Android学习笔记（1）—— Android屏幕和尺寸单位

网上很多解说挺混的，备忘一下。

 

获取屏幕参数代码：

DisplayMetrics metric = new DisplayMetrics();
//API 17之后使用，获取的像素宽高包含虚拟键所占空间，在API 17之前通过反射获取
context.getWindowManager().getDefaultDisplay().getRealMetrics(metric);
//获取的像素宽高不包含虚拟键所占空间
//context.getWindowManager().getDefaultDisplay().getMetrics(metric);
int width = metric.widthPixels;  // 宽度（像素）
int height = metric.heightPixels;  // 高度（像素）
float density = metric.density;  // dp缩放因子
int densityDpi = metric.densityDpi;  // 广义密度
float xdpi = metric.xdpi;//x轴方向的真实密度
float ydpi = metric.ydpi;//y轴方向的真实密度

 

getRealMetrics()和getMetrics()获取到的屏幕信息差别只在于widthPixels或heightPixels的值是否去除虚拟键所占用的像素，和是否全屏和沉浸模式无关。

 

屏幕高度值包含了状态栏的像素，非沉浸模式下真实的Activity高度需要减去状态栏的高度。获取状态栏高度代码：

private int getStatusBarHeight() {
    Rect rect = new Rect();
    getWindow().getDecorView().getWindowVisibleDisplayFrame(rect);
    return rect.top;
}

 

屏幕参数Width和Height的值和屏幕方向有关，另外4个值和屏幕方向无关。

 

    术语解析1：

像素（Pixel）：屏幕绘制的最小单位，无论在开发时使用什么尺寸单位，最终都需要转为像素。下简称px。

密度无关像素（Density independent pixel，简称dip/dp）：简单来说是一个物理尺寸单位，宽高具有相同dp值的widget在不同屏幕上的物理尺寸是相同的（但实际上可能是近似，因为Android设备使用广义密度而不是真实密度，下面会讲述），和屏幕尺寸以及分辨率没有关系。下简称dp。

屏幕大小(Screen size)：如果没特别说明，屏幕大小是指其对角线长度，单位为英寸。

屏幕密度（Dots per inch，简称Dpi）：屏幕每英寸上有多少个px点。计算公式：sqrt(widthPixels *widthPixels + heightPixels * heightPixels) / screenSize

 

为什么Android要使用dp而不是传统的px作为widget长度单位：

        Android的主要交互是触控，而人的手指头大小变化范围比较小。如果以px作为长度单位，在一个大屏幕低分屏上可以正常触控的按钮，换到一个一个小屏幕高分屏上可能很难按到（因为物理尺寸变小了，手指头可不能跟着变小），所以需要使用一个和屏幕参数无关的单位，维持交互控件的物理尺寸。

 

    术语解析2：

广义密度（Generalized density）：从上面屏幕密度的计算公式可知，通过更改分辨率或者屏幕尺寸可以搞出无数种真实屏幕密度，不同的屏幕密度意味着，绘制相同的物理尺寸的widget要使用的px数是不一样的。假定要让一张图片在10个屏幕密度不一样的设备上以相同物理尺寸显示（不使用动态缩放），那么开发者需要准备10张px面积不同的图片以获得最佳显示效果，显然这是不可接受的。对此Android的解决方案是牺牲widget在物理尺寸上的一致性，在不同密度的设备上widget物理尺寸只是近似而不是相同，换取适配工作量的降低。
具体的做法：将一定范围的屏幕密度的设备视为一个特定的密度，比如屏幕密度在240左右的设备视为高密度（hdpi），在320左右的视为超高密度（xhdpi）等。注意的是，在两个广义密度之间并没有明确的边界值，屏幕具体属于何种广义密度由系统决定而不是由真实密度决定，系统在进行绘制换算时也只会使用广义密度。下简称density。

dp缩放因子：每个dp对应多少个px。这个值在Android系统的变量命名也是density，但实际上和屏幕密度是两回事，所以我称之为scale factor。先说说这个值的来源，Android系统规定在广义密度为160(mdpi)的设备上1dp=1px，这是一个定值。对于密度为320（xhdpi）的设备，后者每英寸像素点为前者的320/160=2倍。在前者使用1个像素绘制的物体，在后者需要使用4个像素（2*2）绘制，对于用户来说它的物理大小才是相同的，那么显然，对于后者来讲1dp=2px。换句话说，dp缩放因子 = density / 160，同时可以推出公式px = dp * dp缩放因子 = dp * (density / 160) 。下简称factor。

 

    从上面延伸的公式：

屏幕的dp数：
widthDps = widthPixels * 160 / density = widthPixels / factor
heightDps = heightPixels * 160 / density = heightPixels / factor

维持widget在不同密度屏幕的比例：
所谓维持比例也就是说widget尺寸和屏幕尺寸的比值相同，有
WidgetWidthDpA / ScreenWidthDpA = WidgetWidthDpB / ScreenWidthDpB ，那么
WidgetWidthDpB = WidgetWidthDpA * ScreenWidthDpB / ScreenWidthDpA ，或
WidgetWidthDpB = WidgetWidthDpA * rate
其中rate = (screenWidthPixelsB / densityB) / (screenWidthPixelsA / densityA)
实际使用中，因为这个比值不仅和广义密度比有关并且和分辨率比有关，要完整适配所有设备比较困难，一般推荐使用空白区变长的方法完成适配而不是维持画面比例。