Android螢幕密度的深刻了解

context.getResources().getDisplayMetrics()

Android中有一個類：DisplayMetrics，官方文檔在此：https://developer.android.google.cn/reference/android/util/DisplayMetrics?hl=en

DisplayMetrics類描述有關顯示器的一般資訊的結構，例如其大小，密度和字型縮放。

DisplayMetrics執行個體對象的擷取方式：context.getResources().getDisplayMetrics();

屬性并不多，對于螢幕密度官方描述不夠詳細，是以這裡記錄一下，描述詳細一點。DisplayMetrics常用屬性如下：

• widthPixels 螢幕寬。當手機發生旋轉時，之前的寬會變成高。
• heightPixels 螢幕高。當手機發生旋轉時，之前的高會變成寬。
• densityDpi 螢幕密度，即每英寸的螢幕中包含的像素數量，英寸為國外的長度機關，它換算為國内的機關為：1英寸 = 2.54厘米，是以每英寸螢幕，就是說每2.54厘米螢幕。比如densityDpi為160，則表示每英寸螢幕中的像素點有160個，也就是說真實手機螢幕上，你可以拿尺去量一量，螢幕上，每2.54厘米就包含有160個像素點在裡面，當然了，你量一量長度還可以，像素點你是看不見的，因為像素點非常非常的小。dpi為480的手機，理論是要比dpi為160的手機清晰很多很多的，因為同樣的1英寸的螢幕大小，一個手機可以使用480個像素點來顯示圖像，一個隻能用160個像素點來顯示圖像，效果肯定是差很多的。
• density 官方稱它為顯示的邏輯密度，這不太好了解，我把它了解為密度的比例，也可以了解為dp換算為像素的比例（即1個dp等于幾個像素）。标準的螢幕密度為160，它的密度比例就是1，即1個dp就等于1個像素。如果你手機的densityDpi為320，則它是标準螢幕密度的兩倍（320 / 160 = 2），則density = 2，表示1個dp就等于2個像素。舉個例子，比如你手機的densityDpi為320，然後你設定了一個控件的寬為60dp，則它顯示到螢幕上的實際寬度為120像素，因為density = 2，是以60 * 2px = 120px。
• scaledDensity 字型比例。它的預設值也是densityDpi / 160，也就是說預設和density值是一樣的，但是我們在手機上是可以設定字型大小的，這時候的scaledDensity就會發生改變。舉個例子，假設densityDpi = 320，則density = 2，預設的scaledDensity也為2，這時我們在手機設定中修改字型大小，設定為最大号，則scaledDensity的值肯定大于2，我假設此時scaledDensity = 3，然後我們在布局中添加兩個TextView，一個TextView的大小設定為10dp，另一個TextView的大小設定為10sp，則它們顯示到手機上時，真實大小為：一個是20像素（10dp x 2px = 20px），另一個是30像素（10sp x 3px = 30px），是以平時我們說，在設定字型大小時應該使用sp，而不是dp，了解到這裡之後，我們就有了自己的了解了，字型大小并不一定要設定為sp的，設定為dp也可以，如何選擇呢？就看需求了，比如，有一個地方的TextView，我希望它的大小是固定不變的，因為如果設定的太大了會影響到我其它控件的顯示，界面就不美觀了，則此時應該使用dp，這樣的話，使用者在設定裡面不論如何設定字型大小都不會影響到我的這個TextView的大小了。而一些文章類的頁面，我們為了照顧視力不好的使用者，應該使用sp，這樣，視力不好的使用者，它覺得我界面上的字型太小了，但是我界面上又沒有增加設定字型大小的功能，則此時使用者可以自己到系統的設定裡面去修改字型大小，這樣我的界面上使用sp為機關的字型大小就會随之改變。

一般我們在xml中寫布局控件的大小時，直接使用dp或sp即可，但是如果在代碼中，設定控件大小，它預設機關是px，此時就需要動手把dp轉換為px，比如在代碼中想把20dp換算為對應的像素值，則：

val dpCount = 20 // 表示20dp
val pxCount = context.getResources().getDisplayMetrics().density * dpCount // dp換算為像素
mButton.setWidth(pxCount) // 設定按鈕的寬為20dp
           

在代碼中設定TextView或Button等控件的字型大小時，預設機關就是sp的，是以不需要在換算處理，如：mTextView.setTextSize(10)，即表示設定字型大小為10sp。

是以，其實平時開發中，常用到的是desity屬性，而densityDpi和scaledDensity很少會使用。

之前，我還寫過一篇有點相關螢幕密度的文章，可以了解一下：getDimension與getDimensionPixelOffset與getDimensionPixelSize的差別

Android Jetpack元件中的Compose用于寫UI，以後應該會成為主流，它裡面有一個類叫Dp，官方文檔在此：https://developer.android.google.cn/reference/kotlin/androidx/compose/ui/unit/Dp?hl=en

添加了Compose依賴之後，在代碼中想要表示20dp，可以這樣：val width = 20.dp，它其實就是Kotlin的擴充函數，給Int添加了擴充，自動把20轉換為對應的像素。

後來，有發現手機的dpi是可以改變的，這就神奇了，這不應該是固定不變的嗎？比如，你手機顯示器分辨率為1080 x 1920，dpi為480，然後我在手機設定的開發者選項裡面，修改一個叫“最小寬度”的設定，預設最小寬度為360dp，為什麼是360dp呢？因為dpi為480，則密度的比例desity = 480 / 160 = 3，是以1dp = 3px，是以1080px就相當于360dp（1080 / 3 = 360dp），我把最小寬度設定為1080dp，此時的dpi會變成120，密度比例就是1，是以此時看到的桌面圖示會非常小，因為此時1dp = 1px，就像電腦一樣了，你可以想像把1920 x 1080的電腦螢幕放到手機上顯示，内容看起來肯定小啊。平時我們看手機上的内容不覺得小，是因為我們使用的機關是dp，而1個dp是等于多個px的，是以内容看起來就大，不會覺得小，打個比方，比如手機螢幕寬度為360dp，我們設定一個按鈕的寬為300dp，則此時看效果螢幕右邊就隻有60個dp空閑出現，如果我們把最小寬改為1080dp，則右邊就空閑了780dp出來，那按鈕看起來肯定比之前小了。理論上說，dpi應該是固定的，比如dpi = 480，分辨率為1920 x 1080，當你dpi變為120時，則密度變低了，則如果你還想分辨率不變的話，理論上你是要擴大顯示屏的真實大小，因為你密度小了，螢幕需要更多的尺寸才能有和原來一樣的分辨率啊! 至于為什麼能修改dpi我就不深究了，我們隻要記得dpi是可以修改的就行了，當你修改了最小寬度的時候，dpi就會發生變化，最小寬度可以通過分辨率的寬和dpi算出來，dpi也可以通過分辨率和最小寬度算出來，如下：

最小寬度（機關dp）= 分辨率寬 / (dpi / 160)
dpi = 分辨率寬 / 最小寬度 * 160
           

比如，寬是1080px，dpi是480，則最小寬為360dp，1080 / (480 / 160) = 360dp

比如，寬是1080px，最小寬度為360dp，則dpi為480，1080 / 360 * 160 = 480

是以，當你在兩台分辨率相同的手機上運作同一個app時，如果發現顯示效果不一樣，則你要想到應該是它們的dpi不相同導緻的，你可以到設定裡面修改最小寬度，改成一樣的，這樣效果肯定就一樣了。

如果是分辨率一樣，密度也一樣，但是字型大小看起來不一樣，則你要想到應該是字型密度比例不相同導緻的，你可以到設定裡面修改字型大小，調到安慰體密度比例一樣時，效果肯定就一樣了。

在公司的一台定制機上，分辨率是1080P的，預設最小寬度是360dp，可以改到160dp，但是在小米6和華為mate30上，相同的分辨率，預設最小寬也是360dp，但是修改時最小隻能改到320dp。改大時，華為mate30可以改到1080dp沒問題，而小米6改1080dp後，直接黑屏重新開機了，而且再也起不來了，自動進入了Recovery模式，估計要清除資料才能恢複了。是以這個最小寬度不要随便設定，有風險！！

WindowMetrics.getBounds()擷取螢幕寬高

DisplayMetrics dm = new DisplayMetrics();
activity.getWindowManager().getDefaultDisplay().getMetrics(dm);
           

通過這種方式也能擷取到一個DisplayMetrics對象，但是我們發現getMetrics函數已經過時了，推薦使用WindowMetrics.getBounds()擷取應用程式視窗區域的尺寸，使用Configuration.densityDpi擷取目前密度。

于是我就查了WindowMetrics的官方文檔，上面推薦了兩各方式擷取此對象的執行個體，如下：

mWindowManager.getCurrentWindowMetrics()
mWindowManager.getMaximumWindowMetrics()
           

細看WindowMetrics類的完全形式為：androidx.window.WindowMetrics，這不是SDK裡面的類，這是Jetpack元件裡面的，是以要想使用這個類，需要引入依賴，如下：

這兩個函數的差別，看不太懂，英文不行。在我的手機上，這兩個函數都能擷取到螢幕的寬高，代碼如下：

val wm = WindowManager(this)
val metrics = wm.currentWindowMetrics
val bounds = metrics.bounds
val width = bounds.width()
val height = bounds.height()
           

哦呵，這裡的WindowManager竟然可以直接new出來，真實神奇了！

getBounds()函數官方文檔：https://developer.android.google.cn/reference/kotlin/android/view/WindowMetrics?hl=en#getBounds()

文檔描述說，此方法傳回的寬高是包括系統欄區域的，而Display.getSize(Point)擷取的寬高不包括。getSize函數擷取的寬高也可通過下面的方式獲得：

final WindowMetrics metrics = windowManager.getCurrentWindowMetrics();
  // Gets all excluding insets
  final WindowInsets windowInsets = metrics.getWindowInsets();
  Insets insets = windowInsets.getInsetsIgnoringVisibility(WindowInsets.Type.navigationBars()
          | WindowInsets.Type.displayCutout());
 
  int insetsWidth = insets.right + insets.left;
  int insetsHeight = insets.top + insets.bottom;
 
  // Legacy size that Display#getSize reports
  final Rect bounds = metrics.getBounds();
  final Size legacySize = new Size(bounds.width() - insetsWidth,
          bounds.height() - insetsHeight);
  
           

注：此windowManager要使用SDK自帶的，不能使用jetpack中的。且此insets.width()是在API29才出來的，在低版本無法使用。

Configuration擷取螢幕密度、方向、最小寬度

Configuration執行個體擷取方式：

這個類上的一些感覺能用得上的屬性如下：

• densityDpi 螢幕密度
• fontScale 字型比例，實際上我發現這個并不是我們之前了解的那個字型密度比例，不論我如何在設定中修改字型大小，它的值始終是1。
• locale 語言環境
• mcc IMSI MCC（移動國家/地區代碼）
• mnc IMSI MNC（移動網絡代碼）
• orientation 螢幕的總體方向
• screenWidthDp 可用螢幕空間的目前寬度，以dp為機關。
• screenHeightDp 可用螢幕空間的目前高度，以dp為機關。經實驗，我發現這個值并不是螢幕的完整高，應該是扣掉了系統狀态欄的高度了。
• smallestScreenWidthDp 應用程式在正常操作中将看到的最小螢幕尺寸，這是什麼意思呢？意思是不管你是橫屏還是豎屏顯示，它始終是最小的那條邊的尺寸，比如1080 x 1920的手機，豎屏時寬是1080，最小寬,1080px為360dp，當橫屏時，高為1080px，最小寬的值還是這個1080px對應的360dp。

代碼示例如下：

resources.configuration.apply {
    Timber.i("densityDpi = ${this.densityDpi}")
    Timber.i("screenWidthDp = ${this.screenWidthDp}")
    Timber.i("screenHeightDp = ${this.screenHeightDp}")
    Timber.i("smallestScreenWidthDp = ${this.smallestScreenWidthDp}")
    Timber.i("orientation = ${if (this.orientation == Configuration.ORIENTATION_LANDSCAPE) "橫屏" else "豎屏"}")
}
           

Context.getDisplay()

Display：提供一個邏輯顯示的關于大小和密度的資訊。

Display擷取方式：

context.getWindowManager().getDefaultDisplay() // 在API30版本過時
context.getDisplay() // API30才出來的函數
DisplayManager.getDisplay(displayId)
DisplayManager.getDisplays()
DisplayManager.getDisplays(category)
           

示例如下：

windowManager.defaultDisplay?.let {
                Timber.i("displayId = ${it.displayId}")
                Timber.i("name = ${it.name}")
                Timber.i("width = ${it.width}")   // 過時，推薦WindowMetrics.getBounds()
                Timber.i("height = ${it.height}") // 過時，推薦WindowMetrics.getBounds()
                val metrics = DisplayMetrics()
                it.getMetrics(metrics) // 過時，推薦WindowMetrics.getBounds()擷取寬高，Configuration.densityDpi擷取螢幕密度
                Timber.i("width2 = ${metrics.widthPixels}")
                Timber.i("height2 = ${metrics.heightPixels}")

                Timber.i("orientation = ${it.orientation}") // 過時，推薦rotation
                Timber.i("rotation = ${it.rotation}")
                Timber.i("state = ${it.state}") // 1-顯示器關閉，2-顯示器打開
                Timber.i("supportedRefreshRates = ${it.supportedRefreshRates.contentToString()}")

                val metrics2 = DisplayMetrics()
                it.getRealMetrics(metrics2)
                Timber.i("width3 = ${metrics2.widthPixels}")
                Timber.i("height3 = ${metrics2.heightPixels}")

                val point = Point()
                it.getRealSize(point)
                Timber.i("width4 = ${point.x}")
                Timber.i("height4 = ${point.y}")

                val rect = Rect()
                it.getRectSize(rect) // 過時，推薦WindowMetrics#getBounds()
                Timber.i("width5 = ${rect.width()}")
                Timber.i("height5 = ${rect.height()}")

                val point2 = Point()
                it.getSize(point2) // 過時，推薦WindowManager#getCurrentWindowMetrics()
                Timber.i("width6 = ${point2.x}")
                Timber.i("height6 = ${point2.y}")
            }
           

列印結果如下：

displayId = 0

name = 内置螢幕

width = 1080

height = 1920

width2 = 1080

height2 = 1920

orientation = 0

rotation = 0

state = 2

supportedRefreshRates = [55.55]

width3 = 1080

height3 = 1920

width4 = 1080

height4 = 1920

width5 = 1080

height5 = 1920

width6 = 1080

height6 = 1920