dp的定义原理和dpi,ppi,px,pt,sp之间的区别

Posted 2022-08-13 薛瑄

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扩展知识：
4k是什么意思
1080p和720p是什么意思
百度百科分辨率中最后一段话不明白的，可以参考这里

在开始讲解dp前，先来认识一些概念，

常见尺寸单位

px（pixel 像素）：屏幕上的点，一般HVGA代表320x480像素。

in（inch 英寸）：长度单位。

mm（毫米）：长度单位。

pt（磅）：1pt＝1/72英寸，用于印刷业，非常简单易用；

分辨率

“分辨率”被表示成每一个方向上的像素数量，比如640X480等。某些情况下也可以同时表示成“每英寸像素”（ppi）以及图形的长度和宽度。比如72ppi，和8X6英寸。

描述分辨率的单位有：（dpi点每英寸）、lpi（线每英寸）和ppi（像素每英寸）。

• dpi(dots per inch)：单位英寸上的像素数量，是单位。公式为： dpi = 屏幕对角线像素数（px） / 屏幕对角线长度（in）。

• ppi(pixels per inch)：单位英寸上的像素数量，是物体的属性。公式为： ppi = 屏幕对角线像素数（px） / 屏幕对角线长度（in）。

ppi和dpi经常都会出现混用现象。它们是用来描述屏幕的属性，或者说是性能。从技术角度说，“像素”（P）只存在于计算机显示领域，而“点”（d）只出现于打印或印刷领域。

描述手机屏幕属性使用ppi，在开发过程中drawable 各个文件对应的是dpi。这两个单位的计算方法一样，描述不一样，只是因为使用的场景不一样

QVGA : 分辨率为 240*480 (Quarter VGA即四分之一)
HVGA ：分辨率为 320*480 ( Half-size VGA即一半)
VGA : 分辨率为 640*480 (全称Video Graphic Array)
WVGA ： 分辨率为 800*480 (Wide VGA 很多网页的宽度都是800，所以WVGA的手机屏幕会更加适合于浏览网页)
FWVGA ：分辨率为 854*480 手机c8813

英寸是一个物理单位，大家平常说的手机屏幕4.3英寸，4.5英寸指的是屏幕对角线的长度，如下图所示：

分辨率480 x 800，屏幕尺寸4.3英寸和分辨率540 x 960，屏幕尺寸4.5英寸的DPI分别是：

与分辨率无关的度量单位

android支持下列所有单位

• dp（dip : device independent pixels(设备独立像素)）：一种基于屏幕密度抽象长度单位。在每英寸160点的显示器上，1dp = 1px。（注意和上面介绍的dpi区分）

• sp（与刻度无关的像素）：与dp类似，但是可以根据用户的字体大小首选项进行缩放。

---

下面通过几个问题，来让你深入了解dp的定义和

一、为什么规定160dpi规格的显示器上，1dp = 1px？

答：这个在Google的官方文档中有给出了解释，因为第一款Android设备（HTC的T-Mobile G1）是属于160dpi的。
The generalized sizes and densities are arranged around a baseline configuration that is a normal size and mdpi(medium) density. This baseline is based upon the screen configuration for the first Android-powered device, the T-Mobile G1, which has an HVGA screen (until Android 1.6, this was the only screen configuration that Android supported).

为什么说是属于160dpi？
T-Mobile G1的DPI，其实它准确的PPI不等于160，G1的配置信息如下：

屏幕尺寸：3.2 寸（8.1 厘米）
分辨率：320 x 480（HVGA）

如果按照上面的计算方式，T-Mobile G1应该属于180dpi，使用计算器，计算结果为180.277564dpi。

为什么不直接用180作为基准（mdpi）而是160呢？

180上下不好做适配，但是160无论是乘以0.5/2/1.5都很好适配，这就是为什么是属于而不是等于。

为什么要选一个160dpi作为标准呢？

Android其实为了不至于为每一个设备制造商做适配（其实资源文件的分包就算适配了：drawable-hdpi，drawable-ldpi），将不同屏幕大小和不同dpi的设备大致划分为四类，如下图：

大家可以看到T-Mobile G1的参数属于mdpi区域的，以上就是取160dpi作为基准的原因。
在编程过程中获得的density，与自己手动计算出来的dpi是不一样的，因为这里进行了分类，所以不同dpi设备上，比例缩放有一点点差异，详见下面第三点

二、dp

如果有兴趣可以看一下这个类的源码（网址）：GrepCode: android.util.DisplayMetrics (.java) ，这个类中有很详细的dpi相关的成员函数和变量，下面的代码是在开发时获取dpi的代码，

DisplayMetrics metrics = new DisplayMetrics();
getWindowManager().getDefaultDisplay().getMetrics(metrics);
iDensity = (int)( metrics.density * 160 );

2.1、为什么要引入dp？

答：dp实际是dip（density independent pixel）,独立密度像素，意思就是与density密度（dpi）无关。
我使用dp作为单位设置控件，不管你什么屏幕大小，多大的dpi，显示的效果始终保持一致。

举例：

不使用dp，使用px的效果

1. 假如我们不引入dp，还是使用原始的px，现在我们需要在手机屏幕上绘制一条直线，在160dpi（每英寸160个像素点），宽度是1英寸的手机上，我们设置这条直线长度是160px（占据160个像素点），也就是直线长度正好是手机的宽度
2. 但是240dpi(一英寸240个像素点)，宽度是1英寸的手机上安装了这个app，长度只有屏幕宽度的2/3

类似于下面这样的效果：

使用dp的效果

• Example application without support for different densities, as shown on low, medium, and high density screens.
  上面这张图来自Google的开发网站。如果引入dp这个单位，这种问题就不会发生了，还是以上面的例子说明，如果在160dpi的设备上使用的是160dp,无论移植到240，120dpi上显示效果都是一致的。效果如下图：
  

为了使用户界面能够在现在和将来的显示器类型上正常显示，建议大家始终使用sp作为文字大小的单位，将dip作为其他元素的单位。当然，也可以考虑使用矢量图形，而不是用位图

2.3、px和dp的换算公式

px和dp的换算公式：px = dp * (dpi / 160)

---

dp：A dp is a density-independent pixel that corresponds to the physical size of a pixel at 160 dpi(dots per inch:每英寸点数).
dp也就是dip:device independent pixels(设备独立像素)
dp是一种与密度无关的像素单位，在每英寸160点的屏幕上，1dp = 1px

不同设备有不同的显示效果,这个和设备硬件有关，一般我们为了支持WVGA、HVGA和QVGA 推荐使用这个，不依赖像素

<Button android:layout_width="wrap_content"   
    android:layout_height="wrap_content"   
    android:text="@string/clickme"  
    android:layout_marginTop="20dp" />  

sp：An sp is the same base unit, but is scaled by the user’s preferred text size (it’s a scale-independent pixel), so you should use this measurement unit when defining text size (but never for layout sizes).
scaled pixels(刻度像素). 主要用于定义字体的大小，而从来不再layout上使用

<TextView android:layout_width="match_parent"   
    android:layout_height="wrap_content"   
    android:textSize="20sp" />  

px：pixels(像素). 不同设备显示效果相同，一般我们HVGA代表320x480像素，这个用的比较多

三、为什么手工计算dp对应的px大小与实际显示的px不一样

1、实际不同的手机上控件的大小和屏幕比例感觉都差不多，因为Android把屏幕大小，像素密度等接近的归为一类dpi，所以实际显示的px和手工计算出来的px尺寸有一定差异。

由于Android的划分，使用dp为长度单位，导致计算出来的px与实际显示px不符合

设备一：Sony Z2 屏幕尺寸：5.2in 屏幕分辨率：1080*1920 DPI：424
设备二：华为 Mate 7 屏幕尺寸：6.0in 屏幕分辨率：1080*1920 DPI：367

套用公式px = dp * (dpi / 160)，开发人员写一个高度为48dp的控件。

在Sony Z2上的渲染像素为：48*424/160=127.2px
在华为 Mate 7上的渲染像素为：48*367/160=110.1px
这显然很荒谬。
1.出现小数的像素个数，而像素的最小单位是1，在设备上无法显示。
2.根据实际截图测试，Sony Z2实际渲染像素为144px（@3x)，华为 Mate 7 实际渲染像素为144px（@3x)。

也就是说，实际的渲染像素并不是按照此公式计算的。而是按照渲染倍率（即@2x,@3x）来计算的。
实际的渲染像素如下：

在Sony Z2上实际渲染像素为：48@3x=144px
在华为 Mate 7上实际的渲染像素为：48@3x=144px

原因：

以160ppi为基准，160ppi对应的density是1.0（mdpi），240ppi对应的density是1.5（hdpi），320ppi对应的density是2.0（xhdpi）…
最关键的一点是，真机屏幕的ppi会取和以上标准最相近的标准ppi！然后density按照最相近的ppi来定。

限定符	说明	比例
ldpi	适用于低密度 (ldpi) 屏幕 (0dpi~120dpi) 的资源。	1dp=3/4px
mdpi	适用于中密度 (mdpi) 屏幕 (120dpi~160dpi) 的资源。（这是基线 密度。）	1dp = 1px
hdpi	适用于高密度 (hdpi) 屏幕 (160dpi~240dpi) 的资源。	1dp = 1.5px
xhdpi	适用于超高密度 (xhdpi) 屏幕 (240dpi~320dpi) 的资源。	1dp = 2px
xxhdpi	适用于超超高密度 (xxhdpi) 屏幕 (320dpi~480dpi) 的资源。	1dp = 3px
xxxhdpi	适用于超超超高密度 (xxxhdpi) 屏幕 (480dpi~640dpi) 的资源。	1dp = 4px

2、这是一个假设、使用手动计算出的dpi（通过公式dpi = 屏幕对角线像素数（px） / 屏幕对角线长度（in）），相同dp在不同手机显示的都是相同物理尺寸，而不是相同的屏幕占比。

px和dp的换算公式：px = dp * (dpi / 160)

px = dp * (dpi / 160) = dp * (px(屏幕对角线像素) / in（屏幕尺寸） / 160)

因此在dp不变，in不变时，屏幕对角线像素数量越大，控件的px越大

下面举个例子：

手机类型	屏幕对角线像素个数	屏幕尺寸	dpi	160dp显示的像素个数	160dp显示的英寸	160dp在屏幕对角线的占比
手机A	480px	3in	160dpi	160个	1in	1/3
手机B	640px	2in	320dpi	320个	1in	1/2
手机C	960px	3in	320dpi	320个	1in	1/3

即使使用dp，也不能保证理论上，所有手机都能完美适配.

本质上是规定了160dp等于1in，但是谷歌内部对手机进行了很好的dpi划分，所以使用dp才成为一种解决手机适配的方法，你可以多拿几款手机进行验证

那为什么使用dp作为长度单位，可行呢

1. 有可能是在手机发展的道路中，不会出现手机A到手机B的情况，就算有估计也不会出现这么大的反差（屏幕缩小1/3，分辨率增加1/2），

2. 还有就是我估计手机厂商内置已经设置好了dpi的值，谷歌在划分屏幕的归类时，也已经处理好这些问题了，关于如何划分手机对应的dpi，请参考这里

本质上是规定了160dp等于1in，但是谷歌内部对手机进行了很好的dpi划分，所以使用dp才成为一种解决手机适配的方法

总结：dp也就是dip。这个和sp基本类似。如果设置表示长度、高度等属性时可以使用dp或sp。但如果设置字体，需要使用sp。dp是与密度无关，sp除了与密度无关外，还与scale无关。

如果屏幕密度为160，这时dp和sp和px是一样的。1dp=1sp=1px，但如果使用px作单位，如果屏幕大小不变（假设还是3.2寸），而屏幕密度变成了320。那么原来TextView的宽度设成100px，在密度为320的3.2寸屏幕里看要比在密度为160的3.2寸屏幕上看短了一半。

但如果设置成100dp或100sp的话。系统会自动将width属性值设置成200px的。也就是100 * 320 / 160。其中320 / 160可称为密度比例因子。也就是说，如果使用dp和sp，系统会根据屏幕密度的变化自动进行转换.

px 和 dp 互转换代码

package com.hujl.util;
import android.content.Context;  

public class DensityUtil   

    /** 
     * 根据手机的分辨率从 dp 的单位 转成为 px(像素) 
     */  
    public static int dip2px(Context context, float dpValue)   
        final float scale = context.getResources().getDisplayMetrics().density;  
        //因为有的dpi为160的1.5倍，所以计算完后，为了没有小数，加0.5
        return (int) (dpValue * scale + 0.5f);  
      

    /** 
     * 根据手机的分辨率从 px(像素) 的单位 转成为 dp 
     */  
    public static int px2dip(Context context, float pxValue)   
        final float scale = context.getResources().getDisplayMetrics().density;  
        return (int) (pxValue / scale + 0.5f);  
      
  

参考：

http://www.zhihu.com/question/33312136
http://www.zhihu.com/question/20697111

这篇博客混淆了dpi和ppi：http://www.cnblogs.com/bluestorm/p/3640786.html