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Android屏幕密度的深刻理解

时间：02-05来源：作者：点击数：

context.getResources().getDisplayMetrics()

Android中有一个类：DisplayMetrics，官方文档在此：https://developer.android.google.cn/reference/android/util/DisplayMetrics?hl=en

DisplayMetrics类描述有关显示器的一般信息的结构，例如其大小，密度和字体缩放。

DisplayMetrics实例对象的获取方式：context.getResources().getDisplayMetrics();

属性并不多，对于屏幕密度官方描述不够详细，所以这里记录一下，描述详细一点。DisplayMetrics常用属性如下：

widthPixels 屏幕宽。当手机发生旋转时，之前的宽会变成高。
heightPixels 屏幕高。当手机发生旋转时，之前的高会变成宽。
densityDpi 屏幕密度，即每英寸的屏幕中包含的像素数量，英寸为国外的长度单位，它换算为国内的单位为：1英寸 = 2.54厘米，所以每英寸屏幕，就是说每2.54厘米屏幕。比如densityDpi为160，则表示每英寸屏幕中的像素点有160个，也就是说真实手机屏幕上，你可以拿尺去量一量，屏幕上，每2.54厘米就包含有160个像素点在里面，当然了，你量一量长度还可以，像素点你是看不见的，因为像素点非常非常的小。dpi为480的手机，理论是要比dpi为160的手机清晰很多很多的，因为同样的1英寸的屏幕大小，一个手机可以使用480个像素点来显示图像，一个只能用160个像素点来显示图像，效果肯定是差很多的。
density 官方称它为显示的逻辑密度，这不太好理解，我把它理解为密度的比例，也可以理解为dp换算为像素的比例（即1个dp等于几个像素）。标准的屏幕密度为160，它的密度比例就是1，即1个dp就等于1个像素。如果你手机的densityDpi为320，则它是标准屏幕密度的两倍（320 / 160 = 2），则density = 2，表示1个dp就等于2个像素。举个例子，比如你手机的densityDpi为320，然后你设置了一个控件的宽为60dp，则它显示到屏幕上的实际宽度为120像素，因为density = 2，所以60 * 2px = 120px。
scaledDensity 字体比例。它的默认值也是densityDpi / 160，也就是说默认和density值是一样的，但是我们在手机上是可以设置字体大小的，这时候的scaledDensity就会发生改变。举个例子，假设densityDpi = 320，则density = 2，默认的scaledDensity也为2，这时我们在手机设置中修改字体大小，设置为最大号，则scaledDensity的值肯定大于2，我假设此时scaledDensity = 3，然后我们在布局中添加两个TextView，一个TextView的大小设置为10dp，另一个TextView的大小设置为10sp，则它们显示到手机上时，真实大小为：一个是20像素（10dp x 2px = 20px），另一个是30像素（10sp x 3px = 30px），所以平时我们说，在设置字体大小时应该使用sp，而不是dp，了解到这里之后，我们就有了自己的了解了，字体大小并不一定要设置为sp的，设置为dp也可以，如何选择呢？就看需求了，比如，有一个地方的TextView，我希望它的大小是固定不变的，因为如果设置的太大了会影响到我其它控件的显示，界面就不美观了，则此时应该使用dp，这样的话，用户在设置里面不论如何设置字体大小都不会影响到我的这个TextView的大小了。而一些文章类的页面，我们为了照顾视力不好的用户，应该使用sp，这样，视力不好的用户，它觉得我界面上的字体太小了，但是我界面上又没有增加设置字体大小的功能，则此时用户可以自己到系统的设置里面去修改字体大小，这样我的界面上使用sp为单位的字体大小就会随之改变。

一般我们在xml中写布局控件的大小时，直接使用dp或sp即可，但是如果在代码中，设置控件大小，它默认单位是px，此时就需要动手把dp转换为px，比如在代码中想把20dp换算为对应的像素值，则：

val dpCount = 20 // 表示20dp
val pxCount = context.getResources().getDisplayMetrics().density * dpCount // dp换算为像素
mButton.setWidth(pxCount) // 设置按钮的宽为20dp

在代码中设置TextView或Button等控件的字体大小时，默认单位就是sp的，所以不需要在换算处理，如：mTextView.setTextSize(10)，即表示设置字体大小为10sp。

所以，其实平时开发中，常用到的是desity属性，而densityDpi和scaledDensity很少会使用。

之前，我还写过一篇有点相关屏幕密度的文章，可以了解一下：getDimension与getDimensionPixelOffset与getDimensionPixelSize的区别

Android Jetpack组件中的Compose用于写UI，以后应该会成为主流，它里面有一个类叫Dp，官方文档在此：https://developer.android.google.cn/reference/kotlin/androidx/compose/ui/unit/Dp?hl=en

添加了Compose依赖之后，在代码中想要表示20dp，可以这样：val width = 20.dp，它其实就是Kotlin的扩展函数，给Int添加了扩展，自动把20转换为对应的像素。

后来，有发现手机的dpi是可以改变的，这就神奇了，这不应该是固定不变的吗？比如，你手机显示器分辨率为1080 x 1920，dpi为480，然后我在手机设置的开发者选项里面，修改一个叫“最小宽度”的设置，默认最小宽度为360dp，为什么是360dp呢？因为dpi为480，则密度的比例desity = 480 / 160 = 3，所以1dp = 3px，所以1080px就相当于360dp（1080 / 3 = 360dp），我把最小宽度设置为1080dp，此时的dpi会变成160，密度比例就是1，所以此时看到的桌面图标会非常小，因为此时1dp = 1px，就像电脑一样了，你可以想像把1920 x 1080的电脑屏幕放到手机上显示，内容看起来肯定小啊。平时我们看手机上的内容不觉得小，是因为我们使用的单位是dp，而1个dp是等于多个px的，所以内容看起来就大，不会觉得小，打个比方，比如手机屏幕宽度为360dp，我们设置一个按钮的宽为300dp，则此时看效果屏幕右边就只有60个dp空闲出现，如果我们把最小宽改为1080dp，则右边就空闲了780dp出来，那按钮看起来肯定比之前小了。理论上说，dpi应该是固定的，比如dpi = 480，分辨率为1920 x 1080，当你dpi变为160时，则密度变低了，则如果你还想分辨率不变的话，理论上你是要扩大显示屏的真实大小，因为你密度小了，屏幕需要更多的尺寸才能有和原来一样的分辨率啊! 至于为什么能修改dpi我就不深究了，我们只要记得dpi是可以修改的就行了，当你修改了最小宽度的时候，dpi就会发生变化，最小宽度可以通过分辨率的宽和dpi算出来，dpi也可以通过分辨率和最小宽度算出来，如下：

最小宽度（单位dp）= 分辨率宽 / (dpi / 160)
dpi = 分辨率宽 / 最小宽度 * 160

比如，宽是1080px，dpi是480，则最小宽为360dp，1080 / (480 / 160) = 360dp

比如，宽是1080px，最小宽度为360dp，则dpi为480，1080 / 360 * 160 = 480

后来想了一下，修改dpi可以这样理解，默认的dpi是真实的dpi，也就是代表1英寸有多少个像素的，当你修改屏幕最小宽度后，其实1英寸有多少个像素是固定了不可能再变了的，修改只是模拟而已，是模拟的行为，比如宽为1080，标准密度是480，1dp = 3px，则宽度为360dp，现在把最小宽度改为1080dp，则1dp = 1px，密度为160，此时的1英寸中包含有160个像素，这是不可能的，因为真实的话是包含有480个，所以这里密度为160的1英寸是模拟的1英寸，是比原来小3倍的1英寸，所以，最小宽度改为1080dp后，可以理解为手机的英寸变多了（手机尺寸变大了），当然了，这只是模拟的或者想像的变大了，其实并没有变大，此时的1英寸并不是真实物理上的1英寸了，它是物理1英寸的三分之一大小，因为物理1英寸是装有480像素的，而它只有160，480 / 160 = 3。

所以，当你在两台分辨率相同的手机上运行同一个app时，如果发现显示效果不一样，则你要想到应该是它们的dpi不相同导致的，你可以到设置里面修改最小宽度，改成一样的，这样效果肯定就一样了。

如果是分辨率一样，密度也一样，但是字体大小看起来不一样，则你要想到应该是字体密度比例不相同导致的，你可以到设置里面修改字体大小，调到字体密度比例一样时，效果肯定就一样了。

在公司的一台定制机上，分辨率是1080P的，默认最小宽度是360dp，可以改到160dp，但是在小米6和华为mate30上，相同的分辨率，默认最小宽也是360dp，但是修改时最小只能改到320dp。改大时，华为mate30可以改到1080dp没问题，而小米6改1080dp后，直接黑屏重启了，而且再也起不来了，自动进入了Recovery模式，估计要清除数据才能恢复了。所以这个最小宽度不要随便设置，有风险！！

常见分辨率：

drawable-xhdpi 文件夹：超高密度屏幕：dpi = 320dp，scale = 2.0，分辨率：720 x 1280

drawable-xxhdpi文件夹：超超高密度屏幕：dpi = 480dp，scale= 3.0，分辨率：1080 x 1920

为什么按照720 x 1280写的界面，只要单位是dp，就能在1080 x 1920中完美适配呢？这是因为他们的dp数量是一个的：

720 x 1280

宽度：720 / 2 = 360dp

高度：1280 / 2 = 640dp

1080 x 1920

宽度：1080 / 3 = 360dp

高度：1920 / 3 = 640dp

所以，虽然他们的分辨率不一样，但是只要确保720P的手机密度为320dp，1080P的手机密度为480dp，则他们宽高的dp数是一样的。其实高度的dp数不一样影响不大，因为高度上可以增加垂直滚动，上下滚动就好了，关键宽度的dp数，如果宽度上dp数一样，则适配就是完美的，所以对于适配，一般看看手机设置里的最小宽度的dp数量是不是一样的就知道了，比如在720P或1080P手机上，最小宽度dp为360dp，而在我的另一台小米手机，它的宽度最小dp为411dp，假如美工给你的图是以720P设计的，在宽度上放了各种控件，放满宽度最多也就使用360个dp，假设用的是线性布局水平排序，当运行到411dp的手机上时，你会发现手机右侧多了很多空白，因为你的空间总共的宽最多360dp，而手机有411dp。所以在做开发时，尽量不要写这种太绝对的布局，比如标题栏，标题在中间，左右两侧有图标，使用相对布局就比较好，运行到360dp和411dp上，能保证标题栏各位控件的相对位置，只是效果上，411dp的手机标题栏的标题和左右两边的图标距离看着会感觉比较大一些。

WindowMetrics.getBounds()获取屏幕宽高

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

通过这种方式也能获取到一个DisplayMetrics对象，但是我们发现getMetrics函数已经过时了，推荐使用WindowMetrics.getBounds()获取应用程序窗口区域的尺寸，使用Configuration.densityDpi获取当前密度。

于是我就查了WindowMetrics的官方文档，上面推荐了两各方式获取此对象的实例，如下：

mWindowManager.getCurrentWindowMetrics()
mWindowManager.getMaximumWindowMetrics()

细看WindowMetrics类的完全形式为：androidx.window.WindowMetrics，这不是SDK里面的类，这是Jetpack组件里面的，所以要想使用这个类，需要引入依赖，如下：

implementation "androidx.window:window:1.0.0-alpha02"

这两个函数的区别，看不太懂，英文不行。在我的手机上，这两个函数都能获取到屏幕的宽高，代码如下：

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

哦呵，这里的WindowManager竟然可以直接new出来，真实神奇了！

getBounds()函数官方文档：https://developer.android.google.cn/reference/kotlin/android/view/WindowMetrics?hl=en#getBounds()

文档描述说，此方法返回的宽高是包括系统栏区域的，而Display.getSize(Point)获取的宽高不包括。getSize函数获取的宽高也可通过下面的方式获得：

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自带的，不能使用jetpack中的。且此insets.width()是在API29才出来的，在低版本无法使用。

Configuration获取屏幕密度、方向、最小宽度

Configuration实例获取方式：

Configuration config = getResources().getConfiguration();

这个类上的一些感觉能用得上的属性如下：

densityDpi 屏幕密度
fontScale 字体比例，实际上我发现这个并不是我们之前理解的那个字体密度比例，不论我如何在设置中修改字体大小，它的值始终是1。
locale 语言环境
mcc IMSI MCC（移动国家/地区代码）
mnc IMSI MNC（移动网络代码）
orientation 屏幕的总体方向
screenWidthDp 可用屏幕空间的当前宽度，以dp为单位。
screenHeightDp 可用屏幕空间的当前高度，以dp为单位。经实验，我发现这个值并不是屏幕的完整高，应该是扣掉了系统状态栏的高度了。
smallestScreenWidthDp 应用程序在正常操作中将看到的最小屏幕尺寸，这是什么意思呢？意思是不管你是横屏还是竖屏显示，它始终是最小的那条边的尺寸，比如1080 x 1920的手机，竖屏时宽是1080，最小宽,1080px为360dp，当横屏时，高为1080px，最小宽的值还是这个1080px对应的360dp。

代码示例如下：

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) "横屏" else "竖屏"}")
}

Context.getDisplay()

Display：提供一个逻辑显示的关于大小和密度的信息。

Display获取方式：

context.getWindowManager().getDefaultDisplay() // 在API30版本过时
context.getDisplay() // API30才出来的函数
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}")   // 过时，推荐WindowMetrics.getBounds()
                Timber.i("height = ${it.height}") // 过时，推荐WindowMetrics.getBounds()
                val metrics = DisplayMetrics()
                it.getMetrics(metrics) // 过时，推荐WindowMetrics.getBounds()获取宽高，Configuration.densityDpi获取屏幕密度
                Timber.i("width2 = ${metrics.widthPixels}")
                Timber.i("height2 = ${metrics.heightPixels}")

                Timber.i("orientation = ${it.orientation}") // 过时，推荐rotation
                Timber.i("rotation = ${it.rotation}")
                Timber.i("state = ${it.state}") // 1-显示器关闭，2-显示器打开
                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) // 过时，推荐WindowMetrics#getBounds()
                Timber.i("width5 = ${rect.width()}")
                Timber.i("height5 = ${rect.height()}")

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

打印结果如下：

displayId = 0

name = 内置屏幕

width = 1080

height = 1920

width2 = 1080

height2 = 1920

orientation = 0

rotation = 0

state = 2

supportedRefreshRates = [55.55]

width3 = 1080