Android 屏幕各种参数的介绍和学习

经常被 Android 设备纷繁的屏幕搞得是晕头转向，下面就梳理一下 Android 中的相关概念。

一、概念

1.1 屏幕大小

屏幕大小是手机对角线的物理尺寸，单位是：英寸（inch），1 inch =2.54 cm（厘米） 。例如现在手机大多都是 “6.0寸” 以上的屏幕，这个就是对角线的尺寸，6.0（inch） X 2.54（cm）/ 1 （inch）= 15.24（cm）

1.2 屏幕分辨率

分辨率就是手机屏幕的像素点数，一般描述为：纵像素 * 横像素，如 2240 * 1080,就是在纵方向上有2240个像素点，在横方向上有1080个像素点。

1.3 屏幕像素密度

屏幕像素密度（dpi，dots per inch；或 PPI ，pixels per inch），就是每英寸的像素点，数值越高显示越细腻。假如一部手机的分辨率是 1080*1920 ，屏幕大小是5英寸，那么此屏幕的密度是多少呢？通过宽1080和高1920，根据勾股定理，得出对角线的像素大约是2203，那么用2203/5=440,440dpi就是屏幕的像素屏幕密度。

1.4 实际密度和系统密度

这里其实将的还是上面的 屏幕像素密度 ，不过是换了一种说法。

实际密度：就是我们自己算出来的密度，这个密度代表了屏幕真实的细腻程度，如上述例子中的440dpi 就是实际密度，说明这块屏幕每寸有440个像素。5英寸1080*1920 的屏幕密度是440，而相同分辨率的4.5英寸屏幕是490。如此看来，屏幕密度会出现很多数值，呈现严重的碎片化。而密度有时 Android 屏幕将界面进行显示的依据，那么 Android 是如何适配这么多屏幕的呢?其实，每部手机屏幕都有一个初始固定密度，这些数值是120、160、240、320、480，我们权且称为“系统密度”。大家发现规律没有？相隔数值之间是2倍的关系。一般情况下，240*320的屏幕是低密度120dpi，即 ldpi ；320*480的屏幕是中密度160dpi，即 mdpi ；480*800的屏幕是高密度240dpi，即 hdpi ；720*1280的屏幕是超高密度320dpi，即xhdpi ；1080*1920的屏幕密度是超超高密度480dpi，即 xxhdpi；

  在具体的 Android 项目下，这些表示不同屏幕密度（不同分辨率）用来修饰 Android 中 drawable 文件夹以及 value 文件夹，用来区分不同像素密度下的图片和 dimen 值，所以在不同 drawable 文件夹下图片的 densityDpi 的值也是不同的 。这会导致用 BitmapFactory 的 decodeResource创建 Bitmap 时，其加载到内存的大小不一样。（详见 深入理解Android Bitmap的各种操作）
Google官方指定按照下列标准进行区分：

名称	像素密度范围
mdpi	120dpi ~ 160dpi
hdpi	160dpi ~ 240dpi
xhdpi	240dpi ~ 320dpi
xxhdpi	320dpi ~ 480dpi
xxxhdpi	480dpi ~ 640dpi

1.5 dp

dp 也可以写成dip（density independent pixel），即密度无关的像素。比如，一张宽和高均为100dp的图片在 320 *480 和480*800的手机上，“看起来”是一样大，实际上，它们的像素值并不一样。dp正是这样一个尺寸，不管这个屏幕的密度是多少，屏幕上相同dp的大小的元素看起来始终差不多大。另外，文字尺寸使用 sp，即 scale independent pixel 的缩写，与 dp 类似，是设置字体大小的御用单位。在 Android 中，系统密度为160dpi的中密度手机屏幕为基准屏幕，即320*480的手机屏幕。在这个屏幕中：1dp = 1px。

100dp在320*480（mdpi，160dpi）中是100px。那么100dp在480*800（hdpi，240dpi）的手机上，根据160与240的比例关系，100dp实际覆盖了150px。因此，如果你为mdpi手机上提供了一张100px的图片，这张图片在hdpi手机上就会拉伸至150px，但是他们都是100dp。要注意一点的就是：dp和px的换算要以系统密度为准，720*1280的系统密度为320,320*480的系统密度为160,320/160=2,那么在720*1280中，1dp = 2px。同理，在1080*1920中，1dp = 3px。有一个dp和px换算的比例公式：ldpi ： mdpi ：hdpi：xdpi：xxdpi = 3：4：6：8：12，我们发现相隔数字之间还是2倍的关系。计算的时候，以 mdpi 为基准。如果以 mdpi 为基准比例为：
dpi ： mdpi ：hdpi：xdpi：xxdpi = 0.75：1：1.5：2：3

二、从系统中获取相关参数和转换

2.1 DisplayMetrics

这个类是 Android 提供的记述屏幕有关信息的一种类，诸如其尺寸、屏幕像素密度等。
获取这个对象的方法：

//第一种
DisplayMetrics metrics = new DisplayMetrics();
activity.getWindowManager().getDefaultDisplay().getMetrics(metrics);

//第二种
DisplayMetrics metrics=activity.getResources().getDisplayMetrics();

//第三种
Resources.getSystem().getDisplayMetrics();

这个类中有几个比较重要的属性：

	/**
     * The absolute width of the available display size in pixels.
     * 设备的绝对宽度，单位是px
     */
    public int widthPixels;
    
    /**
     * The absolute height of the available display size in pixels.
     * 设备的绝对高度，单位是px
     */
    public int heightPixels;
    
     /**
     * 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.
     *  
     * 
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
     *简单来说，可以理解为 density 的数值是 1dp = density px 即 density = dpi/160，也就是在我们介绍从低到高系统密度的比值：
     *  0.75 ： 1 ： 1.5 ： 2 ： 3
     */
    public float density;
    
    /**
     * The screen density expressed as dots-per-inch.  May be either
     * {@link #DENSITY_LOW}, {@link #DENSITY_MEDIUM}, or {@link #DENSITY_HIGH}.
     *  就是上面的：屏幕像素密度（dpi）
     */
    public int densityDpi;
    
    /**
     * A scaling factor for fonts displayed on the display.  This is the same
     * as {@link #density}, except that it may be adjusted in smaller
     * increments at runtime based on a user preference for the font size.
     * 字体显示的缩放因子，跟上面的 density 是一样的
     */
    public float scaledDensity;
    
    /**
     * The exact physical pixels per inch of the screen in the X dimension.
     * 水平方向上的dpi
     */
    public float xdpi;
    
    /**
     * The exact physical pixels per inch of the screen in the Y dimension.
     * 竖直方向上的dpi
     */
    public float ydpi;

在 DisplayMetrics 中，density 和 densityDpi 这个两个的线性关系：

density	1	1.5	2	3	3.5	4
densityDpi	160	240	320	480	560	640

2.2 TypedValue

TypedValue 是 Android 提供单位转换的类，这个类是工具类，作为一个动态容器，它存放一些数据值，这些值主要是 resource 中的值。TypedValue 类把对应的值转化为实际屏幕上的点值，也就是像素值，总体来说作用：把 Android 系统中的非标准度量尺寸转变为标准度量尺寸（Android 系统中的标准尺寸是 px，即像素）。非标准单位：dp 、in、mm、pt、sp
典型应用为：

 /**
     * Converts an unpacked complex data value holding a dimension to its final floating 
     * point value. The two parameters unit and value
     * are as in {@link #TYPE_DIMENSION}.
     *  
     * @param unit The unit to convert from.
     * @param value The value to apply the unit to.
     * @param metrics Current display metrics to use in the conversion -- 
     *                supplies display density and scaling information.
     * 
     * @return The complex floating point value multiplied by the appropriate 
     * metrics depending on its unit. 
     */
TypedValue.applyDimension(int unit, float value, DisplayMetrics metrics)

其中，第一个参数 unit 是你需要转换的单位，第二个参数 value 是你需要得到的单位数值，第三个参数 metrics 封装了屏幕区域各种属性。
例如：我要得到一个 20dp 在当前设备上对应的 px 值：

float px_value = TypedValue.applyDimension(TypedValue.COMPLEX_UNIT_DIP,20,context.getResources().getDisplayMetrics());

还有其他类型：

TypedValue.applyDimension()方法的功能就是把非标准尺寸转换成标准尺寸:

dp->px:  TypedValue.applyDimension(TypedValue.COMPLEX_UNIT_DIP, 20, context.getResources().getDisplayMetrics());

in->px: TypedValue.applyDimension(TypedValue.COMPLEX_UNIT_IN, 20, context.getResources().getDisplayMetrics());

mm->px: TypedValue.applyDimension(TypedValue.COMPLEX_UNIT_MM, 20, context.getResources().getDisplayMetrics());

pt->px: TypedValue.applyDimension(TypedValue.COMPLEX_UNIT_PT, 20, context.getResources().getDisplayMetrics());

sp->px: TypedValue.applyDimension(TypedValue.COMPLEX_UNIT_SP, 20, context.getResources().getDisplayMetrics());

不积跬步无以至千里，不积小流无以成江海。让我们默默前行，不蹉跎岁月，不辜负自己。突然想到家园的歌词：冰雪早已覆盖我的足迹，远方的炊烟摇曳温暖的召唤，风儿无法吹断我回望的视线，家园好像永远征途漫漫。是啊，我们人生也是征途漫漫。

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