基于Android平臺(tái)的多分辨率解決方案

摘 要：近年來(lái)，智能手機(jī)的功能越來(lái)越強(qiáng)大，移動(dòng)終端應(yīng)用程序層出不窮，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)改變?nèi)藗兊纳睢ndroid 系統(tǒng)是開(kāi)放手機(jī)聯(lián)盟推出的一款開(kāi)源的手機(jī)操作系統(tǒng)，正是由于其開(kāi)放性，沒(méi)有采用Windows PhONe7 類(lèi)似的硬件限定標(biāo)準(zhǔn)，目前基于Android系統(tǒng)的機(jī)型越來(lái)越多，一些硬件指標(biāo)出現(xiàn)了混亂的局面，其中最明顯的就是屏幕分辨率的問(wèn)題。如何使開(kāi)發(fā)者的應(yīng)用程序盡可能多地適應(yīng)多種分辨率，正是本文要講述的問(wèn)題。文章首先介紹Android 的系統(tǒng)架構(gòu)，然后介紹Android 平臺(tái)中分辨率的相關(guān)術(shù)語(yǔ)，之后重點(diǎn)講述在開(kāi)發(fā)過(guò)程中如何部署資源以及所應(yīng)遵循的原則，最后給出測(cè)試多分辨率兼容性的方法。

0 引 言

2007 年11 月，Google 公司發(fā)布基于Linux2.6 內(nèi)核的移動(dòng)終端操作系統(tǒng)- Android, 由于其開(kāi)源性， 得到很多手機(jī)廠商的追捧和應(yīng)用開(kāi)發(fā)者的青睞。近年來(lái)智能手機(jī)發(fā)展迅速，運(yùn)行速度、存儲(chǔ)容量和可靠性等指標(biāo)有了顯著提高[1],當(dāng)今的智能手機(jī)用戶(hù)對(duì)應(yīng)用軟件的舒適性和美觀性有了更大的期望，應(yīng)用程序界面友好性已經(jīng)越來(lái)越重要。但是由于Android 的開(kāi)源性，硬件廠商屏幕分辨率不統(tǒng)一，據(jù)統(tǒng)計(jì)目前市場(chǎng)上Android系統(tǒng)手機(jī)的分辨率有10 余種，分辨率分布如此廣泛使得開(kāi)發(fā)者在處理多分辨率適應(yīng)方面遇到了不少難題。文章首先介紹Android 平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)及資源管理方法，之后介紹目前開(kāi)發(fā)者在處理多分辨率時(shí)采用的方法，而后重點(diǎn)分析Android 平臺(tái)資源加載機(jī)制并且結(jié)合實(shí)例給出多分辨率的處理步驟及技巧，最后介紹測(cè)試多分辨率效果的方法。

1 Android 平臺(tái)簡(jiǎn)介

Android 是一個(gè)包括操作系統(tǒng)、中間件和關(guān)鍵應(yīng)用的移動(dòng)設(shè)備軟件堆[2],Android 系統(tǒng)和其他系統(tǒng)一樣，采用分層的架構(gòu)。由下至上依此為L(zhǎng)inux 操作系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)、程序庫(kù)及Android 運(yùn)行時(shí)環(huán)境、應(yīng)用程序框架層、應(yīng)用層。 Android 應(yīng)用程序的基本組件有Activity、Intent、BroadcaSTReceiver、Service 四種，各個(gè)組件的配置信息以及權(quán)限管理、版本管理等配置信息都保存在AndroidManifest.xml 中。

1.1 Android 應(yīng)用程序資源管理

手機(jī)界面上加載的圖片是Android 資源的一種，除此之外還有XML 資源（anim.xml layout.xml 等） 以及原數(shù)據(jù)文件（ 音視頻文件等）[3].新建一個(gè)HelloAndroid 的Android 應(yīng)用程序，默認(rèn)生成的文件架構(gòu)包含src,gen,assets,res 等文件夾，以及AndroidManifest.xml 配置文件。src 文件夾中保存的是Android 源代碼，res 文件夾代表應(yīng)用程序需要使用到的資源文件，gen 包中包含R.java 文件。Res 文件夾中包含的所有資源文件都對(duì)應(yīng)在R.java 中。

當(dāng)開(kāi)發(fā)者在res/ 目錄中任何一個(gè)子目錄中添加相應(yīng)類(lèi)型的文件之后，ADT 會(huì)在R.java 文件中相應(yīng)的匿名內(nèi)部類(lèi)中國(guó)自動(dòng)生成一條靜態(tài)int 類(lèi)型的常量，對(duì)添加的文件進(jìn)行索引。

Android 系統(tǒng)采取這種架構(gòu)使視圖等資源文件與控制代碼分離，實(shí)現(xiàn)松耦合。然而可以使用R.java 文件在代碼中對(duì)相應(yīng)的資源文件進(jìn)行存取，靈活操作。

1.2 一般多分辨率處理方法及其缺點(diǎn)

1.2.1 圖片縮放

基于當(dāng)前屏幕的精度，平臺(tái)自動(dòng)加載任何未經(jīng)縮放的限定尺寸和精度的圖片。如果圖片不匹配，平臺(tái)會(huì)加載默認(rèn)資源并且在放大或者縮小之后可以滿(mǎn)足當(dāng)前界面的顯示要求。例如，當(dāng)前為高精度屏幕，平臺(tái)會(huì)加載高精度資源（如HelloAndroid中drawable-hdpi 中的位圖資源），如果沒(méi)有，平臺(tái)會(huì)將中精度資源縮放至高精度，導(dǎo)致圖片顯示不清晰。

1.2.2 自動(dòng)定義像素尺寸和位置

如果程序不支持多種精度屏幕，平臺(tái)會(huì)自動(dòng)定義像素絕對(duì)位置和尺寸值等，這樣就能保證元素能和精度160 的屏幕上一樣能顯示出同樣尺寸的效果。例如，要讓W(xué)VGA 高精度屏幕和傳統(tǒng)的HVGA 屏幕一樣顯示同樣尺寸的圖片，當(dāng)程序不支持時(shí)，系統(tǒng)會(huì)對(duì)程序慌稱(chēng)屏幕分辨率為320×480,在（10,10）到（100,100）的區(qū)域內(nèi)繪制圖形完成之后，系統(tǒng)會(huì)將圖形放大到（15,15）到（150,150）的屏幕顯示區(qū)域。

1.2.3 兼容更大尺寸的屏幕

當(dāng)前屏幕超過(guò)程序所支持屏幕的上限時(shí)，定義supportsscreens元素，這樣超出顯示的基準(zhǔn)線時(shí)，平臺(tái)在此顯示黑色的背景圖。例如，WVGA 中精度屏幕上，如程序不支持這樣的大屏幕，系統(tǒng)會(huì)謊稱(chēng)是一個(gè)320×480 的，多余的顯示區(qū)域會(huì)被填充成黑色。

1.2.4 采用OpenGL 動(dòng)態(tài)繪制圖片

Android 底層提供了OpenGL 的接口和方法，可以動(dòng)態(tài)繪制圖片，但是這種方式對(duì)不熟悉計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的開(kāi)發(fā)者來(lái)講是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。一般開(kāi)發(fā)游戲，采用OpenGL 方式。

1.2.5 多個(gè)apk 文件

Symbian 和傳統(tǒng)的J2ME 就是采用這種方式，為一款應(yīng)用提供多個(gè)分辨率版本，用戶(hù)根據(jù)自己的需求下載安裝相應(yīng)的可執(zhí)行文件。針對(duì)每一種屏幕單獨(dú)開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序不失為一種好方法，但是目前Google Market 對(duì)一個(gè)應(yīng)用程序多個(gè)分辨率版本的支持還不完善，開(kāi)發(fā)者還是需要盡可能使用一個(gè)apk 文件適應(yīng)多個(gè)分辨率。

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2 多分辨率處理方案詳解

2.1 基本術(shù)語(yǔ)介紹

2.1.1 屏幕尺寸

真正的物理尺寸，屏幕對(duì)角線的長(zhǎng)度，單位是英寸。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，Android 把支持的所有物理尺寸分成了4 組：small,normal, large, extra large.

2.1.2 屏幕密度Density

一定物理范圍的像素的個(gè)數(shù)，單位通常是dpi（dots perinch）， 即每英寸的點(diǎn)數(shù)。例如一個(gè)低分辨率屏幕相對(duì)于高分辨率屏幕在一定的物理區(qū)域內(nèi)包含的像素點(diǎn)要少。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，Android 將所有的屏幕密度分成四組：low, medium,high 和extra high.

2.1.3 方向Orientation

從用戶(hù)視角來(lái)看的屏幕的方向，Portrait 縱向和Landscape 橫向。

2.1.4 分辨率Resolution

屏幕上所有的像素點(diǎn)數(shù)目，一般用480*800 的形式來(lái)表示。密度無(wú)關(guān)像素dp: Android 平臺(tái)中虛擬的像素單位，定義成一種密度無(wú)關(guān)的形式，像素px 和dp 的轉(zhuǎn)換公式為 px =dp*（dpi/160）。在界面開(kāi)發(fā)中應(yīng)使用dp 作為像素單位，從而保證在不同的屏幕密度上控件所占的實(shí)際px 因密度而自動(dòng)調(diào)整。

2.2 手機(jī)屏幕的分類(lèi)

Android 采用兩種標(biāo)準(zhǔn)對(duì)屏幕進(jìn)行分類(lèi)。按照屏幕尺寸分為四組small, normal, large, extra large;按照屏幕密度分為四組 low, medium ,high 和extra high,其分界線如圖1所示。

圖1　Android 中的屏幕分類(lèi)

為了優(yōu)化程序UI,讓其適應(yīng)多種分辨率并能清晰顯示，一般情況下需要為不同屏幕大小密度提供不同的圖片文件和對(duì)應(yīng)的布局文件，在運(yùn)行的時(shí)候，Android 系統(tǒng)會(huì)根據(jù)當(dāng)前設(shè)備的屏幕大小及密度等信息，選擇加載其中一套匹配的資源加以運(yùn)行，從而達(dá)到適應(yīng)多分辨率的效果。

2.3 Android 支持多分辨率原理及步驟

由以上分析，默認(rèn)的加載方式都不能很好地適應(yīng)不同的分辨率，Android 從1.6 開(kāi)始支持多種分辨率的處理，原理簡(jiǎn)而言之就是根據(jù)屏幕參數(shù)，動(dòng)態(tài)加載資源文件。在Android 項(xiàng)目文件結(jié)構(gòu)中，drawable 文件夾下包含三個(gè)子文件夾，分別為drawable-hdpi, drawable-mdpi, drawable-ldpi, 分別存放hdpi,mdpi,ldip 的位圖。應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)，Android 系統(tǒng)會(huì)根據(jù)當(dāng)前設(shè)備的屏幕大小、分辨率、屏幕密度、方向、長(zhǎng)寬比等信息，選擇相應(yīng)文件夾進(jìn)行加載。Android 配置修飾符的定義規(guī)則如下：

1）在res 文件夾下新建目錄，命名為<resources_name>-<qualifier> 這種格式，其中<resources_name> 為標(biāo)準(zhǔn)資源名稱(chēng)，例如drawable 或者layout;<qualifier> 即修飾符，指定對(duì)應(yīng)的屏幕參數(shù)，比如normal/small/large,hdpi/mdpi/ldpi,land/port,long/notlong 等。

2）在步驟1 新建的文件夾中存入相應(yīng)的資源，比如位圖資源或者layout 資源，資源文件的名字必須與默認(rèn)資源文件的名字相同。例如：

3）Android 系統(tǒng)支持多分辨率的機(jī)制離不開(kāi)Android-Manifest.xml 文件的supports-screen 元素，若應(yīng)用程序要適應(yīng)多種分辨率，需要將anyDensity 設(shè)置為true.

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2.4 界面設(shè)計(jì)技巧

前面的部分已經(jīng)詳細(xì)講解了如何架構(gòu)應(yīng)用程序使其更好地適應(yīng)多種分辨率屏幕，此外，在界面設(shè)計(jì)和控制中我們還應(yīng)該掌握一些原則或者技巧，從而使應(yīng)用程序界面友好、適應(yīng)性強(qiáng)。

1）在XML layout 文件中定義長(zhǎng)度的時(shí)候，最好使用wrap_content,fill_parent, 或者dp 進(jìn)行描述，這樣可以保證在屏幕上面展示的時(shí)候有合適的大小。例如，一個(gè)view layout_width="100dip",在 HVGA@160 density 的設(shè)備上顯示100 個(gè)px,而在 WVGA@240 density 的設(shè)備上顯示150 個(gè)px,但是所占的物理尺寸時(shí)相同的。

2）在Activity 或者其他控制視圖加載的代碼處，不要使用像素單位的硬編碼。

3）不要使用AbsoluteLayout.絕對(duì)布局是由AndroidUI toolkit 提供的布局容器中的一種。但是與其他layout 不一樣的是，AbsoluteLayout 使用固定的位置表示，使得在不同的屏幕上面顯示效果不好，因此AbsoluteLayout 在sdk1.6 及以后的版本中被棄用了。

4）為不同屏幕密度的手機(jī)，提供不同的位圖資源，可以使得界面清晰無(wú)縮放。

3 多分辨率兼容性測(cè)試方案

在產(chǎn)品發(fā)行之前，要在所有的目標(biāo)手機(jī)上進(jìn)行全面的測(cè)試。Android SDK 包含了一套測(cè)試多分辨率的機(jī)制?？梢宰约憾ㄖ芶vd 作為應(yīng)用程序的測(cè)試環(huán)境，avd 會(huì)模擬真實(shí)機(jī)器的屏幕大小和密度。例如圖2 為模擬器的列表，可以將程序運(yùn)行在這四個(gè)模擬器中進(jìn)行多分辨率的測(cè)試。

圖2　虛擬機(jī)列表