Android 屏幕适配相关基本原理

目的

• 什么是屏幕尺寸、屏幕分辨率、屏幕像素密度？
• 什么是dp、dip、dpi、sp、px？它们之间的关系是什么？
• 什么是mdpi、hdpi、xdpi、xxdpi？如何计算和区分？
• 设备屏幕的标准是什么？

基本概念

• 屏幕尺寸

  屏幕尺寸指的是屏幕对角线的长度（单位是英寸），1英寸 = 2.54厘米

• 屏幕分辨率

  屏幕分辨率是指屏幕上的像素点（单位是px）, 如 ： 1960（height） * 1080（width）

• 屏幕像素密度

  屏幕像素密度是指每英寸上的像素点（单位是dpi，是dot per inch的缩写），与屏幕尺寸以及屏幕分辨率有关

一款设备的屏幕尺寸越小或者分辨率越高，屏幕像素密度越大，反之越小。

单位（px、dp、sp、dpi）

• sp

  即scale independent pixels的缩写，是字体大小的御用单位

• px

  大多数情况下，比如UI设计、Android原生API（如：获取屏幕宽高等）都会以px作为统一的计量单位

• dp

  是density independent Pixels的缩写，翻译过来就是：密度无关像素

• dpi

  密度有关像素，假如一英寸里面有160像素，这个屏幕的像素密度就是160dpi
  dpi = sqrt(sqr(width) + sqr(height)) / 屏幕尺寸

density

这是一个密度概念，和dpi相关，用于dp和px之间的换算。
在Android中，规定以160dpi为基准，即 density 1 = 160dpi / 160dpi。
类推，一块每英寸有320像素的屏幕，其density为2，这就是Android系统的density密度计算公式。

• 换算

  px = density * dp = (dpi/ 160) * dp

资源文件夹标识（mdpi、hdpi、xdpi、xxdpi）

这些标识用于区分不同屏幕像素密度（dpi）下的资源（drawable、values）。
Android官方标准区分：

这些标准按照 2 : 3 : 4 : 6 : 8 的density比例用于换算。

使用dp单位的缺陷

假设一款屏幕density为3，那么根据density计算公式：

• dpi = density * 160 = 3 * 160 = 480

假设屏幕大小为640 x 360dp，根据计算公式px = density * dp：

• 分辨率为：1920 x 1080px

根据计算公式 dpi = Math.hypot(width, height) / 屏幕尺寸 ：

• 屏幕尺寸为4.6英寸

所以在这样的一个设备上，控件宽度为360dp = 360 * 3 = 1080px，则填满横向屏幕。

通过计算公式可以由density推导得到一个标准的屏幕配置，也可以通过屏幕分辨率和尺寸得到density：

• density = dpi / 160 = Math.hypot(width, height) / 屏幕尺寸）/ 160

然而在同一种分辨率下完全可能存在不同尺寸的屏幕，从而造成dpi、density不同，比如：

• density = 3 = 480dpi / 160 = Math.hypot(1080, 1920) / 4.6) / 160
• density = 3.44 = 550dpi / 160 = Math.hypot(1080, 1920) / 4) / 160

这时候360dp在2个屏幕上的效果也就不一致：

• 360dp = 360dp * 3 = 1080px
• 360dp = 360dp * 3.44 = 1238.4px

最后

按照Android标准density计算方式使用下的dp单位，无法满足中国碎片化的Android生态，标准情况下应该是要遵循px = density * dp这一计算公式，但是中国手机厂商根本不遵守这一标准。

总结：

由于相同分辨率的手机设备可以有不同尺寸，导致相同分辨率设备的density不同，从而1dp在这些设备上代表的像素不同。

参考：
[1]. 支持多种屏幕 | Android文档
[2]. 一种极低成本的Android屏幕适配方式 | 今日头条技术团队