第119天:移动端:CSS像素、屏幕像素和视口的关系

简介: 移动前端中常说的 viewport (视口)就是浏览器显示页面内容的屏幕区域。其中涉及几个重要概念是 dip ( device-independent pixel 设备逻辑像素 )和 CSS 像素之间的关系。

移动前端中常说的 viewport (视口)就是浏览器显示页面内容的屏幕区域。其中涉及几个重要概念是 dip ( device-independent pixel 设备逻辑像素 )和 CSS 像素之间的关系。这里首先了解以下几个概念。

一、视口

1、layout viewport(布局视口)

  一般移动设备的浏览器都默认设置了一个viewport 元标签,定义一个虚拟的layout viewport(布局视口),用于解决早期的页面在手机上显示的问题。iOS, Android基本都将这个视口分辨率设置为 980px,所以pc上的网页基本能在手机上呈现,只不过元素看上去很小,一般默认可以通过手动缩放网页。

2、visual viewport(视觉视口)和物理像素

visual viewport(视觉视口)物理屏幕的可视区域,屏幕显示器的物理像素,同样尺寸的屏幕,像素密度大的设备,硬件像素会更多。例如iPhone的物理像素:

  • iPhone5 :640 * 1136
  • iPhone6:750 * 1334
  • iPhone6 Plus:1242 * 2208

3、ideal viewport(理想视口)和 dip (设备逻辑像素)

ideal viewport(理想视口)通常是我们说的屏幕分辨率。

dip (设备逻辑像素)跟设备的硬件像素无关的。一个 dip 在任意像素密度的设备屏幕上都占据相同的空间。

比如MacBook Pro的 Retina (视网膜)屏显示器硬件像素是:2880 * 1800。当你设置屏幕分辨率为 1920 * 1200 的时候,ideal viewport(理想视口)的宽度值是1920像素, 那么 dip 的宽度值就是1920。设备像素比是1.5(2880/1920)。设备的逻辑像素宽度和物理像素宽度(像素分辨率)的关系满足如下公式:

逻辑像素宽度*倍率 = 物理像素宽度

而移动端手机屏幕通常不可以设置分辨率,一般都是设备厂家默认设置的固定值,换句话说 dip 的值就是 ideal viewport(理想视口)(也就是分辨率)的值,比如,iPhone的屏幕分辨率:

  1. iPhone5 :分辨率 320 * 568,物理像素 640 * 1136,@2x
  2. iPhone6:分辨率 375 * 667,物理像素 750 * 1334,@2x
  3. iPhone6 Plus :分辨率 414 *  736,物理像素1242 * 2208,@3x,(注意,实际显示图像等比降低至1080×1920)

 

二、CSS像素

CSS像素(px)用于页面布局的单位。样式的像素尺寸(例如 width: 100px)是以CSS像素为单位指定的。CSS像素dip 比例即为网页的缩放比例,如果网页没有缩放,那么一个CSS像素就对应一个 dip(设备逻辑像素) 。

1、使用viewport元标签控制布局

首先看一下viewport元标签极其属性:

1 html 代码:
2 <meta id="viewport" name="viewport" content="width=device-width; initial-scale=1.0; maximum-scale=1; user-scalable=no;">

这里是每个属性的详细介绍:

属性名 取值 描述
width 正整数 或 device-width 定义视口的宽度,单位为像素
height 正整数 或 device-height 定义视口的高度,单位为像素,一般不用
initial-scale [0.0-10.0] 定义初始缩放值
minimum-scale [0.0-10.0] 定义缩小最小比例,它必须小于或等于maximum-scale设置
maximum-scale [0.0-10.0] 定义放大最大比例,它必须大于或等于minimum-scale设置
user-scalable yes/no 定义是否允许用户手动缩放页面,默认值yes

(1)width

width属性被用来控制layout viewport(布局视口)的宽度,layout viewport(布局视口)宽度默认值是设备厂家指定的。iOS, Android基本都将这个视口分辨率设置为 980px。我们可以 width=320 这样设为确切的像素数,也可以设为device-width这一特殊值,一般为了自适应布局,普遍的做法是将width设置为device-width,例如:

1 html 代码:
2 <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1">

width=device-width 也就是将layout viewport(布局视口)的宽度设置 ideal viewport(理想视口)的宽度。网页缩放比例为100%时,一个CSS像素就对应一个 dip(设备逻辑像素),而layout viewport(布局视口)的宽度,ideal viewport(理想视口)的宽度(通常说的分辨率),dip 的宽度值是相等的。

(2)height

与width类似,但实际上却不常用。

(3)initial-scale

initial-scale用于指定页面的初始缩放比例:

1 html 代码:
2 <meta name="viewport" content="initial-scale=1.5" />

initial-scale=1 表示将layout viewport(布局视口)的宽度设置为 ideal viewport(理想视口)的宽度,initial-scale=1.5 表示将layout viewport(布局视口)的宽度设置为 ideal viewport(理想视口)的宽度的1.5倍。

(4)maximum-scale

maximum-scale用于指定用户能够放大的最大比例,例如

1 html 代码:
2 <meta name="viewport" content="initial-scale=1,maximum-scale=3" />

假设页面的默认缩放值initial-scale是1,那么用户最终能够将页面放大到这个初始页面大小的3倍。

(5)minimum-scale

似maximum-scale的描述,不过minimum-scale是用来指定页面缩小比例的。通常情况下,不会定义该属性的值,页面太小将难以阅读。

(6)user-scalable

user-scalable来控制用户是否可以通过手势对页面进行缩放。该属性的默认值为yes,可被缩放,你也可以将该值设置为no,表示不允许用户缩放网页。例如:

1 html 代码:
2 <meta name="viewport" content="user-scalable=no" />

 

三、屏幕像素

  1、px(pixels): 物理像素,硬件像素,设备像素
  2、dp, dip(deveice independent pixels): 逻辑像素、设备无关像素、CSS像素
  3、pt(point): 1/72英寸
  4、dpr(devicePixelRatio): 设备像素缩放比,即 1dp的长度相当于几个px的长度
  5、ppi, dpi像素密度(像素每英寸),斜向一英寸里的物理像素数量
  6、em: 相对于 父元素的font-size的相对单位。
  7、rem: 相对于 根元素的font-size的相对单位。
  8、vw: 1% 布局视口宽度
  9、vh: 1% 布局视口高度
  10、分辨率横向物理像素数 * 纵向物理像素数

iPhone5为例
物理像素:640 * 1136。屏幕尺寸:4英寸。对角线物理像素数:开根号(1136 * 1136 + 604 * 640) = 1304。ppi = 1304 / 4 = 326。默认dpr:2。逻辑像素:568 * 320

ppi与默认dpr对应关系:(规律:每英寸里面的点越多,让越多的点来充当一个px)
          ppi   默认dpr
ldpi   120   0.75
mdpi   160   1.0
hdpi   240   1.5
xhdpi  320   2.0
Retina屏(视网膜屏): ppi 大于320

设备尺寸列表 https://material.io/devices/

四、视口与缩放

布局宽度:布局视口的 逻辑像素的数量
屏幕宽度屏幕的逻辑像素的数量(视觉视口、可见视口、虚拟视口)
逻辑宽度逻辑像素的数量
视觉宽度横向长度
chrome 实验结论:桌面浏览器设置 viewport无效,但可以手动缩放。移动浏览器设置 viewport有效,但也能手动缩放。

桌面浏览器以 屏幕宽度进行布局,手动缩放,相当于改变 dpr,以缩小为例:
  1、缩小后, dpr变小, viewport视觉宽度不变逻辑宽度变大
  2、缩小后, 百分比宽度的元素,百分比仍然生效,逻辑宽度和视觉宽度跟着父元素变化。默认情况下,<html>是viewport的 100%,因此<html>的视觉宽度不变,逻辑宽度变大。
  3、缩小后, 固定宽度的元素, 逻辑宽度不变视觉宽度缩小
  4、文字无法无限缩小,缩小到一定程度后继续缩小, 视觉宽度不变dpr变小, 逻辑宽度变大
总结: 缩小,dpr变小;元素逻辑宽度不变视觉宽度变小;视觉宽度不能变小的(viewport,百分比宽度的元素,小字),视觉宽度不变逻辑宽度变大

移动浏览器 viewport设置 initial-scale缩放。以缩小为例
  1、 viewport的逻辑宽度和视觉宽度初始都为 width逻辑宽度不变视觉宽度initial-scale缩小;视觉宽度缩小到 跟屏幕一样宽时,不再缩小,变成 逻辑宽度变大视觉宽度不变
  2、 百分比宽度的元素,变化规律跟 viewport一样
  3、 固定宽度的元素, 逻辑宽度不变视觉宽度缩小
  4、无法缩小到文字不能再缩小的程度
总结: viewport视觉宽度缩小到屏幕宽度之前,viewport、百分比宽度元素、固定宽度元素,都是逻辑宽度不变视觉宽度以同等比例缩小

移动浏览器 手动缩放
不分 viewport、百分比宽度元素、固定宽度元素,全都是 视觉宽度缩放,逻辑宽度不变

viewport 设置
<meta name="viewport" content="width=deveice-width,initial-scale=1,
           mininum-scale=,maximum-scale=,user-scalable=no">
  width:布局宽度,相当一部分手机浏览器默认为 980px
  deveice-width:屏幕宽度
  initial-scale:初始缩放比例
  mininum-scale:最小缩放比例
  maximum-scale:最大缩放比例
  user-scalable:是否允许用户缩放

情况一: 未设置 <meta name="viewport">
那么布局宽度width=980px,初始缩放 initial-scale自动(缩放到屏幕大小)
情况二: viewport 只设置 width,不设置 initial-scale
那么initial-scale为自动
情况三:viewport只设置 initial-scale=1,不设置 width
那么 width=device-width
情况四:viewport只设置 initial-scale !=1,不设置 width
那么 Android width=980px,IOS width=device-width

五、视口与JS

screen.width   屏幕的逻辑像素的数量
window.innerWidth  浏览器的逻辑像素的数量(包含滚动条占据的宽度)
document.documentElement.clientWidth   viewport的逻辑像素的数量
document.documentElement.offsetWidth  根元素<html>的逻辑像素的数量
window.pageX/YOffset  布局视口相对于可见视口的位移
window.devicePixelRatio  屏幕dpr
orientationchange  屏幕转向事件
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