iOS 的 APP 在系统中如何适配不同的屏幕的尺寸

2022-10-19 21:28:10

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2007年，初代iPhone发布，屏幕的宽高是 320 x 480 像素。下文也是按照宽度，高度的顺序排列。这个分辨率一直到iPhone 3GS也保持不变。

那时编写iOS的App(应用程序)，只支持绝对定位。比如一个按钮(x, y, width, height) = (20, 30, 40, 50)，就表示它的宽度是40像素，高度是50像素，放在(20, 30)像素的位置。

iPhone 4

2010年，iPhone 4发布，率先采用Retina显示屏，在屏幕的物理尺寸不变的情况下，像素成倍增加，达到 640 x 960 像素。

这样就出现一个问题，怎么让原有的App运行在新的手机上面？iPhone手机一个优势，就是有众多优秀的App，假如不兼容原有的App，就相当于放弃这个得来不易的优势，是很不明智的。

每当iPhone的屏幕有所变化，比如iPhone 3GS过渡到iPhone 4, iPhone 4过渡到iPhone 5, iPhone 5过渡到iPhone 6，苹果公司都需要想办法来解决上述的兼容问题。

为了运行之前的App，引入一个新的概念point(点)。点这个概念在iOS开发中十分重要，而实际用户很少关注。iPhone 4屏幕尺寸继续保持320 x 480，不过单位并非是像素，而是点。

在iPhone 3GS中，1个点等于1个像素。也就是说，点跟像素可以直接互换。
在iPhone 4中，1个点等于2个像素。

这篇文章中，我将点和像素当成一维的长度单位，而非二维的面积单位，这样对于我来说更自然些，因此1个点等于2个像素。别的文章中可能会说1个点等于4个像素，其实是指1个点占据了4个像素的面积，这样也没有说错，注意上下文语境。

iPhone 4和iPhone 3GS的屏幕尺寸实际上是一样的，都是3.5英寸。同样一个点，实际尺寸看起来是一样的。只是iPhone 4在单位英寸上像素更多，看起来更细腻。

开发iOS的时候，使用点作为基本单位会更加方便。列表对比

iOS 的 APP 在系统中如何适配不同的屏幕的尺寸这里的屏幕模式可以初步理解成，一个点等于多少个像素。2x，就是1个点等于2个像素。

总结一下单位

手机屏幕的物理长度，使用英寸作为单位。比如iPhone 4屏幕是3.5英寸，iPhone 5 是4英寸，iphone 6是4.7英寸，这里的数字是指手机屏幕对角线的物理长度。
屏幕像素，比如iPhone 3GS屏幕是320 x 480像素，iPhone 4是640 x 960像素，这里的像素可以想象成屏幕上真正用来显示颜色的发光小点。
点，开发App时候使用的单位，是一个虚拟的单位，并非实际存在的，因此点有时也叫虚拟点。点这个单位，用于屏蔽各个屏幕设备的不同，兼容以前的程序。

每英寸有多少个像素，称为ppi(pixel per inch)。iPhone 4的屏幕是640 x 960像素，3.5英寸，我们没有宽高的实际尺寸，就按照对角线来粗略计算它的ppi。将像素当做长度单位，根据勾股定理，对角线就是1154像素。屏幕对角线的实际长度为3.5英寸，也就是1154像素除以3.5英寸，得出330ppi。而官方给出的数字是326ppi。当像素太密，超过300ppi的时候，人眼也就不能区分出每个像素。因此iPhone 4的屏幕叫作Retina显示屏。Retina在英文中，是视网膜的意思。

iPhone 4之后(x, y, width, height) = (20, 30, 40, 50)，就表示高度为40个点，宽度为50个点，放在(20, 20)个点的位置。这种处理方法，将之前以像素作为单位自动转换成以点作为单位，使得iPhone 3GS的应用程序，不用修改也可运行在iPhone 4上面。

文字，颜色等是矢量数据，放大不会失真。原有的iPhone 3GS程序，在iPhone 4上面运行，文字显示也十分清晰。

而图片并非矢量数据，处理方式有所不同。假设图片 example.png，大小为 30 x 40像素（这里的单位是像素，数字图片的单位通常都为像素）。当这张example.png在iPhone 3GS和iPhone 4中使用时候，都占据屏幕上30 x 40个点。而因为iPhone 4中1个点等于2个像素，也就是30 x 40像素的图片，占据了60 x 80像素的屏幕，因此这图片在iPhone 4中看起来就会模糊。

开发的时候，为使得图片清晰，需要进行图片适配。这时需要准备两张内容相同的图片，放在同一目录下。

example.png      // 30 x 40像素

example@2x.png   // 60 x 80像素

当程序中使用example.png的时候，会根据屏幕模式自动选择对应的图片。屏幕1x模式，就会选择example.png, 2x模式就会优先选择example@2x.png，假如example@2x.png不存在，就选择example.png。

图片跟屏幕一样，也有1x模式，2x模式。在iPhone 6 Plus中，还出现3x模式，原理是一样的。

当iPhone 4选中example@2x.png的图片，就会生成一张大小为30 x 40个点，2x模式的图片。这个时候，图片看起来就会很清晰了。而没有适配的旧程序，example@2x.png不存在，就选中example.png，生成大小为30 x 40个点，1x模式的图片，看起来比较模糊。但它们占据的屏幕点数是一样的。

iPhone 5

2012年，苹果发布iPhone 5。我们将所有机型对比，依然采用点作为单位。

iOS 的 APP 在系统中如何适配不同的屏幕的尺寸

跟iPhone 4做比较, iPhone 5的宽度保持不变。高度增加568 - 480 = 88个点。

在iOS开发中，44这个数字比较特殊。iOS界面指南写着，人类的手指有一定大小，点击区域低于44个点的时候，就难以点中。44的两倍就是88。

当原有程序没有适配iPhone 5的时候，也可以正常运行，但多出来的88个点将会将会被自动均分为上下两部分，使得上下出现黑边。我找不到好看的图片。

iOS 的 APP 在系统中如何适配不同的屏幕的尺寸

那么怎样才能告诉iOS系统，应用程序已经适配了iPhone 5呢？在这里，我们先扯开一下，谈一下启动图片。

点击主屏幕的图标，进入App的时候，会立即显示一张图片，这张图片就是启动图片(Launch Image)。App在正式启动的时需要做一些初始化处理，这通常比较费时。先出现启动图片，可以使用户觉得系统立即有响应，减少等待的焦虑感。

每个机型，比如同时支持iPhone和iPad的程序，需要分别为iPhone跟iPad指定启动图片。当旧的iPhone 4的程序，运行在iPhone 5上面，没有iPhone 5的启动图片，就采用兼容模式，上下留黑边。当为iPhone 5指定了新的启动图片，系统就认为这个应用程序是已经适配了iPhone 5的，上下就不会留黑边了。下面是微信启动图片，应该都很熟悉了。

iOS 的 APP 在系统中如何适配不同的屏幕的尺寸

微信启动图片中出现的那个地球，叫蓝色弹珠（The Blue Marble），是在1972年12月7日由阿波罗17号太空船的船员所拍摄的。这张照片当年很震撼，是普通人第一次可以通过照片直接看到地球的全貌。见问题为什么微信启动界面的地球图片没有转到中国这部分？这是否有损用户体验？

微信的启动图，为适配iPhone 5，相比与iPhone 4, 很明显狭长了。

典型iPhone应用程序（游戏除外），很多是上面一个导航栏，下面一个工具栏或者标签栏, 中间一大块用于显示的内容区。iPhone 5拉长了，对于程序的适配，也不算麻烦，内容区的内容基本是动态生成的。适配时候可以简单上下不变，中间的内容区拉长就行了。注意，导航栏和工具栏的高度也是44个点。下面是同一程序，在iPhone 4跟iPhone 5的对比。

iOS 的 APP 在系统中如何适配不同的屏幕的尺寸

AutoLayout

到了这个时候，传统绝对定位的弱点就显露出来了。这时iPhone按照点作为单位，已经出现了两种不同尺寸的屏幕，算上iPad, 就有3种尺寸（有些App可以同时兼容iPhone和iPad，称为Universal）。

从iOS 6系统发布后，iOS开发中可以采用一种AutoLayout的技术。AutoLayout就像网页一样，指定View，Button，Text之间的相对位置，比如靠左多少，靠右多少，居中多少等等。举个例子，像下面的简单布局。

iOS 的 APP 在系统中如何适配不同的屏幕的尺寸

假设左上角的区域为view1, 右上角的区域为view2, 下面的区域为view3。AutoLayout会说:

view1.left = 20               // View1的左边距离边界20个点

view1.top = 20                // View1的上边距离边界20个点

view2.right = 20              // View2的右边距离边界20个点

view2.top = 20                // View2的上边距离边界20个点

view2.left = view1.right + 20 // View2的左边距离View1右边20个点

view2.width = view1.width     // View1的宽度等于View2的宽度

view2.height = view1.height   // view1高度等于view2高度

view3.left = view1.left       // view3的跟view1左对齐

view3.right = view2.right     // view3跟view2右对齐

view3.top = view1.bottom + 20 // view3的上边距离view1下边20个点

view3.bottom = 20             // view3下边距离边界20个点

view3.height = view1.height   // view3高度等于view1高度

指定上面的约束条件后，AutoLayout就会自动算出对应的布局。上面我写得比较繁琐，事实上很多操作都是可以使用鼠标拖拉来指定的，并不一定需要使用代码。但就算用代码，也有简写的方法。下面是在xib中，拖拉鼠标指定约束时的界面。

iOS 的 APP 在系统中如何适配不同的屏幕的尺寸

而绝对定位，会直接说

view1.frame = (x1, y1, width1, height1)

view2.frame = (x2, y2, width2, height2)

view3.frame = (x3, y3, width3, height3)

绝对定位并非指定约束条件，而是开发者自己来精确指定View，Button, Text等的实际坐标大小。

对于一个屏幕，绝对定位可能跟AutoLayout的区别不算大，甚至绝对定位会更方便些。但当需要同时适配多个屏幕，AutoLayout根本不需要更改。而绝对定位就需要根据屏幕大小，一个个算出来。比如横屏，在AutoLayout下面，就自动变成。

iOS 的 APP 在系统中如何适配不同的屏幕的尺寸

这里不过是3个控件的布局，当出现的控件数越多，屏幕尺寸越多，AutoLayout的优势就显露出来了。另外AutoLayout有个好处是容易支持多语言，不同语言下，同一个意思文字的长度是不同的，使用AutoLayout也可以自动适配。

在iOS 6的时候，AutoLayout还比较少人使用，当时屏幕尺寸还比较少。iOS 7的时候，就开始很多人使用了。而到现在iOS 8了, 更加上iPhone 6, iPhone 6 Plus需要适配，AutoLayout大势所趋，不用不行了。

iPhone 6, iPhone 6 Plus

2014年，iPhone 6, iPhone 6 Plus发布后，情况又有新的变化。再次比较所有iPhone机型。

iOS 的 APP 在系统中如何适配不同的屏幕的尺寸屏幕尺寸再度分裂。但是我们比较iPhone 5 跟 iPhone 6的宽高比例。

可以看出，iPhone 6跟iPhone 5虽然屏幕尺寸改变了，但是它们的比例是不变的。都是 9 ÷ 16 = 0.5625 的屏幕。

当旧的iPhone 5程序运行在iPhone 6上面，假如没有经过适配。旧程序自动等比放大，铺满新手机，旧程序也可以正常运行。这种方案可算是自动适配。但因为旧程序拉伸了，整体看起来有点虚，也不能更好利用大屏空间。

当需要开发者手动适配的时候，跟iPhone 4过渡到iPhone 5一样，在新程序中，指定一张新的启动图片。当指定了启动图，屏幕分辨率就已经变成应有的大小，这时候利用AutoLayout进行布局，同一份代码，就可以支持多个机型。新手机的屏幕更大，有更多的虚拟点，可以显示更多的内容。

值得注意一点是，iPhone 6 Plus。它的宽高是414 × 736个点，3x模式，理想上来说，应该有1242 × 2208像素。但iPhone 6 Plus的实际像素是 1080 × 1920，是比理想值要少一点的。iPhone 6 Plus的处理方式是将程序整体稍微缩小一点。分辨率很高，这点区别，实际上也看不出来。

那为什么需要这样做呢？上面表格中iPhone 6, iPhone 6 Plus屏幕宽高的逻辑点的数字是怎么来的？下面我猜测一下原因，但不能证实。

先看iPhone 6，这个比较简单。iPhone 6的屏幕宽高比例跟iPhone 5一样，使用对角线来计算，就是放大了4.7 ÷ 4 = 1.175倍。用这个数字，乘以iPhone 5的320 x 568个点，忽略误差，差不多就是iPhone 6屏幕的375 x 667个点。这里需要注意，屏幕宽高比例一样，才能使用对角线来计算。

按照上面的方式来计算iPhone 6 Plus, 应该是得到440 x 781个点，实际上却是414 × 736个点。这里我猜测是因为，iPhone 6 Plus屏幕明显更大，相同尺寸的点放在大的屏幕上面，会使得人感觉尺寸变小，所以就将每个点的实际尺寸放大一些，从而得到更少的点数目。人眼看东西会有种错觉，并非是孤立的看的，而是跟周围的环境作比较。

确定了点数目之后，再确定了像素1080 × 1920(很多高清电视就是这个尺寸)，应该是1080/414=2.6x，但2.6x这个数字开发就太麻烦了，就按照3x来处理。其实假如像素达到1242 × 2208，3x下也可以精确到1:1, 这样会更好。但现今的技术在考虑电池，处理器，屏幕尺寸等综合因素下，很可能达不到这样的细腻程度。

上述只是猜测，我相信那些手机参数是经过反复考虑再确定的。iPhone 6 Plus这个处于手机跟平板中间地带的产物经过不少特殊处理。

由分析可以看到，慢慢的为了适配多个机型，程序的启动图片也逐渐增多，为解决这个问题。iOS 8之后，可以使用xib来搭建启动界面，这样就可以同一个启动界面，适配多个机型，减少启动图片占用的空间。

建议

以后的应用程序，都使用AutoLayout, 不要再用绝对定位。
使用类似网页的方式来设计界面。
设计师好，程序员也好，尽量使用点这个单位进行思考，而不要使用像素。比如，你需要做44 x 66个点的按钮，2x模式，就乘以2, 3x模式就乘以3。这样的思考方式可以大致估计到真实的物理长度。44个点，就是手机上导航栏，工具栏的高度。假如用像素思考，容易使得做出的图片过大或者过小。
非矢量素材，就可以做尺寸最大的，之后再进行缩小。比如你需要兼容3x的屏幕，就直接做最高那种图片。
而当使用Flash之类的矢量工具来做素材的时候，应该直接做点那个尺寸。比如44 x 66个点的按钮。就建立一个44 x 66的场景。之后再导出成2倍图，3倍图，因为矢量放大不失真。不要建立一个3x的场景，导出成大图片，再进行缩小，这样就容易失真。更理想的是直接使用矢量图。
假如是那种导航栏，工具栏之类的背景图，需要横跨整个屏幕。可以只切一小块，让程序拉伸，拉伸方式是保持两边的像素不动，只拉伸最中间的一列像素。需要拉伸的话，横方向就不要出现一些渐变色。
按钮的点击区域，不应该少于44个点，就算按钮的图片看起来比较小，也应该使得点按钮周围的透明区也有反应。
可以按照你当前最方便测试机子的型号来做一些主要预览图，效果图。比如你手头有iPhone 5，可以按照iPhone 5的尺寸，320 x 568个点，需要兼容iPhone 6 Plus，就使用3x的模式。这样方便将图片放进手机里面看实际的效果。有多个测试机，就选较大的，之后再进行一些细调。假如支持iPhone 6 Plus的横屏模式，需要另外处理。
上面说的是应用的处理方式，游戏会有些特殊。现在很多游戏，按照1136 x 768的像素尺寸来设计场景，这样可以同时兼容iPad和iPhone，并只使用一份图。iPad 1x模式下尺寸是1024 x 768像素，iPhone 5在2x模式下，是1136 * 640像素。这种尺寸，可以将场景居中显示，各自将场景拉伸到最大。