详解 Android 开发中常用的 DPI / DP / SP

Posted by liangfei on 2015-06-23

Android的碎片化已经被喷了好多年,随着国内手机厂商的崛起,碎片化也越来越严重,根据OpenSignal的最新调查,2014年市面上有18796种不同的Android设备,作为开发者,一个无法回避的难题就是需要适配各种各样奇奇怪怪的机型。

设备机型不同必然也会导致屏幕大小和分辨率(Resolution)的不同,但是无论分辨率有多大,屏幕有多大,我们手指触控范围的大小不会发生变化,所以最优的适配方式应该是指定大小的控件在所有的设备上的显示都一样

Android的官方文档对此也有明确的说明

When adding support for multiple screens, applications do not work directly with resolution; applications should be concerned only with screen size and density, as specified by the generalized size and density groups.

所以,适配应该与分辨率无关,只与屏幕大小和屏幕密度相关,首先来看一下什么是屏幕密度 - DPI。

DPI

DPI的全称是Dots Per Inch,inch是一个物理单位(无论在任何设备上,其大小都是固定的),所以DPI就是指在一个inch的物理长度内有多少个dot,160DPI的屏幕就表示一个inch包含160个dot,320DPI的屏幕表示一个inch有320个Dot,所以说dot的大小是不固定的。

Android设备用DPI来表示屏幕密度(Density),屏幕密度大就表示一个inch包含的dot比较多。那PPI是什么呢?
我们会经常看到iPad、iPhone是用PPI来表示屏幕密度,小米Pad也是用PPI来表示。

其实对Android而言,DPI等价于PPI(Pixels-Per-Inch),DPI最早是用于印刷行业,跟PPI还是有本质不同的,Android应该是误用了DPI这个概念。具体可以参考PPI vs. DPI: what’s the difference?

其实我们只要知道在Android设备中,DPI等价于PPI就可以了。

通常我们说一个设备是多少寸时,指的是屏幕对角线(Diagonal)是多少inch,所以用对角线的像素值(px)除以对角线长度(inch),就可以计算出PPI。

为了简化适配工作,Android根据屏幕大小(inch)和屏幕密度(DPI)对设备做了如下划分:

DP

既然有那么多不同分辨率、不同尺寸的屏幕,使用px必然会导致适配困难,为了进一步简化适配工作,Android为我们提供了一个虚拟的像素单位——DP 或者 DIP (Density-Independent Pixel),当然也可以理解为Device-Independent Pixel。为什么说是虚拟呢,因为它的大小不是一个物理(Phisical)值,而是由操作系统根据屏幕大小和密度动态渲染出来的。

px跟dp之间的换算关系很简单:

px = dp * (dpi / 160)

举例来说,小米Pad的屏幕密度为326dpi,如果需要显示的图片大小为20dp,那么就需要提供一个20 * (326 / 160) = 40px的图片才能达到最佳显示效果,如果还要适配一个163dpi的屏幕,那么还需要再提供一个20 * (163 / 160) = 20px的图片。

那么一个20dp的图片,在不同设备上的显示效果如何呢?我们以iPad为例来说明。

iPad2和iPad Retina的物理尺寸都是9.7inch,不同的是分辨率和PPI,一个是1024x768 / 132ppi,另一个是2048x1536 / 264ppi,

分别计算一下20dp对应多少inch

ipad2 = 20 * (132 / 160) * (9.7 / (math.sqrt(1024 * 1024 + 768 * 768))) 
ipad_retina = 20 * (264 / 160) * (9.7 / (math.sqrt(2048 * 2048 + 1536 * 1536)))

计算结果都是0.1250390625,这就是dp的功能,它能保证在所有的设备上显示的大小都一样。

如果只提供了一个大小为20px的图片,为了保证图片在所有设备上的物理大小都一样,高DPI的设备上系统会拉伸图片,低DPI的设备上图片会被缩小,这样既会影响UE也会影响APP的执行效率。所以我们需要为不同屏幕密度的设备提供不同的图片,他们之间的对应关系如下。
Android 设备屏幕分级

我们在用Sketch作图的时候,如果1x图片对应的是屏幕是MDPI(160dpi),那么1.5x,2x就分别对应HDPI,XHDPI。

Android vs iOS: mdpi = 1x, xhdpi = 2x, xxhdpi = 3x

SP

SP 全称是 Scale-independent Pixels,用于字体大小,其概念与DP是一致的,也是为了保持设备无关。因为Android用户可以根据喜好来调整字体大小,所以要使用sp来表示字体大小。

参考文献

  1. http://developer.android.com/guide/practices/screens_support.html#DeclaringTabletLayouts
  2. http://developer.android.com/training/multiscreen/screendensities.html
  3. http://stackoverflow.com/questions/2025282/difference-between-px-dp-dip-and-sp-in-android
  4. http://99designs.com/designer-blog/2013/02/26/ppi-vs-dpi-whats-the-difference

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