移動端適配，是我們在開發中經常會遇到的，這里面可能會遇到非常多的問題：
- 1px問題
- UI圖完美適配方案
- iPhoneX適配方案
- 橫屏適配
- 高清屏圖片模糊問題
- ...
上面這些問題可能我們在開發中已經知道如何解決，但是問題產生的原理，以及解決方案的原理可能會模糊不清。在解決這些問題的過程中，我們往往會遇到非常多的概念：像素、分辨率、PPI、DPI、DP、DIP、DPR、視口等等。
本文將從移動端適配的基礎概念出發，探究移動端適配各種問題的解決方案和實現原理。
一、英寸
一般用英寸描述屏幕的物理大小，如電腦顯示器的17、22，手機顯示器的4.8、5.7等使用的單位都是英寸。
英寸和厘米的換算：1英寸 = 2.54 厘米
二、物理像素
2.1 像素
像素即一個小方塊，它具有特定的位置和顏色。
圖片、電子屏幕（手機、電腦）就是由無數個具有特定顏色和特定位置的小方塊拼接而成。
像素可以作為圖片或電子屏幕的最小組成單位。
2.2 物理像素
到電商網站購買手機，都會看一看手機的參數，以apple的官網上對手機分辨率的描述為例：
iPhone XS Max 和 iPhone SE的分辨率分別為2688 x 1242和1136 x 640。表示手機分別在垂直和水平上所具有的像素點數。這里描述的就是屏幕實際的物理像素，即一個屏幕具體由多少個像素點組成。
屏幕從工廠出來那天起，它上面的物理像素點就固定不變了，單位為pt。當然分辨率高不代表屏幕就清晰，屏幕的清晰程度還與尺寸有關。
**設備像素 = 物理像素 **
2.3 PPI(Pixel Per Inch) - 每英寸包括的像素數
PPI可以用於描述屏幕的清晰度以及一張圖片的質量。
使用PPI描述圖片時，PPI越高，圖片質量越高，使用PPI描述屏幕時，PPI越高，屏幕越清晰。
由於手機尺寸為手機對角線的長度，通常使用如下的方法計算PPI:
iPhone 6的PPI為 
，那它每英寸約含有326個物理像素點。
2.4 DPI(Dot Per Inch) - 每英寸包括的點數
這里的點是一個抽象的單位，它可以是屏幕像素點、圖片像素點也可以是打印機的墨點。
平時你可能會看到使用DPI來描述圖片和屏幕，這時的DPI應該和PPI是等價的，DPI最常用的是用於描述打印機，表示打印機每英寸可以打印的點數。
一張圖片在屏幕上顯示時，它的像素點數是規則排列的，每個像素點都有特定的位置和顏色。
當使用打印機進行打印時，打印機可能不會規則的將這些點打印出來，而是使用一個個打印點來呈現這張圖像，這些打印點之間會有一定的空隙，這就是DPI所描述的：打印點的密度。
在上面的圖像中我們可以清晰的看到，打印機是如何使用墨點來打印一張圖像。
所以，打印機的DPI越高，打印圖像的精細程度就越高，同時這也會消耗更多的墨點和時間。
三、設備獨立像素
實際上，上面我們描述的像素都是物理像素，即設備上真實的物理單元。
設備獨立像素是如何產生的？？
智能手機發展非常之快，在幾年之前，我們還用着分辨率非常低的手機，比如下面左側的白色手機，它的分辨率是320x480，我們可以在上面瀏覽正常的文字、圖片等等。
但是，隨着科技的發展，低分辨率的手機已經不能滿足我們的需求了。很快，更高分辨率的屏幕誕生了，比如下面的黑色手機，它的分辨率是640x940，正好是白色手機的兩倍。
理論上來講，在白色手機上相同大小的圖片和文字，在黑色手機上會被縮放一倍，因為它的分辨率提高了一倍。這樣，豈不是后面出現更高分辨率的手機，頁面元素會變得越來越小嗎？
然而，事實並不是這樣的，我們現在使用的智能手機，不管分辨率多高，他們所展示的界面比例都是基本類似的。喬布斯在iPhone4的發布會上首次提出了Retina Display(視網膜屏幕)的概念，它正是解決了上面的問題，這也使它成為一款跨時代的手機。
在iPhone4使用的視網膜屏幕中，把2x2個像素當1個像素使用，這樣讓屏幕看起來更精致，但是元素的大小卻不會改變。
如果黑色手機使用了視網膜屏幕的技術，那么顯示結果應該是下面的情況，比如列表的寬度為300個像素，那么在一條水平線上，白色手機會用300個物理像素去渲染它，而黑色手機實際上會用600個物理像素去渲染它。
我們必須用一種單位來同時告訴不同分辨率的手機，它們在界面上顯示元素的大小是多少，這個單位就是設備獨立像素(Device Independent Pixels)簡稱DIP或DP。上面我們說，列表的寬度為300個像素，實際上我們可以說：列表的寬度為300個設備獨立像素。
打開chrome的開發者工具，我們可以模擬各個手機型號的顯示情況，每種型號上面會顯示一個尺寸，比如iPhone X顯示的尺寸是375x812，實際iPhone X的分辨率會比這高很多，這里顯示的就是設備獨立像素。
3.1 設備像素比
設備像素比device pixel ratio簡稱DPR，即未縮放狀態，下物理像素和設備獨立像素的比值。（DPR = 物理像素 / 設備獨立像素）
在web中，瀏覽器為我們提供了window.devicePixelRatio來獲取DPR。
在css中，可以使用媒體查詢min-device-pixel-ratio，區分dpr：
@media (-webkit-min-device-pixel-ratio: 2),(min-device-pixel-ratio: 2){ }
在React Native中，我們也可以使用PixelRatio.get()來獲取DPR。
當然，上面的規則也有例外，iPhone 6、7、8 Plus的實際物理像素是1080 x 1920，在開發者工具中我們可以看到：它的設備獨立像素是414 x 736，設備像素比為3，設備獨立像素和設備像素比的乘積並不等於1080 x 1920，而是等於1242 x 2208。
實際上，手機會自動把1242 x 2208個像素點塞進1080 * 1920個物理像素點來渲染，我們不用關心這個過程，而1242 x 2208被稱為屏幕的設計像素。我們開發過程中也是以這個設計像素為准。
實際上，從蘋果提出視網膜屏幕開始，才出現設備像素比這個概念，因為在這之前，移動設備都是直接使用物理像素來進行展示。
緊接着，Android同樣使用了其他的技術方案來實現DPR大於1的屏幕，不過原理是類似的。由於Android屏幕尺寸非常多、分辨率高低跨度非常大，不像蘋果只有它自己的幾款固定設備、尺寸。所以，為了保證各種設備的顯示效果，Android按照設備的像素密度將設備分成了幾個區間：
當然，所有的Android設備不一定嚴格按照上面的分辨率，每個類型可能對應幾種不同分辨率，所以，每個Android手機都能根據給定的區間范圍，確定自己的DPR，從而擁有類似的顯示。當然，僅僅是類似，由於各個設備的尺寸、分辨率上的差異，設備獨立像素也不會完全相等，所以各種Android設備仍然不能做到在展示上完全相等。
3.2 移動端開發
在iOS、Android和React Native開發中樣式單位其實都使用的是設備獨立像素。
iOS的尺寸單位為pt，Android的尺寸單位為dp，React Native中沒有指定明確的單位，它們其實都是設備獨立像素dp。
在使用React Native開發App時，UI給我們的原型圖一般是基於iphone6的像素給定的。
為了適配所有機型，在寫樣式時需要把物理像素轉換為設備獨立像素：例如：如果給定一個元素的高度為200px(這里的px指物理像素，非CSS像素)，iphone6的設備像素比為2，我們給定的height應為200px/2=100dp。
當然，最好的是，你可以和設計溝通好，所有的UI圖都按照設備獨立像素來出。
我們還可以在代碼(React Native)中進行px和dp的轉換：
import {PixelRatio } from 'react-native';
const dpr = PixelRatio.get();
/**
* px轉換為dp
*/
export function pxConvertTodp(px) {
return px / dpr;
}
/**
* dp轉換為px
*/
export function dpConvertTopx(dp) {
return PixelRatio.getPixelSizeForLayoutSize(dp);
}
3.3 WEB端開發
在寫CSS時，用到最多的單位是px，即CSS像素，當頁面縮放比例為100%時，一個CSS像素等於一個設備獨立像素。
但是CSS像素是很容易被改變的，當用戶對瀏覽器進行了放大，CSS像素會被放大，這時一個CSS像素會跨越更多的物理像素。
頁面的縮放系數 = CSS像素 / 設備獨立像素
3.4 關於屏幕
這里多說兩句Retina屏幕，因為我在很多文章中看到對Retina屏幕的誤解。
Retina屏幕只是蘋果提出的一個營銷術語：
在普通的使用距離下，人的肉眼無法分辨單個的像素點。
為什么強調普通的使用距離下呢？我們來看一下它的計算公式：
a代表人眼視角，h代表像素間距，d代表肉眼與屏幕的距離，符合以上條件的屏幕可以使肉眼看不見單個物理像素點。
它不能單純的表達分辨率和PPI，只能一種表達視覺效果。
讓多個物理像素渲染一個獨立像素只是Retina屏幕為了達到效果而使用的一種技術。而不是所有DPR > 1的屏幕就是Retina屏幕。
比如：給你一塊超大尺寸的屏幕，即使它的PPI很高，DPR也很高，在近距離你也能看清它的像素點，這就不算Retina屏幕。
我們經常見到用K和P這個單位來形容屏幕：
P代表的就是屏幕縱向的像素個數，1080P即縱向有1080個像素，分辨率為1920X1080的屏幕就屬於1080P屏幕。
我們平時所說的高清屏其實就是屏幕的物理分辨率達到或超過1920X1080的屏幕。
K代表屏幕橫向有幾個1024個像素，一般來講橫向像素超過2048就屬於2K屏，橫向像素超過4096就屬於4K屏。
四、視口
視口(viewport)代表當前可見的計算機圖形區域。在Web瀏覽器術語中，通常與瀏覽器窗口相同，但不包括瀏覽器的UI， 菜單欄等——即指你正在瀏覽的文檔的那一部分。
一般我們所說的視口共包括三種：布局視口、視覺視口和理想視口，它們在屏幕適配中起着非常重要的作用。
4.1 布局視口
布局視口(layout viewport)：當我們以百分比來指定一個元素的大小時，它的計算值是由這個元素的包含塊計算而來的。當這個元素是最頂級的元素時，它就是基於布局視口來計算的。
所以，布局視口是網頁布局的基准窗口，在PC瀏覽器上，布局視口就等於當前瀏覽器的窗口大小（不包括borders 、margins、滾動條）。
在移動端，布局視口被賦予一個默認值，大部分為980px，這保證PC的網頁可以在手機瀏覽器上呈現，但是非常小，用戶可以手動對網頁進行放大。
我們可以通過調用document.documentElement.clientWidth / clientHeight來獲取布局視口大小。
4.2 視覺視口
視覺視口(visual viewport)：用戶通過屏幕真實看到的區域。
視覺視口默認等於當前瀏覽器的窗口大小（包括滾動條寬度）。
當用戶對瀏覽器進行縮放時，不會改變布局視口的大小，所以頁面布局是不變的，但是縮放會改變視覺視口的大小。
例如：用戶將瀏覽器窗口放大了200%，這時瀏覽器窗口中的CSS像素會隨着視覺視口的放大而放大，這時一個CSS像素會跨越更多的物理像素。
所以，布局視口會限制你的CSS布局而視覺視口決定用戶具體能看到什么。
我們可以通過調用window.innerWidth / innerHeight來獲取視覺視口大小。
4.3 理想視口
布局視口在移動端展示的效果並不是一個理想的效果，所以理想視口(ideal viewport)就誕生了：網站頁面在移動端展示的理想大小。
如上圖，我們在描述設備獨立像素時曾使用過這張圖，在瀏覽器調試移動端時頁面上給定的像素大小就是理想視口大小，它的單位正是設備獨立像素。
上面在介紹CSS像素時曾經提到頁面的縮放系數 = CSS像素 / 設備獨立像素，實際上說頁面的縮放系數 = 理想視口寬度 / 視覺視口寬度更為准確。
所以，當頁面縮放比例為100%時，CSS像素 = 設備獨立像素，理想視口 = 視覺視口。
我們可以通過調用screen.width / height來獲取理想視口大小。
4.4 Meta viewport
元素表示那些不能由其它HTML相關元素之一表示的任何元數據信息，它可以告訴瀏覽器如何解析頁面。可以借助 元素的viewport來幫助我們設置視口、縮放等，從而讓移動端得到更好的展示效果。
<meta name="viewport" content="width=device-width; initial-scale=1; maximum-scale=1; minimum-scale=1; user-scalable=no;">
上面是viewport的一個配置，我們來看看它們的具體含義：
Value |
可能值 | 描述 |
|---|---|---|
width |
正整數或device-width |
以pixels（像素）為單位， 定義布局視口的寬度。 |
height |
正整數或device-height |
以pixels（像素）為單位， 定義布局視口的高度。 |
initial-scale |
0.0 - 10.0 |
定義頁面初始縮放比率。 |
minimum-scale |
0.0 - 10.0 |
定義縮放的最小值；必須小於或等於maximum-scale的值。 |
maximum-scale |
0.0 - 10.0 |
定義縮放的最大值；必須大於或等於minimum-scale的值。 |
user-scalable |
一個布爾值（yes或者no） |
如果設置為 no，用戶將不能放大或縮小網頁。默認值為 yes。 |
4.5 移動端適配
為了在移動端讓頁面獲得更好的顯示效果，我們必須讓布局視口、視覺視口都盡可能等於理想視口。
device-width就等於理想視口的寬度，所以設置width=device-width就相當於讓布局視口等於理想視口。
由於initial-scale = 理想視口寬度 / 視覺視口寬度，所以我們設置initial-scale=1;就相當於讓視覺視口等於理想視口。
這時，1個CSS像素就等於1個設備獨立像素，而且我們也是基於理想視口來進行布局的，所以呈現出來的頁面布局在各種設備上都能大致相似。
4.6 縮放
上面提到width可以決定布局視口的寬度，實際上它並不是布局視口的唯一決定性因素，設置initial-scale也有肯能影響到布局視口，因為布局視口寬度取的是width和視覺視口寬度的最大值。
例如：若手機的理想視口寬度為400px，設置width=device-width，initial-scale=2，此時視覺視口寬度 = 理想視口寬度 / initial-scale即200px，布局視口取兩者最大值即device-width 400px。
若設置width=device-width，initial-scale=0.5，此時視覺視口寬度 = 理想視口寬度 / initial-scale即800px，布局視口取兩者最大值即800px。
4.7 獲取瀏覽器大小
瀏覽器為我們提供的獲取窗口大小的API有很多，下面我們再來對比一下：
- window.innerHeight：獲取瀏覽器視覺視口高度（包括垂直滾動條）。
- window.outerHeight：獲取瀏覽器窗口外部的高度。表示整個瀏覽器窗口的高度，包括側邊欄、窗口鑲邊和調正窗口大小的邊框。
- window.screen.Height：獲取獲屏幕取理想視口高度，這個數值是固定的，設備的分辨率/設備像素比
- window.screen.availHeight：瀏覽器窗口可用的高度。
- document.documentElement.clientHeight：獲取瀏覽器布局視口高度，包括內邊距，但不包括垂直滾動條、邊框和外邊距。
- document.documentElement.offsetHeight：包括內邊距、滾動條、邊框和外邊距。
- document.documentElement.scrollHeight：在不使用滾動條的情況下適合視口中的所有內容所需的最小寬度。測量方式與clientHeight相同：它包含元素的內邊距，但不包括邊框，外邊距或垂直滾動條。