才能使用这两个函数：

<meta name="viewport" content="viewport-fit=cover">

constant在 iOS<11.2 的版本中生效， env在 iOS>=11.2 的版本中生效，这意味着我们往往要同时设置他们，将页面限制在安全区域内：

body {
    padding-bottom: constant(safe-area-inset-bottom);
    padding-bottom: env(safe-area-inset-bottom);
}

七、横竖屏适配的问题

7.1 JavaScript 检测横竖屏

window.orientation:获取屏幕旋转方向

window.addEventListener('resize', () => {
    if (window.orientation === 180 || window.orientation === 0) {
        // 正常方向或者旋转180度
        console.log('竖屏')
    }
    if (window.orientation === 90 || window.orientation === -90) {
    // 顺时针或逆时针 90 度
        console.log('横屏')
    }
})

7.2 CSS检测横屏

@media screen and (orientation: portrait) {
    // 竖屏
}
@media screen and (orientation: landscape) {
    // 横屏
}

八、图片模糊问题

8.1 原因

平时使用的图片大多数属于位图（.png, jpg…），位图是由一个个像素点构成的，每个像素点具有特定的位置和色值。

理论上，一个像素点有一个物理像素点渲染效果最佳。但是在 dpr > 1 的屏幕中，一个位图像素点由多个物理像素点渲染，这些物理像素点不能准确的分配颜色，只能去近似值，所以相同的图片在 dpr > 1 的屏幕上模糊了。

8.2 解决方案

为了保证图片质量，可以在不同的 DPR 屏幕中显示不同分辨率的图片。

如： DPR = 2 的屏幕显示二倍图(@2x)，在 DPR = 3 的屏幕中显示三倍图(@3x)。

8.3 media 查询

使用 media 查询来判断不同的 DPR 来显示不同的背景图片。

.avatar {
    background-image: url(xxx.png);
}
@media only screen and (-webkit-min-device-pixel-ratio: 2) {
    .avatar {
        background-image: url(xxx_2x.png);
    }
}
@media only screen and (-webkit-min-device-pixel-ratio: 3) {
    .avatar {
        background-image: url(xxx_3x.png);
    }
}

这种方式只适用于背景图

8.4 image-set

.avatar {
    background-image: -webkit-image-set('xxx.png' 1x, 'xxx_2x.png' 2x);
}

这种方式只适用于背景图

8.5 srcset

使用 img 标签的 srcset 属性，浏览器会自动根据像素密度匹配最佳图片显示。

<img src="xxx.png" srcset="xxx_2x.png 2x, xxx_3x.png 3x">

8.5 JS拼接图片 url

使用 window.devicePixelRatio 获取 DPR，遍历所有图片，替换图片地址。

const dpr = window.devicePixelRatio
const images = document.querySelectorAll('img')
images.forEach(item => {
    item.src.replace('.', `@${dpr}x.`)
})

9.6 使用 svg

SVG的全称是可缩放矢量图。不同于位图使用像素，SVG使用向量描述图片。它无论如何缩放都不会失真。除了用代码绘制 svg ，还可以像使用位图一样使用 svg 图片。