iosiPhone螢幕尺寸、解析度及適配

iosiPhone螢幕尺寸、解析度及適配
1.iPhone尺寸規格

裝置 iPhone	寬 Width	高 Height	對角線 Diagonal	邏輯解析度(point)	Scale Factor	裝置解析度(pixel)	PPI
3GS	2.4 inches (62.1 mm)	4.5 inches (115.5 mm)	3.5-inch	320x480	@1x	320x480	163
4(s)	2.31 inches (58.6 mm)	4.5 inches (115.2 mm)	3.5-inch	320x480	@2x	640x960	326
5c	2.33 inches (59.2 mm)	4.90 inches (124.4 mm)	4-inch	320x568	@2x	640x1136	326
5(s)	2.31 inches (58.6 mm)	4.87 inches (123.8 mm)	4-inch	320x568	@2x	640x1136	326
6	2.64 inches (67.0 mm)	5.44 inches (138.1 mm)	4.7-inch	375x667	@2x	750x1334	326
6+	3.06 inches (77.8 mm)	6.22 inches (158.1 mm)	5.5-inch	414x736	@3x	(1242x2208->) 1080x1920	401

2.單位inch（英吋）

1 inch = 2.54cm = 25.4mm

3.iPhone手機寬高

上表中的寬高（width/height）為手機的物理尺寸，包括顯示屏和邊框。

以下為iPhone4s的寬高：

4.螢幕尺寸

我們通常所說的iPhone5螢幕尺寸為4英寸、iPhone6螢幕尺寸為4.7英寸，指的是顯示屏對角線的長度（diagonal）。

以下為iPhone5~6+的螢幕尺寸規格：

5.像素密度PPI

PPI（Pixel Per Inch by diagonal）：表示沿著對角線，每英寸所擁有的像素（Pixel）數目。

PPI數值越高，代表顯示屏能夠以越高的密度顯示映像，即通常所說的解析度越高、顆粒感越弱。

 

根據勾股定理，可以得知iPhone4(s)的PPI計算公式為:

計算結果稍有出入，這是因為像素的離散採樣有鋸齒效應。

6.縮放因子（scale factor between logic point and device pixel） （1）Scale起源

早期的iPhone3GS的螢幕解析度是320*480（PPI=163），iOS繪製圖形（CGPoint/CGSize/CGRect）均以point為單位（measured in points）：

1 point = 1 pixel（Point Per Inch=Pixel Per Inch=PPI）

後來在iPhone4中，同樣大小（3.5 inch）的螢幕採用了Retina顯示技術，橫、縱向方向像素密度都被放大到2倍，像素解析度提高到(320x2)x(480x2)= 960x640（PPI=326）， 顯像解析度提升至iPhone3GS的4倍（1個Point被渲染成1個2x2的像素矩陣）。

但是對於開發人員來說，iOS繪製圖形的API依然沿襲point(pt，注意區分印刷行業的“磅”)為單位。在同樣的邏輯座標系下（320x480）：

1 point = scale*pixel（在iPhone4~6中，縮放因子scale=2；在iPhone6+中，縮放因子scale=3）。

可以理解為：

scale=絕對長度比（point/pixel）=單位長度內的數量比（pixel/point）

 

（2）UIScreen.scale

UIScreen.h中定義了該屬性：

// The natural scale factor associated with the screen.(read-only)

@property(nonatomic,readonly) CGFloat scale NS_AVAILABLE_IOS(4_0);

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This value reflects the scale factor needed to convert from the default logical coordinate space into the device coordinate space of this screen.

The default logical coordinate space is measured using points. For standard-resolution displays, the scale factor is 1.0 and one point equals one pixel. For Retina displays, the scale factor is 2.0 and one point is represented by four pixels.

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為了自動適應解析度，系統會根據裝置實際解析度，自動給UIScreen.scale賦值，該屬性對開發人員唯讀。

（3）UIScreen.nativeScale

iOS8新增了nativeScale屬性：

// Native scale factor of the physical screen

@property(nonatomic,readonly) CGFloat nativeScale NS_AVAILABLE_IOS(8_0);

以下是iPhone6+下的輸出，初步看來nativeScale與scale沒有太大區別：

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(lldb)p (CGFloat)[[UIScreen mainScreen] scale]
(CGFloat) $1 = 3
(lldb) p(CGFloat)[[UIScreen mainScreen] nativeScale]
(CGFloat) $2 = 3

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（4）機型判別

在同樣的邏輯解析度下，可以通過scale參數識別是iPhone3GS還是iPhone4(s)。以下基於nativeScale參數，定義了探測機型是否為iPhone6+的宏：

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// not UIUserInterfaceIdiomPad
#define IS_IPHONE (UI_USER_INTERFACE_IDIOM() == UIUserInterfaceIdiomPhone)
// detect iPhone6 Plus based on its native scale
#define IS_IPHONE_6PLUS (IS_IPHONE && [[UIScreenmainScreen] nativeScale] == 3.0f)

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那麼，同樣的解析度和scale，如何區分機型iPhone4與4s、iPhone5與5s呢？通過[[UIDevice currentDevice] model]只能判別iPhone、iPad、iPod大類，要判斷iPhone具體機型型號，則需要通過sysctlbyname("hw.machine")擷取詳細的裝置參數資訊予以甄別。

7.Resolutions &Rendering

8.@2x/@3x以及高倍圖適配 （1）@2x

@2x means the same “double”retina resolution that we’veseen on all iOS devices with retina displays to date, where each virtual pointin the user interface is represented by two physical pixels on thedisplay in each dimension, horizontal and vertical.

iPhone3GS時代，我們為一個應用提供表徵圖（或按鈕提供貼圖），只需要icon.png。針對現在的iPhone4~6 Retina顯示屏，需要製作額外的@2x高解析度版本。

例如在iPhone3GS中，scale=1，用的表徵圖是50x50pixel（logicalimage.size=50x50point）；在iPhone4~6中，scale=2，則需要100×100pixel（logical image.size=50x50point，乘以image.scale=dimensions in pixels），並且命名為icon@2x.png。

如果APP要同時相容iPhone3GS~iPhone6，則需要提供icon.png/icon@2x.png兩種解析度的圖片。

（2）@3x

@3x means a new “triple” retina resolution, where eachuser interface point is represented by three display pixels. A single @2x pointis a 2?×?2 square of 4 pixels; an @3x point is a 3?×?3 square of 9 pixels.”

iPhone6+在實際渲染時，downsampling/1.15（1242x2208->1080x1920），準確的講，應該是@2.46x。蘋果為方便開發人員用的是@3x的素材，然後再縮放到@2.46x上。

參考：《為什麼iPhone 6 Plus要將3x渲染的2208x1242解析度縮小到1080p螢幕上？》《詳解iPhone 6 Plus 的奇葩解析度》《iPhone 6 Plus螢幕解析度》

如果APP要同時相容iPhone3GS~iPhone6+，則需要提供icon.png/icon@2x.png/icon@3x.png三種解析度的圖片。

需要注意的是，iOS APP表徵圖的尺寸和命名都需要遵守相關規範。

（3）高倍圖檔案命名

對於iPhone3、4/5/6、6+三類機型，需要按解析度提供相應的高倍圖並且檔案名稱添加相應尾碼，否則會展開（stretchable/resizable）失真（模糊或邊角出現鋸齒）。
以下基於UIImage的兩類初始化API簡介高倍圖的適配：
<1>+imageNamed：該方法使用系統緩衝，適合表視圖重複載入映像的情形。同時該API根據UIScreen的scale，自動尋找包含對應高倍圖尾碼名（@2x）的檔案，如果沒找到設定預設image.scale=1.0。因此，使用該方法，無需特意指定高倍圖尾碼。在實際運行時，系統如果發現當前裝置是Retina屏（scale=2），會自動尋找"*@2x.png"命名格式的圖片，載入針對Retina屏的圖片素材，否則會失真。
<2>+imageWithContentsOfFile/+imageWithData:(scale:)/-initWithContentsOfFile:/-initWithData:(scale:)
這組方法建立的UIImage對象沒有使用系統緩衝，並且指定檔案名稱必須包含明確的高倍圖尾碼。如果檔案名稱包含@2x尾碼，則image.scale=2.0；否則預設image.scale=1.0，同樣對於Retina屏將會失真。
<3>目前，適配iPhone6+時，除了一些鋪滿全屏的大圖（LogoIcon、LaunchImage）需提供三倍圖，其他的小圖仍可沿用原有的二倍圖自適應展開。

9.Screen Bounds & Application Frame （1）UIScreen.bounds

// Bounds of entire screen in points（本地座標系，起點為[0,0]）

@property(nonatomic,readonly) CGRect bounds;

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//考慮轉屏的影響，按照實際螢幕方向（UIDeviceOrientation）的寬高

#define SCREEN_WIDTH ([UIScreenmainScreen].bounds.size.width)

#define SCREEN_HEIGHT ([UIScreenmainScreen].bounds.size.height)

#define STATUSBAR_HEIGHT ([UIApplicationsharedApplication].statusBarFrame.size.height)

//不考慮轉屏的影響，只取豎屏（UIDeviceOrientationPortrait）的寬高

#define SCREEN_WIDTH MIN([UIScreenmainScreen].bounds.size.width, [UIScreenmainScreen].bounds.size.height)

#define SCREEN_HEIGHT MAX([UIScreenmainScreen].bounds.size.height, [UIScreenmainScreen].bounds.size.width)

#define STATUSBAR_HEIGHT MIN([UIApplicationsharedApplication].statusBarFrame.size.width, [UIApplicationsharedApplication].statusBarFrame.size.height)

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（2）UIScreen.nativeBounds

iOS8新增了nativeBounds屬性，輸出豎屏像素級解析度：

// The bounding rectangle of the physical screen,measured in pixels. (read-only)
// This rectangle is based on the device in a portrait-up orientation. This value does not change as the device rotates.

@property(nonatomic,readonly) CGRect nativeBounds NS_AVAILABLE_IOS(8_0);

以下是iPhone6+下的輸出：

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(lldb) poNSStringFromCGRect([(UIScreen*)[UIScreen mainScreen] bounds])
{{0, 0}, {414, 736}}
(lldb) poNSStringFromCGRect([(UIScreen*)[UIScreen mainScreen] nativeBounds])
{{0, 0}, {1242, 2208}}

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（3）UIScreen.applicationFrame

// Frame of application screen area in points (i.e.entire screen minus status bar if visible)

// bounds除去系統狀態列

@property(nonatomic,readonly) CGRect applicationFrame;

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// APPFRAME_WIDTH=SCREEN_WIDTH

#define APPFRAME_WIDTH ([UIScreen mainScreen].applicationFrame.size.width)

// APPFRAME_HEIGHT=SCREEN_HEIGHT-STATUSBAR_HEIGHT

//注意：橫屏（UIDeviceOrientationLandscape）時，iOS8預設隱藏狀態列，此時APPFRAME_HEIGHT=SCREEN_HEIGHT

#define APPFRAME_HEIGHT ([UIScreen mainScreen].applicationFrame.size.height)

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（4）bounds和frame的區別

展示了bounds和frame的區別：

 

10.機型尺寸適配（Screen Scale Adaption）

從iPhone3GS/iPhone4(s)過渡到iPhone5(s)時，在邏輯上寬度不變高度稍高，之前舊的素材和布局通過AutoresizingFlexible簡單適配即可運行得很好，但由於高寬比增大，上下兩端出現黑粗邊（典型如LaunchImage）。從解析度的角度來看，除了需要提供LaunchImage這種滿屏圖，其他基本沿用二倍圖（@2x）；從螢幕尺寸角度來看，需要對縱向排版略加調整。

 

從iPhone5(s)發展到iPhone6(+)，由於高寬比保持不變，iOS對表徵圖、圖片、字型進行等比放大自適應，清晰度會有所降低。同時，絕對座標布局會導致在大屏下出現偏左偏上的問題。從解析度的角度來看，iPhone6沿用二倍圖（@2x），但需為iPhone6+提供更高的三倍圖（@3x）；從螢幕尺寸角度來看，需要重新對UI元素尺寸和布局進行適配，以期視覺協調。

（1）按寬度適配

我們先來看一下iPhone4~6(+)的螢幕高寬比：

iPhone4(s)：解析度960*640，高寬比1.5
iPhone5(s)：解析度1136*640，高寬比1.775
iPhone6：解析度1334*750，高寬比1.779
iPhone6+：解析度1920*1080，高寬比1.778
可粗略認為iPhone5(s)、6(+)的高寬比是一致的（16:9），即可以等比例縮放。因此可以按寬度適配：
fitScreenWidth= width*(SCREEN_WIDTH/320)
這樣，共有iPhone3/4/5、6、6+三組寬度，在iPhone6、6+下將按比例橫向放大。

（2）按高度適配

在同樣的寬度下，iPhone4(s)的屏高比iPhone5(s)低，若縱向排版緊張，可以iPhone5(s)為基準，按高度適配：
fitScreenHeight= height*(SCREEN_HEIGHT/568)
共有iPhone3/4、5、6、6+四組高度，在iPhone3/4下將按比例縱向縮小，在iPhone6、6+下將按比例縱向放大。

這裡需要注意iPhone/iOS雙環上網的熱點欄對縱向布局的影響：iPhone作為個人熱點且有串連時，系統狀態列下面會多一行熱點串連提示欄"Personal Hotspot: * Connection"，縱向會下壓20pt，[UIApplication sharedApplication].statusBarFrame高度變為40pt；當所有串連都斷開時，熱點欄消失，縱向高度恢複正常為20pt。詳情可參考《iPhone/iOS開啟個人熱點的縱向適配小結》。

（3）按字型適配

另外，iPhone的【設定】【通用】【協助工具功能】中可以設定調節【更大字型】，APP也可以按字型大小適配：
例如適配表視圖（UITableView:UIScrollView），無法左右滑動，因此無論字型大小縮放比例多大，橫向都不應超過SCREEN_WIDTH。注意限定控制項元素內容地區寬度以及間距，並設定適當的LineBreakMode。表視圖支援上下滑動，因此縱向上的表格行高和內容地區高度可按字型大小縮放。

對於縱向也不支援滑動的視圖，在螢幕可見視區內排版時，最好不要隨字型大小縮放，否則可能超出既定寬高。

11.UI相對布局

考慮到iPhone機型的多樣性，不可能針對iPhone4(s)、5(s)、6、6+四種螢幕尺寸出四套視覺互動稿，也不要基於某一機型從上往下、從左往右給絕對標註，而應該關注subView在superView中的相對位置（EdgeInsets/Frame/Center）以及siblingView之間的位移（Offset），盡量給出適合Autolayout的相對布局比例（理想情況是只給百分比）。假如互動按照iPhone5(s)下絕對標註，則在iPhone4(s)上可能擠出螢幕底部，而在iPhone6(+)上則可能橫向偏左或縱向偏上。

 

開發人員基於與螢幕邊緣的間距（Margin/EdgeInsets），定位邊緣處的控制項（DingTalk子）作為參照，然後基於控制項尺寸和間隙進行相對計算排版。這樣，若釘子移動，相鄰控制項將順向位移，不會因為局部調整而出現淩亂。

蘋果在WWDC2012 iOS6中就已提出了Auto Layout的概念，即使用約束條件來定義視圖的位置和尺寸，以適應不同尺寸和解析度的螢幕。

12.DEPRECATED API適配

最後，除了對螢幕尺寸和解析度進行適配之外，還需對iOS SDK中相關的DEPRECATED API進行適配。典型的如：

（1）UILineBreakMode->NSLineBreakMode
（2）UITextAlignment->NSTextAlignment
（3）sizeWithFont:->boundingRectWithSize:
（4）stretchableImageWithLeftCapWidth:topCapHeight:->resizableImageWithCapInsets:

（5）...