移动端适配之一:到底什么是像素

作者:澳门新葡8455最新网站   来源:http://www.shktv988.com    栏目: 澳门新葡8455最新网站    日期:2019-10-10

  最近在做移动端的开发,深入了解了下移动端适配的一些问题,加上自己的理解,记录下来,写一个小的系列博客,与大家分享。所有的问题,就开始从像素说起吧~

  像素是一个经常提到的概念,写CSS的人都经常会用到px作为单位。但是,在移动端,看着分辨率高达1125x2436的iPhone X,在控制台中却只有375x812的分辨率,似乎有点不合逻辑。这些问题,都将在下面找到答案。

  经常用像素来描述分辨率,比如图片的分辨率、视频的分辨率、显示器的分辨率、手机的分辨率等。不论是那种分辨率,用像素作为单位,其实就是用点的个数作为单位,一个像素,就是一个点,或者说是一个很小的正方形。

  任何显示设备,如电脑显示器和手机屏幕,其实都是由很多个小点组成的。比如,我的显示器分辨率是1920x1080,就表示显示器横向一共有1920个像素点,纵向一共有1080个像素点,每个像素点都可以单独显示一种颜色。于是,所有像素点显示的颜色加起来,就是我们最后看到的效果。

  至于每个像素点是多大,这就跟显示器硬件的性能有关了。需要注意的是,屏幕大小和分辨率的高低并无直接关系:

  现在常常会提到4K显示器,就要求屏幕的横向分辨率达到约4000像素,如3840x2160或4096×2160。很明显,对于大小相同的屏幕,分辨率越高,像素点越多,每个像素点也就越小,成本也就越高。但是,分辨率高的最直观感受,就是可以看更高清的图片和视频,显示会更加清晰。

  与上面类似,图片和视频中的分辨率,也是描述横向和纵向分辨有多少个像素点。每个像素点表示一种颜色,所有颜色显示出来,就是一张图片。理论上,可以用数字完全描述一张图片,如下面的例子:

  每个像素点上的颜色,都用一个色值表示,如果图片分辨率为400x300像素,那么横向就有400个值,纵向是300个值。

  对于一台显示器或手机,其实是有2个分辨率的,这两个分辨率是不同的,但也是相关的。

  上面所解释的屏幕中的分辨率,其实都是物理像素,也就是厂家在生产显示设备时就决定的实际点的个数。上面提到,对于不同的设备而言,物理像素点的大小是不一样的,这样就会带来问题:举个例子,21英寸显示器的分辨率是1440x1080,5.8英寸的iPhone X的分辨率是2436×1125,我用CSS画一条线px,如果都以物理像素作为度量单位,那么在显示器上看起来正常,在iPhone X屏幕上就变得非常小,不是我们想要的结果。所以呢,为了解决这个问题,还需要一个新的度量单位,这个度量单位必须是与设备无关的,采用这个单位,无论在何种设备上,相同长度的线看起来都应该差不多,这就是设备独立像素(device-independent pixels, dips )。我们在CSS中用的CSS像素,其实就是一种设备独立像素,在Android或IOS开发中,人家就不能叫CSS像素了,不过意思还是一样滴~

  物理像素可以理解为硬件设备,设备独立像素可以认为是程序员控制显示器的接口,中间会经过操作系统来将设备独立像素转换成物理像素,用实际的物理像素点来显示。所以,在编程中能获取到的都是设备独立像素,如CSS中的获取的所有像素都是设备独立像素,而物理像素对于程序员来说是透明的,咱没法在代码中看到的。至于怎么看,将在下文介绍。

  物理像素是在出厂时就决定的,但是设备独立像素其实是可调的。大家用电脑的时候,应该都试过调整分辨率,此时调整的实际就是设备独立像素,比如Macbook可以这样调整分辨率:

  厂家在宣传自己的产品时,往往会拿物理像素说话,因为物理像素才会代表其工艺水平,才会吸引用户花更多的钱去买。对于物理像素,一般在产品的官网参数里面都可以看到,也可以在属性中查看。如对于我的Mac笔记本,在关于本机-显示器中可以看到如下的信息,其物理分辨率大小为2560 x 1600。

  要查看显示器的设备独立像素,作为写前端的人,打开浏览器,再打开控制台,敲一下代码:

  对于我的Mac,得到的值为1440 x 900。对于手机,物理像素可以在手机说明书或者官网的参数配置中查到,而设备独立像素打开控制台选择对应机型后就可以看到:

  当然,也可以在控制台中用上面的js命令查看。此外,这里也提供一个网站:,但是貌似国内手机没收录,具体的机型,大家可以自行百度下,基本都可以查到的。

  经过我的实际测试,在手机模式下,上面这个公式基本都是成立的,而在电脑显示器上,还有些问题。另外,当我调整电脑显示器的分辨率时,无论调整出来的电脑显示器分辨率为多少,在我的MacBook上,devicePixelRation的值都为2(理论上,调整电脑显示器的分辨率,即调整了设备独立像素,而物理像素是固定的,所以devicePixelRation的值会跟着改变猜对)。经查,这可能是devicePixelRation在不同平台的定义不同造成的,所以目前,在移动端可以放心的用,在PC端还是慎用。

  说完上面的概念,也许会有个疑惑:有一张400x300的图片,分别放到400x300和800x600的显示器上全屏显示,会怎么样呢?

  先来看400x300的显示器,由于是全屏显示,正好图片也是400x300的分辨率,两者相等,于是很愉快的,显示器上一个像素点就显示照片上的一个像素,整个图片完美的显示出来了

  而在800x600的显示器上全屏时,图片上点的数目不够用了,这时,屏幕上的4个像素点只能显示照片的一个像素点(为什么是4呢,因为一个像素点可以看成是一个正方形,横向和纵向都是2倍,所以2x2=4)。由于像素已经是最小的单位了,不能再往下分了,所以就只能就近取色,所以最后的图片看起来就会模糊。

  这个原理与Retina屏幕显示是一样的。比如,对于一幅400x300的图片,用CSS设定其宽高为400x300,CSS设定的是设备独立像素。在普通屏幕上,CSS指定的400x300像素大小区域正好是400x300个物理像素点,图片完美显示,对应上面的情况一;在Retina屏上,devicePixelRatio为2,CSS指定的400x300像素大小区域有800x600个物理像素点,对应的就是上面的情况2,所以就会有模糊的情况。具体原理可以参考下面的图(来自网络):

  为了解决Retina屏幕的显示问题,往往会用更高分辨率的图片来代替,比如对于上面的情况,如果用800x600的图片,那么在Retina屏幕上显示就会非常完美,但是换到普通屏幕上,问题又来了:显示器上的一个物理像素点要显示照片上的4个像素点,装不下了。这时候,会自动下采样。下采样之后的,看起来也不会有太大问题,但可能会有点色差或者缺少锐利度。

  你可能在有的博客上看到,一个像素的长度是一英寸的1/96。这种解释,貌似给了像素这个比较抽象的单位一个直观的感受,但是现在来看,这个只能用来描述CSS像素,不能用来描述物理像素,而且,即使是描述物理像素,也不那么准确了。所以,在这里,有必要介绍一下CSS中的单位,顺便解释一下这个问题。

  之所以叫绝对长度单位,是因为在只有普通屏幕的时代,相同的单位无论在何种设备上,显示出来的长度都是一致的,并且1cm就是等于物理长度1厘米。而后来,由于Retina显示屏的出现,绝对长度单位里面的“绝对”,是指单位之间关系是绝对固定的。比如,1in = 72pt和1in = 96px是永远固定不变的。关系不变,就需要选取其中一个作为基准:

  在打印机设备中,一般是以物理单位作为基准,即1in对应物理单位的1in,此时,1px的长度就是1/96in。所有单位都是与物理长度对应的

  而在显示设备(电脑和手机)中,一般是以像素作为基准的。比如在iPhone X中,设备的宽度是2.79in(物理宽度),屏幕分辨率是1125物理像素,window.devicePixelRatio = 3,也就是3个物理像素表示一个CSS像素,所以iPhone X宽度的CSS像素是375px。此时,CSS单位的1in表示的实际长度是2.79 / 375 * 96in = 0.71424in,此时,CSS的1in并不表示物理长度1in

  之所以这种绝对长度不再绝对,就是因为多倍屛的出现,使得像素点的物理尺寸缩小。于是,CSS也修改了这些单位的定义,目前已经得到大多数设备的支持。关于这一点,可以参加CSS官方文档:

  相对于预定义的长度或特征,一般是相对于字体或者viewport,在移动端适配中有很重要的作用

  这里花了很大的篇幅去介绍像素,这个看起来简单实际却有点复杂但又必须弄清楚的东西,为后面的移动端适配做基础。

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