Android 关于"尺寸"的那些事(dp,dip,sp,pt,px...)

必备概念

屏幕大小:屏幕大小是手机对角线的物理尺寸,以英寸inch为单位。比如我的Mix 2手机屏幕大小为5.99 inches,意味着我的屏幕对角线长度为5.99inches = 5.99 * 2.54 = 15.2146cm

分辨率:屏幕的像素点数,一般表示为a*b。例如某手机分辨率为21601080,意味着手机屏幕的竖直方向(长)有2160个像素点,水平方向(宽)有1080个像素点。

单位定义

px:Pixels ,像素;对应屏幕上的实际像素,是画面中最小的点(单位色块),像素大小没有固定长度值,不同设备上1个单位像素色块大小不同。

这么说可能有点陌生,用屏幕分辨率来说,今年流行起来的“全面屏”分辨率是 2160*1080,但是你也可以发现,虽然很多全面屏手机分辨率一样,但是明显看得出来屏幕大小不一样,这也解释了“不同设备像素色块大小是不同的”。

pt:1pt=1/72 inch,用于印刷业,非常简单易用;

dpi:Dots Per Inch,每英寸点数;详见ppi

ppi:Pixels Per Inch,每英寸像素数;数值越大显示越细腻。计算式:ppi = 屏幕对角线像素数 / 屏幕对角线长度。

还是举全面屏的例子,分辨率2160*1080,屏幕大小是5.9inches,勾股定理可以得到对角线像素数大约是2415,那么ppi = 2415 / 5.99 = 403.

事实上dpi 和 ppi 一定程度上可以划等号,都表示像素密度,计算方式完全一致,只不过使用场景不一样。dpi中的dots点属于打印或印刷等领域,例如drawable 文件对应的就是dpi,而ppi中的pixel属于屏幕显示等领域

dp/dip : Density-independent Pixels,密度无关像素 - 基于屏幕物理密度的抽象单位。1dp等于 160 dpi 屏幕上的dpx,这是 系统为“中”密度屏幕假设的基线密度。在运行时,系统 根据使用中屏幕的实际密度按需要以透明方式处理 dp 单位的任何缩放 。dp 单位转换为屏幕像素很简单:px = dp * (dpi / 160)。 例如,在 240 dpi 屏幕上,1 dp 等于 1.5 物理像素。在定义应用的 UI 时应始终使用 dp 单位 ,以确保在不同密度的屏幕上正常显示 UI。

如果看完文章还是觉得很懵,那么可以直接记住:1dp单位在设备屏幕上总是等于1/160 inch。

sp:Scale-independent Pixels ,与dp单位相似,也会根据用户的字体大小偏好进行缩放。

深入理解

首先我们放上源码中对尺寸单位的转换

public static float applyDimension(int unit, float value,
                                   DisplayMetrics metrics)
{
    switch (unit) {
    case COMPLEX_UNIT_PX:
        return value;
    case COMPLEX_UNIT_DIP:
        return value * metrics.density;
    case COMPLEX_UNIT_SP:
        return value * metrics.scaledDensity;
    case COMPLEX_UNIT_PT:
        return value * metrics.xdpi * (1.0f/72);
    case COMPLEX_UNIT_IN:
        return value * metrics.xdpi;
    case COMPLEX_UNIT_MM:
        return value * metrics.xdpi * (1.0f/25.4f);
    }
    return 0;
}

可以看到,输入值类型为dp时,返回 value * DisplayMetrics.density,到这里我们可能会发懵:嗯?不对啊,前面我们不是通过px 和 dp 的换算公式来计算的么,怎么这里就简简单单乘了一个DisplayMetrics.density?不要慌,我们先看看源码中对DisplayMetrics.density的介绍。

/**
 * The logical density of the display.  This is a scaling factor for the
 * Density Independent Pixel unit, where one DIP is one pixel on an
 * approximately 160 dpi screen (for example a 240x320, 1.5"x2" screen), 
 * providing the baseline of the system's display. Thus on a 160dpi screen 
 * this density value will be 1; on a 120 dpi screen it would be .75; etc.
 *  
 * <p>This value does not exactly follow the real screen size (as given by 
 * {@link #xdpi} and {@link #ydpi}, but rather is used to scale the size of
 * the overall UI in steps based on gross changes in the display dpi.  For 
 * example, a 240x320 screen will have a density of 1 even if its width is 
 * 1.8", 1.3", etc. However, if the screen resolution is increased to 
 * 320x480 but the screen size remained 1.5"x2" then the density would be 
 * increased (probably to 1.5).
 *
 * @see #DENSITY_DEFAULT
 */
public float density;

源码注释中说到“在160dpi的屏幕下,density的值为1,而在120dpi的屏幕下,density的值为0.75”,我们可以大胆的猜测一下,120dpi下的density=0.75的原因是120dpi * 1 /160dpi=0.75。实际上,也就是这么回事。我们下面会仔细的分析。

需要补充一下,通常意义上Android 屏幕的密度,指的是像素密度dpi/ppi,对应于源码中的DisplayMetrics.densityDpi。

为什么引入dp?

Android 引入了dp这一单位,使得不论多大屏幕,多大dpi,显示的效果始终保持一致。

但是根据前面我们提到的px与dp的换算公式px = dp * (dpi / 160),很显然,由于相同分辨率但不同屏幕大小的设备dpi是不同的,导致px和dp的基本不存在一个固定的换算关系,为了方便屏幕适配,Android设置了6个通用的密度,换算px与dp时采取通用密度计算,而非设备实际的密度。

以下为6种通用密度,以及其最小的分辨率

  • ldpi(低)~120dpi (240*320)
  • mdpi(中)~160dpi(320*480) (基准)
  • hdpi(高)~240dpi(480*800)
  • xhdpi 720P (超高)~320dpi(720*1280)
  • xxhdpi 1080p(超超高)~480dpi(1080*1920)
  • xxxhdpi 4k(超超超高)~640dpi(2160*3840)

得到上面通用密度之后,我们换算dp与px多了一种简便方式。前面我们提到Android将mdpi作为基准,此时1px = 1dp,又有px = dp * (dpi / 160),所以我们可以很容易的得到以下换算:

  • ldpi:1dp = 0.75px,density = 0.75
  • mdpi:1dp = 1px,density = 1
  • hdpi:1dp = 1.5px,density = 1.5
  • xhdpi:1dp = 2px,density = 2
  • xxhdpi:1dp = 3px,density = 3
  • xxxhdpi:1dp = 4px,density = 4

还记不记得前面源码中的density属性,实际上DisplayMetrics.density = dpi / 160 ,表示的就是在某个通用密度下dp与px的换算比(1dp/1px的值)

补充

关于作图

这部分其实和程序员自身已经关系不大了,毕竟参与工作之后这些都是UI人员的活儿了。不过鉴于现在我还只是一枚在校生,还是记下来以免自己遗漏吧。

建议在xhdpi中作图

原因嘛,首先现在主流分辨率是1080p,以及最近流行起来的全面屏18:9,而xhdpi对应720p,向低dpi兼容自然没问题,即便在xxhdpi中显示,也会有个不错的效果。而如果以1920*1080作图,显然图片素材占用的内存很大,而且也会增大应用安装包的大小。

资源文件夹

只有一个原则:资源放入对应dpi的文件夹中,Android会机智的加载合适的资源。

以drawable资源为例:

  • ldpi ~ drawable-ldpi
  • mdpi ~ drawable-mdpi
  • hdpi ~ drawable-hdpi
  • xhdpi ~ drawable-xhdpi
  • xxhdpi ~ drawable-xxhdpi
  • xxxhdpi ~ drawable-xxxhdpi

我们平时开发小项目&对UI要求不高时,只使用一套xhdpi的资源就足够了,虽然这可能会导致在hdpi及以下的手机中有些卡顿,因为xhdpi的图片运行在hdpi及以下的手机上会比较吃内存,不过无伤大雅。

而如果不为图片资源犯愁时(有UI人员的支持,就是任性),就可以添加所有dpi的资源。当然,重点还是要满足ldpi:mdpi:hdpi:xhdpi:xxhdpi=3:4:6:8:12的规律。

好像说了不少废话,哈哈,大概就这么多吧。

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