Android 折叠屏技术发展与适配
Posted 涂程
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Android 折叠屏技术发展与适配相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
android 折叠屏技术发展与适配
1 折叠屏行业概览
1.1 折叠屏诞生的背景
手机屏幕目前的整体发展趋势是大屏化，大屏化主要表现在两方面：屏幕面积的增大，屏占比的提高。但是目前这两方面已经发展的相当成熟，很难再有大的突破。
1.1.1 屏幕面积变化
手机由功能手机向智能手机演变最重要的标志是屏幕的变化。2010年智能手机的平均屏幕尺寸仅有3.1英寸，发展至2014年智能手机的屏幕平均尺寸增加至4.8英寸，2018年更是增加至5.9英寸，目前主流的大屏尺寸已达到6.5寸左右，智能手机逐渐朝着大屏化方向发展。
单从屏幕面积来看，6.5英寸左右已是单手操控和携带便捷性的极限。
1.1.2 屏占比变化
手机厂商通过陆续推出刘海屏、水滴屏、挖孔屏、全面屏、升降式摄像头、屏下指纹识别等功能，将屏幕可用面积利用到了极致，极大的提升了屏占比。现阶段大多数手机的屏占比处于**90%**左右，很难再有大的提升空间。
折叠屏手机的出现不仅实现了屏幕尺寸增加，同时还满足携带方便的需求，有效解决大屏和便携矛盾，未来或将成为手机发展的重要方向之一。
1.2 折叠屏手机结构
1.2.1 折叠屏手机物理结构
折叠屏的主要结构由柔性AMOLED屏与铰链组成。
通常，我们见到的折叠屏手机都是由1整块AMOLED屏组成，并且铰链位置可以显示画面。
除此之外，目前市面还有一种双屏手机（屏幕由2块组成，铰链区域不可显示画面），也被称为折叠屏手机，即微软2020年9月推出的基于Android 10.0系统的Surface Duo。
1.2.2 折叠屏手机分类
目前折叠屏的折叠方式主要由以下4种，主流的实现方式是：横向内折与横向外折
- 横向内折：折弯半径小，需使用寿命更高的柔性屏幕，因此实现难度大、技术成本更高。但优点是折叠状态下，屏幕被折合在内侧，可较好保护屏幕。代表产品有：三星Galaxy Fold 和 W20 5G、华为Mate X2、小米MIX Fold；
- 横向外折：显示更便捷，但折叠时屏幕在外侧，易损坏。横向外折折叠屏手机价格通常比横向内折价格低，代表产品有：华为 Mate X 和 Mate Xs；
- 竖向内折：展开时手机大小与传统智能手机相差不大，折叠后体 积变小，方便携带。代表产品有三星 Galaxy Z Flip、摩托罗拉Moto Raz；
- 折三折：需用到两个铰链，成本较高，尚处于概念机阶段。
1.3 折叠屏手机市场规模
2020国内智能手机销量约3亿部，而同期全球的折叠屏手机出货量仅194.73 万部，三星以**71.59%的市场份额占据全球折叠屏市场第一，华为市场份额10.56%**位居第二。
从销量来说，折叠屏市场占有依然比较小众，主要原因在于折叠屏手机目前良品率还不够高，产能受限，进而导致手机售价过高；同时，软件方面，大部分软件还未进行完全适配，影响用户体验。
1.3.1 限制折叠屏发展因素
-
技术成熟度低
- 硬件：屏幕的可靠性、电池续航、铰链设计、屏幕厚度 …
- 软件：应用适配程度较低
-
良品率低
柔性AMOLED比LCD良率低。华为Mate X 的AMOLED屏供应商为京东方，京东方折叠屏目前的良品率数据仅为：2018，65%；2021，85%
-
价格制约销量
当前市场高端机定位6k；折叠屏初期产品普遍售价1w以上，目前部分产品最低售价刚降到万元内。
1.3.2 为什么要支持大屏设备
2021 Google I/O 上发布的折叠屏适配新方案，代表Android对折叠屏设备适配的重视，在大屏化的趋势下，折叠屏未来可期。
只要应用适配了折叠屏设备，同时就自动适配了Android 平板等大屏设备。
根据Google发布的数据，通过适配 Android 大屏设备，开发者们可以覆盖超过 2.5 亿台活跃的可折叠设备、平板电脑和 Chromebook。2020 年，平板电脑设备的销售量增长了 16%。分析师预计，到 2023 年市面上将有超过 4 亿台 Android 平板电脑，到2023年可折叠设备销量将达到3000万台，增长空间巨大。另外，可折叠设备也正在重新定义高端设备。Android 应用也可以在 Chrome OS 上运行，而 Chrome OS 现在是世界第二大桌面操作系统。
2 折叠屏适配方案发展
折叠屏手机适配主要经历了三个重要阶段。
-
折叠屏手机首次发布，Android官方折叠屏适配指南
2018年8月Google发布Android 9.0，首次支持折叠屏功能，并推出了Android官方折叠屏适配指南。主要从以下几个方面进行适配：
- 应用连续性：处理配置变更
- 屏幕兼容性：
resizeableActivity与maxAspectRatio - 多窗口适配：多项恢复与专属资源访问
-
厂商补充适配方案
各厂商陆续发布自己的折叠屏手机，以及补充的适配方案。不同折叠屏手机上，拥有各自研发的一些独有功能，要想体验这些独特功能，就需要使用厂商的方案进行适配。
代表：三星、华为、Microsoft Surface Duo等。
-
Google 2021 I/O 发布
Jetpack WindowManager等库2021年5月，Google I/O开发者大会推出专门用于折叠屏适配的库
Jetpack WindowManager1.0，以及更新了已有的一些库如：SlidingPaneLayout、NavRail等，以便应用更便捷的适配折叠屏功能。- 新增
Jetpack WindowManager1.0，专门用于适配折叠屏手机，获取折叠屏相关信息。 - 更新
SlidingPaneLayout1.2，支持双窗格布局。 - 更新
NavRail，实现垂直导航栏。
- 新增
3 Android 官方折叠屏适配指南
主要参考 官方文档
3.1 应用连续性：处理配置变更
在默认情况下，当屏幕发生了变化（这里指折叠屏折叠变化时，或应用从一个屏幕转到另一个屏幕），系统会销毁并重新创建整个 Activity。
但我们希望屏幕变化之后，程序能够以切换前的状态继续运行，不需要重启页面。我们可以给 Activity 添加configChanges配置：
<activity
...
android:configChanges="smallestScreenSize|screenSize|screenLayout" />
应用内监听变化，根据当前窗口大小，调整布局大小和位置
override fun onConfigurationChanged(newConfig: Configuration)
// 获取当前窗口配置信息，调整布局大小
如果需要重启 Activity才能完成适配的场景，可以通过onSaveInstanceState()与onRestoreInstanceState() 或 ViewModel对象来进行之前状态保存和后续的恢复。
3.2 屏幕兼容性
3.2.1 应用大小可调：resizeableActivity
resizeableActivity 用于声明是否支持多窗口模式和动态调整显示尺寸。
折叠屏时，需要让应用支持动态改变尺寸，我们需要在 menifest 中的 Application 或对应的 Activity 下声明属性：
android:resizeableActivity="true"
-
当系统编译设置
target>= 24（Android 7.0） 不需要手动设置，系统默认为true，支持多窗口和调节尺寸。 -
如果应用设置
resizeableActivity=false，则会告知平台其不支持多窗口模式。系统可能仍会调整应用的大小或将其置于多窗口模式；但要实现兼容性，便需要对应用中的所有组件（包括应用的所有 Activity、Service 等）应用同一配置。在某些情况下，重大变更（例如，显示屏尺寸更改）可能会重启进程，而不会更改配置。这时需要支持折叠屏连续性（不重启Activity），添加属性<meta-data android:name="android.supports_size_changes" android:value="true" /> -
若Activity 设置了
resizableActivity=false以及maxAspectRatio。设备展开时，系统会将应用置于兼容模式，以此保持 Activity 配置、大小和宽高比。
3.2.2 新的屏幕宽高比：maxAspectRatio（可选）
当resizeableActivity=false声明不支持多窗口时，使用maxAspectRatio、minAspectRatio 指定最小或最大纵横比，在设置的纵横比限制范围内，折叠屏情况下，会自动对尺寸进行调节，超出限制的进入兼容模式（黑边）。
为支持折叠屏，Android 系统增加了21:9（2.33，三星 Glaxy Fold 屏幕比例） 超大纵横比。
推荐纵横比设置范围：[1, 2.4]，即1:1到12:5
而当resizableActivity=true时设置maxAspectRatio 等无效
更多信息参考 官方文档：声明受限屏幕支持
3.3 多窗口支持
3.3.1 多项恢复
在 Android 10（API 29）增加多项恢复功能：所有顶层的可聚焦 Activity 均处于 RESUMED 状态。涉及多窗口的行为变化历史:
-
Android 7.0 支持分屏：左右/上下显示两个窗口
-
Android 8.0 支持画中画，此时处于画中画的
Activity虽处于前台，但处于Paused状态 -
Android 9.0 (API 28) 及以下：多窗口下，只有获得焦点应用处于
Resumed状态，其它可见Activity扔处于Paused状态，如下图左侧 -
Android 10.0 (API 29) ：多窗口模式时，个
Acttivity全部处于Resumed状态
为解决Android 9.0及以下，只有获得焦点应用才处于Resume状态，其它可见Activity处于Paused状态问题。可添加下列属性，手动添加开启多项恢复：
<meta-data
android:name="android.allow_multiple_resumed_activities" android:value="true" />
3.3.2 专属资源访问
多窗口模式下，当Activity 获得/失去顶部位置状态时，会执行新增加的回调 Activity#onTopResumedActivityChanged(isTopResumed)， isTopResumed 标识当前 Activity 是否处于多窗口模式下的最顶层。
当我们使用了独占资源时就要用到这个方法。什么叫独占资源？麦克风、摄像头就是，这类资源同一时间只能给一个 Activity 使用。以摄像头使用为例，在Android10上，官方建议使用 CameraManager.AvailabilityCallback#onCameraAccessPrioritiesChanged()监听摄像头是否可用。当收到Activity#onTopResumedActivityChanged(isTopResumed)回调时，
isTopResumed = false时，需要在此时判断是否释放独占资源，而不必在一失去焦点时就释放资源；isTopResumed = true时 ，可以申请独占的摄像头资源，原持有摄像头资源的应用将收到 CameraDevice.StateCallback#onDisconnected() 回调后，对摄像头设备进行的后续调用将抛出 CameraAccessException
3.3.3 多窗口数据拖拽
多窗口下，支持跨应用数据拖拽功能，开始执行拖放操作时，来源应用必须设置 DRAG_FLAG_GLOBAL 标志，以示用户可以将数据拖动到其他应用，更多详情参考Android 官方文档：拖放
3.4 折叠屏适配更多优化
灵活布局
-
使用
wrap_content、match_parent避免硬编码 -
使用
ConstraintLayout左根布局，方便屏幕尺寸变化，视图自动移动和拉伸
备用布局
- 布局文件使用宽度、屏幕方向限定符（
port或land）单独适配 - Fragment界面组件模块化
图片资源：.9图、矢量图
更多详细适配参考官方文档：支持不同的屏幕尺寸
4 厂商适配
折叠屏厂商发布了对应适配文档的主要有：三星、华为、微软等。
-
三星折叠屏适配
主要参考三星折叠屏适配指导，基本同Android官方适配指南相差不大，部分需要独立适配的，只需针对三星屏幕信息进行适配即可。如折叠后纵横比
21 : 9，展开纵横比：4.2 : 3等。 -
微软Surface Duo双屏适配
在Android 官方适配指南的基础上，可再参考Surface官方：Surface Duo 开发人员文档 进行完全适配。Surfce不仅提供了其独有的Surface 双屏布局库独有功能，还有部分适用于 Surface Duo 的 Android 示例应用。
-
华为折叠屏适配官方文档
华为折叠屏应用开发指导 包括提供给UX同学的设计指引，以及RD同学的接入指南。以下会重点介绍下其独有的华为应用内分屏：平行视界功能
4.1 华为折叠屏适配
4.1.1 UX 设计新特性
华为折叠屏UX设计指导，在折叠屏各种使用场景下，给出了设计建议，包括内容（文字1.2倍、图片、视频等）变化大小范围、页面布局设计、页面信息架构设计、多窗口交互设计、各类型应用的典型场景设计实现案例等。
4.1.2 多窗口模式
除了Android 官方支持的多窗口模式（分屏，主要是多应用场景实现），华为还支持单应用方式来实现多窗口多任务。主要实现方案：悬浮窗、平行视界。
悬浮窗案例：比如 一步窗口，在特定场景下，点击控件/按钮/链接/附件等，直接打开一个任务悬浮窗，即为一步窗口。一步窗口主要适用于跨应用的跳转。
平行视界
平行视界以 Activity 为基本单位实现应用内分屏的系统侧解决方案。应用可以根据自身业务设计分屏显示Activity组合，以实现符合应用逻辑的最佳单应用多窗口用户体验。提供以下两种基础分屏模式：
支持2种模式：导航栏、自定义
通用导航模式（0）
- 右分屏永远是最后一个窗口。
- 任何时候，从左分屏打开的新页面，都会将右分屏的页面替换掉; 从右分屏打开新页面，原右分屏页面向左移，新页面在右分屏打开。
- 任何时候，从左分屏触发Back，左右分屏中的所有Activity都将退出。
API 接入
新型非侵入式集成方式，无SDK；
-
在assets目录下新建配置文件easygo.json
-
修改AndroidManifest.xml内application中新增meta-data
<meta-data android:name="EasyGoClient" android:value="true" />easygo.json配置模板
5 2021 Google I/O：使用 Jetpack WindowManager 进行折叠屏适配
Jetpack WindowManager 出现之前，折叠屏适配面临如下一些问题
-
折叠状态下应用体验较差：如半开状态、桌面模式等折叠姿态下，全屏画面扭曲。
-
无法正确识别折叠屏类型、可显示范围等。如微软的双屏折叠手机，中间部分无画面区域被铰链遮挡。
-
缺乏统一适配库支持，开发人员对于不同机型，适配比较繁琐，工作量较大。
-
…
为了帮助APP开发人员支持新的设备尺寸，并为新旧平台版本上的各种Window Manager功能提供通用的API交互。Android官方推出了Jetpack WindowManager，面向可折叠设备，将来的版本将扩展为支持更多的显示类型和窗口功能。
本文介绍的Jetpack WindowManager API 大部分基于：androidx.window:window:1.0.0-alpha09，最新Release版本可从官网获取。
5.1 Jetpack WindowManager 的目标
- 所有类型的可折叠设备提供统一 API,避免各设备单独适配。
- 可折叠设备的物理属性的信息：折叠屏类型、折叠状态、铰链方向、窗口显示范围等信息
- 最初版本面向可折叠设备，将来扩展为支持更多的显示类型和窗口功能。
5.2 折叠屏需要适配的场景
5.2.1 可折叠设备总类
- 单屏可折叠设备，配备一个可折叠的屏幕。在 Multi-Window 模式下，用户可以在同一屏幕上同时运行多个应用。
- 双屏可折叠设备，两个屏幕由合页相连。此类设备也可以折叠，但具有两个不同的逻辑显示区域。
5.2.2 折叠姿态
- 展开态：flat
- 垂直
- 水平
- 半开态：half-open
- 桌面模式
- 书本模式
- 帐篷模式
5.2.3 折叠信息获取
- 折叠角度：使用Android 11新增的传感器类型 TYPE_HINGE_ANGLE获取
- 折叠姿态：
Jetpack WindowManager
5.2.3.1 折叠角度获取Demo
利用TYPE_HINGE_ANGLE传感器，获取折叠角度demo：
class SensorActivity : AppCompatActivity(), SensorEventListener
private var sensorManager: SensorManager? = null
private var hingeAngleSensor: Sensor? = null
public override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?)
super.onCreate(savedInstanceState)
setContentView(R.layout.activity_sensor)
sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
hingeAngleSensor = sensorManager?.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_HINGE_ANGLE)
override fun onAccuracyChanged(sensor: Sensor, accuracy: Int)
LogUtil.d("onAccuracyChanged $sensor, $accuracy")
override fun onSensorChanged(event: SensorEvent)
val angle = event.values[0]
LogUtil.d("onSensorChanged $event, $angle") // 获取角度值
override fun onResume()
super.onResume()
hingeAngleSensor?.also light ->
sensorManager?.registerListener(this, light, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL)
override fun onPause()
super.onPause()
sensorManager?.unregisterListener(this)
5.3 Jetpack WindowManager API 使用
Jetpack WindowManager 是一个以Kotlin 优先的现代化库，它支持不同形态的新设备，并提供 “类 AppCompat” 的功能以构建具有响应式 UI 的应用。
WindowManager API 包含了以下内容:
-
WindowLayoutInfo：包含了窗口的显示特性，例如该窗口是否可折叠或包含铰链 -
FoldingFeature： 让您能够监听可折叠设备的折叠状态得以判断设备的姿态 -
WindowMetrics： 提供当前窗口或全部窗口的显示指标
使用WindowManager适配的主要原理：通过WindowManager获取折叠屏设备信息FoldingFeature信息，对于不同的折叠姿态，更新UI显示内容。
5.3.1 FoldingFeature 获取折叠屏物理信息
FoldingFeature用来描述屏幕的折叠状态或两个物理显示面板之间的铰链状态。主要的API功能如下：
getType()：- 取值：
TYPE_FOLD。表示屏幕为无物理间隙的柔性屏幕中的折叠。市面上大部分常见的折叠屏，如Samsung Fold、华为 Mate X。 - 取值：
TYPE_HINGE。表示屏幕为带有铰链（不可显示区域）的两块屏幕，市面上目前比较少见，典型的指：Surface Duo
- 取值：
getState()：折叠状态，主要有：STATE_FLAT（展开）、STATE_HALF_OPENED（半开）两种状态。getBounds()：折叠功能边界的 Rect 实例，指示折叠屏当前可显示的屏幕可见范围。getOrientation()：折叠屏铰链防线：ORIENTATION_HORIZONTAL、ORIENTATION_VERTICAL。isSeparating()：内容区域是否分割为2块。 true：半开或双屏设备；false：计算是否有遮挡
5.3.1.1 设备处于 TableTop 模式
屏幕半开并且铰链处于水平方向
fun isTableTopMode(foldFeature: FoldingFeature) =
foldFeature.isSeparating &&
foldFeature.orientation == FoldingFeature.Orientation.HORIZONTAL
5.3.1.2 设备处于 Book 模式
屏幕半开并且铰链处于垂直方向
fun isBookMode(foldFeature: FoldingFeature) =
foldFeature.isSeparating &&
foldFeature.orientation == FoldingFeature.Orientation.VERTICAL
5.3.2 获取折叠变化通知
获取折叠变化通知的2种方式：WindowManager 和 WindowInfoRepo
5.3.2.1 WindowManager
描述当前窗口的状态；监听窗口变化
getCurrentWindowMetrics()：当前窗口状态。getMaximumWindowMetrics()：当前系统的最大窗口状态。registerLayoutChangeCallback()与unregisterLayoutChangeCallback(): 窗口变化注册、解注册监听
主要实现步骤：
-
实例化
WindowManager -
实现回调接口
获取到：windowLayoutInfo，foldFeature
-
onStart注册回调：传线程池参数、onStop解注册
class FoldVerticalPageActivity : AppCompatActivity()
private lateinit var binding: ActivityFoldVerticalPageBinding
private lateinit var windowManager: WindowManager
private val handler = Handler(Looper.getMainLooper())
private val mainThreadExecutor = Executor r: Runnable -> handler.post(r)
private val stateContainer = StateContainer()
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?)
super.onCreate(savedInstanceState)
windowManager = WindowManager(this)
binding = ActivityFoldVerticalPageBinding.inflate(layoutInflater)
val view = binding.root
setContentView(view)
override fun onStart()
super.onStart()
windowManager.registerLayoutChangeCallback(mainThreadExecutor, stateContainer)
override fun onStop()
super.onStop()
windowManager.unregisterLayoutChangeCallback(stateContainer)
inner class StateContainer : Consumer<WindowLayoutInfo>
var lastLayoutInfo: WindowLayoutInfo? = null
override fun accept(newLayoutInfo: WindowLayoutInfo)
for (displayFeature in newLayoutInfo.displayFeatures)
LogUtil.d("displayFeature=$displayFeature")
val foldFeature = displayFeature as? FoldingFeature
foldFeature ?: continue
if (foldFeature.isSeparating)
// 折叠屏半开状态：桌面、书本等模式
val halfFold = foldPosition(binding.root, foldFeature)
ConstraintLayout.getSharedValues().fireNewValue(R.id.fold, halfFold)
else
// 折叠屏完全展开
ConstraintLayout.getSharedValues().fireNewValue(R.id.fold, 0)
fun foldPosition(view: View, foldingFeature: FoldingFeature): Int
val splitRect = getFeatureBoundsInWindow(foldingFeature, view)
splitRect?.let
return view.height.minus(splitRect.top)
return 0
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<androidx.constraintlayout.motion.widget.MotionLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:id="@+id/root"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:background="@android:color/black"
app:layoutDescription="@xml/activity_fold_horizontal_page_scene"
tools:context=".FoldVerticalPageActivity">
<ImageView
android:id="@+id/player_view"
android:layout_width="0dp"
android:layout_height="0dp"
android:background="@android:color/holo_red_light"
app:layout_constraintBottom_toBottomOf="@+id/fold"
app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"
app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />
<androidx.constraintlayout.widget.ReactiveGuide
android:id="@+id/fold"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:orientation="vertical"
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<!--这部分仅在半折叠时显示；其余时间隐藏-->
<ImageView
android:id="@+id/control_view"
android:layout_width="0dp"
android:layout_height="0dp"
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app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
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</androidx.constraintlayout.motion.widget.MotionLayout>
5.3.2.2 WindowInfoRepo
WindowInfoRepo方式，指的是WindowManager 1.0.0-alpha07版本：将核心窗口库迁移到了 Kotlin，依赖Kotlin Flow。
主要原理：使用协程和挂起函数来公开异步数据，可以理解为对原有API的kotlin二次封装，更加便于使用。
private lateinit var windowInfoRepo: WindowInfoRepo
private var layoutUpdatesJob: Job? = null
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?)
super.onCreate(savedInstanceState)
windowInfoRepo = windowInfoRepository()
setContentView(R.layout.activity_fold_horizontal_page)
override fun onStart()
super.onStart()
layoutUpdatesJob = CoroutineScope(Dispatchers.Main).launch
windowInfoRepo.windowLayoutInfo
.collect newLayoutInfo ->
// New posture informa以上是关于Android 折叠屏技术发展与适配的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
FlutterAndroidFlutter 折叠屏适配 ( 展开大屏 | 折叠主屏 | 折叠副屏 | 静态展示 | 动态热切换适配 | 拉伸布局 | X 轴自适应适配 | 布局重构 )