创建支持多种屏幕尺寸的Android应用

2017-11-09 524

Android涉及各种各样的支持不同屏幕尺寸和密度的设备。对于应用程序，Android系统通过设备和句柄提供了统一的开发环境，大部分工作是校正每一个应用程序的用户界面到它显示的屏上。与此同时，系统提供APIs允许你控制应用界面为特定的屏幕尺寸和密度，为不同屏幕的配置提供最优化的用户界面设计。例如，你可能会要一个平板电脑的用户界面，这不同于手机的用户界面。

虽然系统能缩放，调整其尺寸，以使应用软件工作在不同屏上，但是应该尽量优化应用软件适应不同的屏幕尺寸和密度。为此，对所有设备的用户体验应最大化且应让用户们相信应用软件是真正为他们的设备设计的，而不是简单的拉伸使屏适合他们的设备。

按照文中描述的做法，通过使用一个apk文件，可以创建一个应用软件能恰当显示并在所有的支持屏配置中提供最优用户体验。

* 注* ：在此文中假设应用程序是为android 1.6（API level为4）或者更高的Android系统设计的。如果应用程序支持android 1.5或者更低的安卓系统，请首先阅读Strategies for Android 1.5章节。

Also, be aware that Android 3.2 has introduced new APIs that allow you to more precisely control the layout resources your application uses for different screen sizes. These new features are especially important if you're developing an application that's optimized for tablets. For details, see the section about Declaring Tablet Layouts for Android 3.2.

多屏支持概述

本节提供了Android支持多屏的概述，包括：介绍了本文中API用到的术语和概念，总结了系统支持的屏设置，概述了API和下面的屏幕兼容特性。

术语和概念

屏幕尺寸

:实际的物理尺寸，是按照屏幕的对角线计量的。

:为简单起见，Android把所有的屏幕尺寸划分为四种广义的尺寸：小、标准、大，特大号。

屏幕密度

:屏幕占据的物理区域所含像素的个数；通常被称为dpi（每英寸点数）.

:例如在给定的物理区域中,与“标准的”或“高”密度屏幕相比，低密度屏幕具有较少的像素。

方向

:屏幕的方向来自于用户的角度。这是横向或纵向，分别指屏幕各个角度的比例，而不是宽或高。需要注意的是，不仅不同的设备在不同方向运行，而且当用户旋转设备时，方向也同时在改变。

分辨率

:屏幕上物理像素的总数。支持多屏时，应用程序不直接与分辨率有关，应用程序应该只关心屏幕的尺寸和密度，用指定的广义的尺寸和密度组。

:一种有效的在定义UI布局时你应当使用的像素单位，以一种密度无关的方式表示布局的尺寸或者位置。

:dp相当于160dpi屏幕，它是系统为“中等的”密度屏设定的基准密度。同时，系统透明地处理任何一种dp单位，必要时，基于使用中的屏的实际密度。dp单位根据公式 px = dp * (dpi / 160)简单地转化为屏像素。例如,一个240dpi的屏幕，1 dp等于1.5个物理像素。定义应用程序的UI时，你应该总是使用dp单位，以确保在不同密度的屏幕上正确地显示你的UI。

支持的屏幕范围

从Android1.6（API等级为4）开始，Android提供了支持多个屏幕的尺寸和密度，表明一种设备拥有许多不同的屏幕配置。你应该利用Android系统的这些特性去为每一个屏幕配置优化你的应用程序界面，并且应确保你的应用程序不仅能正常运行，而且应尽可能地在每一个屏幕上提供最好的用户体验。

为了简化为多个屏的用户界面设计方式，Android系统将实际的屏幕尺寸和密度范围划分为：

一组广义的尺寸：小，标准，大，特大号。
注* ：从Android3.2（API等级为13）起，这些尺寸分组已被弃用，大家支持的是一种新的基于可用屏幕宽度的管理屏幕尺寸的技术。如果你正在开发Android3.2或者更高版本，参见Android3.2平板电脑布局章节获取更多信息。
一组四个广义的密度：ldpi (低), mdpi (中等), hdpi (高),和 xhdpi (超高)。

这种广义的尺寸和密度是围绕一种基准的配置进行划分的，这种基准的配置是指一个标准尺寸和mdpi （中等）密度。这个基线是基于第一个Android 上电设备，T-Mobile G1的屏幕配置，它具有HVGA屏幕（直到Android1.6，这是Android支持的唯一的屏幕配置）。

每个广义的尺寸和密度跨越一套实际屏幕尺寸和密度。例如，当用手测量时，两种标准的屏幕尺寸的设备可能具有实际的稍微不同的屏幕尺寸和纵横比。同样，两种hdpi屏幕密度的设备可能包含稍微不同的实际像素密度。Android制造这些差异使应用程序抽象化，所以，你可以提供设计的UI给广义的尺寸和密度，必要时让系统处理任何最后的调整。图1 阐明了不同的尺寸和密度被如何大致归类到不同的尺寸和密度组。

http://developer.android.com/images/screens_support/screens-ranges.png

图1 阐明了不同的尺寸和密度被如何大致归类到不同的尺寸和密度组

当为不同的屏幕尺寸设计UI时，会发现每个设计需要最低限度的空间。因此，上面提到的每一个广义的屏幕尺寸都有系统定义的相关联的最小分辨率。这些最小尺寸在“dp”单位内，当设计布局时，应当使用相同的单位。

超大屏幕至少960dp x720dp
大屏幕至少640dp x480dp
标准屏幕至少470dp x320dp
小屏幕至少426dp x320dp
注* ：在Android3.0之前，这些最小屏幕尺寸没有很好的定义，所以可能会遇到一些在标准和大之间被错误归类的设备。这些也是基于屏幕的物理分辨率，因此各种不相同的设备也会遇到前面的问题。例如，一个有系统栏的1024x720平板会留少一点可用的空间给应用程序。

为了优化应用程序的UI适应不同的屏幕尺寸和密度，可以提供任何广义的尺寸和密度替代资源。一般来说，应当提供替代布局给不同屏幕尺寸和替代的位图图像给不同的屏幕密度。在运行时，基于当前设备屏幕的广义的尺寸或密度，系统会为你的应用程序使用适当的资源。

没有必要提供替代资源给每个屏幕尺寸和密度的组合。系统提供了强大的兼容特性，这些特性会处理大部分工作使你的应用程序呈现在任何设备的屏幕上，前提是已经通过使用允许它适当地调整尺寸的技术实现了UI（正如下面最佳实践中描述的）。

* 注* ：定义一种设备的广义的屏幕尺寸和密度特性是彼此相互独立的。例如，一种WVGA高密度屏幕被认为是标准尺寸的屏幕，是因为它的物理大小与T-Mobile G1（Android的第一个设备和基准屏幕设置）大约相同。另一方面，一种 WVGA中等密度的屏幕被认为是大尺寸的屏幕。尽管它有相同的分辨率（相同数量的像素），这种WVGA中等密度的屏幕有更低的屏幕密度，意思是每个像素比较大，因此，整个屏幕比基准（标准尺寸）屏幕要更大。

密度无关性

当应用程序保留了用户界面元素的物理尺寸以不同的密度显示在屏幕上（从用户的角度来看）时，它实现了“密度无关性”。
维护密度无关系性很重要，因为，如果没有它，一个UI元素（如按钮）在一个低密度屏幕上看起来较大而在一个高密度屏幕上看起来很小。这样的密度相关的尺寸的改变影响应用程序的布局和使用。图2和图3 分别展示了当它不提供密度无关性和提供了密度无关性时，应用程序之间的差异。

http://developer.android.com/images/screens_support/density-test-bad.png

图2 当不提供密度无关性，应用程序在低、中等、高密度屏幕上显示实例

http://developer.android.com/images/screens_support/density-test-good.png

图3 当提供密度无关性，应用程序在低、中等、高密度屏幕上显示实例

Android系统通过以下两种方式帮助应用程序实现密度无关性：
* 系统为当前屏幕密度调整dp单位到适当的值
* 如有必要，系统会根据当前屏幕密度调整绘图资源到适当的尺寸
在图2中，文本视图和位图绘图有规定的尺寸的像素（像素单位），因此这些视图在低密度屏幕上看起来较大，在高密度屏幕上看起来较小。这是因为尽管实际的屏幕尺寸是一样的，但是高密度屏每英尺有较多的像素（相同数量的像素适合于较小区域）。在图3中，布局的尺寸被指定为密度无关性像素（dp 单位）。因为密度无关性像素的基线是中等密度的屏幕，一个有中等密度屏幕的设备看上去与图2中的一样。对于低密度和高密度屏幕而言，不管怎样，系统能分别降低、调高密度无关性像素的值去恰当地适应屏幕。
在大多数情况下，你可以简单地在密度无关性像素里（dp 单位）指定所有的布局尺寸或者恰当地“包装内容”来确保应用程序的密度无关性。然后系统会根据恰当的缩放因子为当前屏幕密度调整位图视图以适当的尺寸显示出来。
但是，位图缩放会导致图片模糊，如上面的截图。为了避免这些问题，应该为不同的密度提供替代位图资源。例如，应该给高密度屏幕提供更高分辨率的位图，系统会使用它们，而不是使用为中等密度屏幕设计的缩放位图。以下段落将介绍更多关于如何提供不同替代资源给不同的屏幕配置。

如何支持多屏

Android支持多屏的基础是它能够以适当的方式为当前屏幕设置管理应用程序的布局和位图绘图的渲染。根据实际情况，系统通过缩放布局去适应屏幕的尺寸/密度和为屏幕密度缩放位图绘图，处理大部分工作去适当地渲染应用程序到每一个屏幕配置。然而，为了更好地处理不同屏幕配置，应该：
* * 在清单文件中明确申明应用程序支持哪种屏幕大小*

通过申明应用程序支持哪种屏幕尺寸，可以确保只有支持的屏幕尺寸的设备才能下载应用程序。声明支持不同屏幕尺寸也会影响系统如何在较大屏幕上运行应用程序，尤其是，不论应用程序是否运行在屏幕兼容模式。
为了申明应用程序支持的屏幕大小，应该在manifest文件中包含的元素。

* 为不同的屏幕尺寸提供不同的布局*

默认情况下，Android会重新调整应用布局去适合当前设备屏幕。在大多数情况下，这样做很好。在其它情况下，UI可能看上去不太好且可能不同屏幕尺寸需要调整。例如，在较大屏幕上，可能会调整某些元素的位置和尺寸去充分利用额外的屏幕空间，或者在一个较小屏幕上，会调整尺寸使得一切都可以在屏幕上显示。
可以提供指定大小资源的配置限定符，有小、标准、大、超大。例如，一个超大屏幕的布局应该选Xlarge。
从Android3.2（API等级为13）起，上面的尺寸分组已被弃用，你应该使用swdp配置限定符去定义布局资源需要的最小的可用的宽度。例如，如果多窗格平板布局需要至少600dp的屏幕宽度，应该选sw600dp。使用新技术申明布局资源将会在Declaring Tablet Layouts for Android 3.2章节讨论。

* 为不同的屏幕密度提供不同的位图绘图*

默认情况下，Android调整你的位图绘图(.png, .jpg, and .gif 文件)和9补丁绘图(.9.png 文件），让他们在每个设备上以适当的物理尺寸呈现。例如，你用程序只为基线、中等屏幕密度（mdpi）提供了位图绘图，系统会调高高密度屏幕，降低低密度屏幕。这些调整会导致图片不真实。为了确保图片看起来最好，应当在不同分辨率下包含替代版本去适应不同的屏幕密度。可以用来指定密度资源的配置限定符有ldpi（低）、mdpi (中等), hdpi (高), and xhdpi (超高)。例如，高密度屏幕的位图应该选hdpi。
尺寸和密度配置限定符与上面的支持的屏幕范围中描述的广义尺寸和密度一致。

注释：如果你不太熟悉配置限定符且不知道系统如何使用他们应用替代资源的话，请阅读Providing Alternative Resources章节获取更多信息。
在运行时，对于任何给定的资源，系统通过以下步骤实现在当前屏幕上获取最佳的显示:

1.系统使用适当的替代资源

基于当前屏幕的尺寸和密度，系统会使用应用程序里的任何指定尺寸和密度的资源。例如，如果设备有一个高密度屏幕且应用程序请求绘图资源时，，系统会在绘图资源目录寻找最匹配的设备配置。依赖于其他可用的替代资源，一个有hdpi限定符的资源目录（如 drawable-hdpi）可能是最匹配的，因此系统使用这个目录中的绘图资源。

2.如果没有匹配的资源可用，系统会使用默认资源且会调高或降低资源去匹配当前屏幕的尺寸和密度这些“默认”资源是指那些没有配置限定符标记的资源。例如在drawable/中的资源就是默认的绘图资源。系统假定默认资源是为基准屏幕尺寸和密度设计的，即标准屏幕尺寸和中等密度。例如，系统会恰当地为高密度屏幕调高默认密度资源，为低密度屏幕降低默认资源。

然而，当系统在寻找一个指定密度的资源且在指定密度目录没找到它时，它不会总是使用默认资源。为了获取更好的效果，系统会使用一个其他指定密度资源。例如，当系统在寻找一个低密度资源且这个资源是不可用时，系统更喜欢降低高密度版本的资源，因为系统可以简单地乘以0.5系数将高密度资源降低为低密度，与调整中等密度资源乘以0.75系数相比，这样用到很少的工件。

关于Android是如何通过匹配配置限定符到设备配置来选择替代资源的更多信息，请阅读How Android Finds the Best-matching Resource章节。

使用配置限定符

Android支持多种配置限定符，让你控制系统如何基于当前设备屏幕的特征选择替代资源。一个配置限定符是一个字符串，你可以把它附加到你的Android工程的资源目录中并指定里面的资源是为此配置设计的。

为了使用配置限定符：

1.在你的工程的res目录创建一个新目录，并使用格式命名：
:-
:是标准的资源名称（如drawable or layout）。
:是下面表1中的配置限定符，指定这些资源将要被用的屏幕配置（如hdpi or xlarge）。

2.保存这些适当的指定配置的资源到这个新目录。这些资源文件的命名必须严格与默认的资源文件名一样.

例如，xlarge是用于超大屏幕的配置限定符。当你添加这些字符串到一个资源目录名（如layout-xlarge）时，它告诉系统这些资源将被用到有超大屏幕的设备上。

表1 允许你提供指定资源给不同屏幕配置的配置限定符

{|style="border-spacing: 0px;margin: 4px 4px; width: 90%; border-left:1px solid #ccc;border-top:1px solid #ccc; "

|-style="background:#DEE8F1; "
! style="border-right:1px solid #ccc;border-bottom:1px solid #ccc; padding:5px 15px" | Screen characteristic
! style="border-right:1px solid #ccc;border-bottom:1px solid #ccc; padding:5px 15px" | Qualifier
! style="border-right:1px solid #ccc;border-bottom:1px solid #ccc; padding:5px 15px" | Description

|- style=" vertical-align:top;"
| style=" border-right:1px solid #ccc;border-bottom:0px solid #ccc; padding:5px 15px; " |
Size
| style="border-right:1px solid #ccc;border-bottom:1px solid #ccc; padding:5px 15px; " |
small
| style="border-right:1px solid #ccc;border-bottom:1px solid #ccc; padding:5px 15px; " |
Resources for small size screens