初代 iPhone

2007 年，初代 iPhone 發(fā)布，屏幕的寬高是 320 x 480 像素。下文也是按照寬度，高度的順序排列。這個分辨率一直到 iPhone 3GS 也保持不變。

那時編寫 iOS 的 App(應用程序)，只支持絕對定位。比如一個按鈕(x, y, width, height) = (20, 30, 40, 50)，就表示它的寬度是 40 像素，高度是 50 像素，放在(20, 20)像素的位置。

iPhone 4

2010 年，iPhone 4 發(fā)布，率先采用 Retina 顯示屏，在屏幕的物理尺寸不變的情況下，像素成倍增加，達到 640 x 960 像素。

這樣就出現(xiàn)一個問題，怎么讓原有的 App 運行在新的手機上面？iPhone 手機一個優(yōu)勢，就是有眾多優(yōu)秀的 App，假如不兼容原有的 App，就相當于放棄這個得來不易的優(yōu)勢，是很不明智的。

每當 iPhone 的屏幕有所變化，比如 iPhone 3GS 過渡到 iPhone 4, iPhone 4 過渡到 iPhone 5, iPhone 5 過渡到 iPhone 6，蘋果公司都需要想辦法來解決上述的兼容問題。

為了運行之前的 App，引入一個新的概念 point(點)。點這個概念在 iOS 開發(fā)中十分重要，而實際用戶很少關(guān)注。iPhone 4 屏幕尺寸繼續(xù)保持 320 x 480，不過單位并非是像素，而是點。

• 在 iPhone 3GS 中，1 個點等于 1 個像素。也就是說，點跟像素可以直接互換。

• 在 iPhone 4 中，1 個點等于 2 個像素。

這篇文章中，我將點和像素當成一維的長度單位，而非二維的面積單位，這樣對于我來說更自然些，因此 1 個點等于 2 個像素。別的文章中可能會說 1 個點等于 4 個像素，其實是指 1 個點占據(jù)了 4 個像素的面積，這樣也沒有說錯，注意上下文語境。

iPhone 4 和 iPhone 3GS 的屏幕尺寸實際上是一樣的，都是 3.5 英寸。同樣一個點，實際尺寸看起來是一樣的。只是 iPhone 4 在單位英寸上像素更多，看起來更細膩。

開發(fā) iOS 的時候，使用點作為基本單位會更加方便，列表對比：

這里的屏幕模式可以初步理解成，一個點等于多少個像素。2x，就是 1 個點等于 2 個像素。

總結(jié)一下單位

• 手機屏幕的物理長度，使用英寸作為單位。比如 iPhone 4 屏幕是 3.5 英寸，iPhone 5 是 4 英寸，iphone 6 是 4.7 英寸，這里的數(shù)字是指手機屏幕對角線的物理長度。

• 屏幕像素，比如 iPhone 3GS 屏幕是 320 x 480 像素，iPhone 4 是 640 x 960 像素，這里的像素可以想象成屏幕上真正用來顯示顏色的發(fā)光小點。

• 點，開發(fā) App 時候使用的單位，是一個虛擬的單位，并非實際存在的，因此點有時也叫虛擬點。點這個單位，用于屏蔽各個屏幕設(shè)備的不同，兼容以前的程序。

每 英寸有多少個像素，稱為 ppi(pixel per inch)。iPhone 4 的屏幕是 640 x 960 像素，3.5 英寸，我們沒有寬高的實際尺寸，就按照對角線來粗略計算它的 ppi。將像素當做長度單位，根據(jù)勾股定理，對角線就是 1154 像素。屏幕對角線的實際長度為 3.5 英寸，也就是 1154 像素除以 3.5 英寸，得出 330ppi。而官方給出的數(shù)字是 326ppi。當像素太密，超過 300ppi 的時候，人眼也就不能區(qū)分出每個像素。因此 iPhone 4 的屏幕叫作 Retina 顯示屏。Retina 在英文中，是視網(wǎng)膜的意思。

iPhone 4 之后(x, y, width, height) = (20, 30, 40, 50)，就表示高度為 40 個點，寬度為 50 個點，放在(20, 20)個點的位置。這種處理方法，將之前以像素作為單位自動轉(zhuǎn)換成以點作為單位，使得 iPhone 3GS 的應用程序，不用修改也可運行在 iPhone 4 上面。

文字，顏色等是矢量數(shù)據(jù)，放大不會失真。原有的 iPhone 3GS 程序，在 iPhone 4 上面運行，文字顯示也十分清晰。

而 圖片并非矢量數(shù)據(jù)，處理方式有所不同。假設(shè)圖片 example.png，大小為 30 x 40 像素（這里的單位是像素，數(shù)字圖片的單位通常都為像素）。當這張 example.png 在 iPhone 3GS 和 iPhone 4 中使用時候，都占據(jù)屏幕上 30 x 40 個點。而因為 iPhone 4 中 1 個點等于 2 個像素，也就是 30 x 40 像素的圖片，占據(jù)了 60 x 80 像素的屏幕，因此這圖片在 iPhone 4 中看起來就會模糊。

開發(fā)的時候，為使得圖片清晰，需要進行圖片適配。這時需要準備兩張內(nèi)容相同的圖片，放在同一目錄下。

example.png      // 30 x 40 像素

example@2x.png   // 60 x 80 像素

當 程序中使用 example.png 的時候，會根據(jù)屏幕模式自動選擇對應的圖片。屏幕 1x 模式，就會選擇 example.png, 2x 模式就會優(yōu)先選擇 example@2x.png，假如 example@2x.png 不存在，就選擇 example.png。

圖片跟屏幕一樣，也有 1x 模式，2x 模式。在 iPhone 6 Plus 中，還出現(xiàn) 3x 模式，原理是一樣的。

當 iPhone 4 選中 example@2x.png 的圖片，就會生成一張大小為 30 x 40 個點，2x 模式的圖片。這個時候，圖片看起來就會很清晰了。而沒有適配的舊程序，example@2x.png 不存在，就選中 example.png，生成大小為 30 x 40 個點，1x 模式的圖片，看起來比較模糊。但它們占據(jù)的屏幕點數(shù)是一樣的。

iPhone 5

2012 年，蘋果發(fā)布 iPhone 5。我們將所有機型對比，依然采用點作為單位。

跟 iPhone 4 做比較, iPhone 5 的寬度保持不變。高度增加 568 - 480 = 88 個點。

在 iOS 開發(fā)中，44 這個數(shù)字比較特殊。iOS 界面指南寫著，人類的手指有一定大小，點擊區(qū)域低于 44 個點的時候，就難以點中。44 的兩倍就是 88。

當原有程序沒有適配 iPhone 5 的時候，也可以正常運行，但多出來的 88 個點將會將會被自動均分為上下兩部分，使得上下出現(xiàn)黑邊。我找不到好看的圖片。

那么怎樣才能告訴 iOS 系統(tǒng)，應用程序已經(jīng)適配了 iPhone 5 呢？在這里，我們先扯開一下，談一下啟動圖片。

點擊主屏幕的圖標，進入 App 的時候，會立即顯示一張圖片，這張圖片就是啟動圖片(Launch Image)。App 在正式啟動的時需要做一些初始化處理，這通常比較費時。先出現(xiàn)啟動圖片，可以使用戶覺得系統(tǒng)立即有響應，減少等待的焦慮感。

每 個機型，比如同時支持 iPhone 和 iPad 的程序，需要分別為 iPhone 跟 iPad 指定啟動圖片。當舊的 iPhone 4 的程序，運行在 iPhone 5 上面，沒有 iPhone 5 的啟動圖片，就采用兼容模式，上下留黑邊。當為 iPhone 5 指定了新的啟動圖片，系統(tǒng)就認為這個應用程序是已經(jīng)適配了 iPhone 5 的，上下就不會留黑邊了。下面是微信啟動圖片，應該都很熟悉了。

微信啟動圖片中出現(xiàn)的那個地球，叫藍色彈珠（The Blue Marble），是在 1972 年 12 月 7 日由阿波羅 17 號太空船的船員所拍攝的。這張照片當年很震撼，是普通人***次可以通過照片直接看到地球的全貌。見問題為什么微信啟動界面的地球圖片沒有轉(zhuǎn)到中國這部分？這是否有損用戶體驗？

微信的啟動圖，為適配 iPhone 5，相比與 iPhone 4, 很明顯狹長了。

典 型 iPhone 應用程序（游戲除外），很多是上面一個導航欄，下面一個工具欄或者標簽欄, 中間一大塊用于顯示的內(nèi)容區(qū)。iPhone 5 拉長了，對于程序的適配，也不算麻煩，內(nèi)容區(qū)的內(nèi)容基本是動態(tài)生成的。適配時候可以簡單上下不變，中間的內(nèi)容區(qū)拉長就行了。注意，導航欄和工具欄的高度也 是 44 個點。下面是同一程序，在 iPhone 4 跟 iPhone 5 的對比。

AutoLayout

到了這個時候，傳統(tǒng)絕對定位的弱點就顯露出來了。這時 iPhone 按照點作為單位，已經(jīng)出現(xiàn)了兩種不同尺寸的屏幕，算上 iPad, 就有 3 種尺寸（有些 App 可以同時兼容 iPhone 和 iPad，稱為 Universal）。

從iOS 6系統(tǒng)發(fā)布后，iOS開發(fā)中可以采用一種 AutoLayout 的技術(shù)。AutoLayout 就像網(wǎng)頁一樣，指定 View，Button，Text 之間的相對位置，比如靠左多少，靠右多少，居中多少等等。舉個例子，像下面的簡單布局。

假設(shè)左上角的區(qū)域為 view1, 右上角的區(qū)域為 view2, 下面的區(qū)域為 view3。AutoLayout 會說:

view1.left = 20               // View1 的左邊距離邊界 20 個點 
view1.top = 20                // View1 的上邊距離邊界 20 個點 
view2.right = 20              // View2 的右邊距離邊界 20 個點 
view2.top = 20                // View2 的上邊距離邊界 20 個點 
view2.left = view1.right + 20 // View2 的左邊距離 View1 右邊 20 個點 
view2.width = view1.width     // View1 的寬度等于 View2 的寬度 
view2.height = view1.height   // view1 高度等于 view2 高度 
view3.left = view1.left       // view3 的跟 view1 左對齊 
view3.right = view2.right     // view3 跟 view2 右對齊 
view3.top = view1.bottom + 20 // view3 的上邊距離 view1 下邊 20 個點 
view3.bottom = 20             // view3 下邊距離邊界 20 個點 
view3.height = view1.height   // view3 高度等于 view1 高度 

指定上面的約束條件后，AutoLayout 就會自動算出對應的布局。上面我寫得比較繁瑣，事實上很多操作都是可以使用鼠標拖拉來指定的，并不一定需要使用代碼。但就算用代碼，也有簡寫的方法。下面是在 xib 中，拖拉鼠標指定約束時的界面。

而絕對定位，會直接說

view1.frame = (x1, y1, width1, height1) 
view2.frame = (x2, y2, width2, height2) 
view3.frame = (x3, y3, width3, height3) 

絕對定位并非指定約束條件，而是開發(fā)者自己來精確指定 View，Button, Text 等的實際坐標大小。

對于一個屏幕，絕對定位可能跟 AutoLayout 的區(qū)別不算大，甚至絕對定位會更方便些。但當需要同時適配多個屏幕，AutoLayout 根本不需要更改。而絕對定位就需要根據(jù)屏幕大小，一個個算出來。比如橫屏，在 AutoLayout 下面，就自動變成：

這里不過是 3 個控件的布局，當出現(xiàn)的控件數(shù)越多，屏幕尺寸越多，AutoLayout 的優(yōu)勢就顯露出來了。另外 AutoLayout 有個好處是容易支持多語言，不同語言下，同一個意思文字的長度是不同的，使用 AutoLayout 也可以自動適配。

在 iOS 6 的時候，AutoLayout 還比較少人使用，當時屏幕尺寸還比較少。iOS 7 的時候，就開始很多人使用了。而到現(xiàn)在 iOS 8 了, 更加上 iPhone 6, iPhone 6 Plus 需要適配，AutoLayout 大勢所趨，不用不行了。

iPhone 6和iPhone 6 Plus

2014 年，iPhone 6和iPhone 6 Plus 發(fā)布后，情況又有新的變化。再次比較所有 iPhone 機型。

屏幕尺寸再度分裂。但是我們比較 iPhone 5 跟 iPhone 6 的寬高比例。

可以看出，iPhone 6 跟 iPhone 5 雖然屏幕尺寸改變了，但是它們的比例是不變的。都是 9 ÷ 16 = 0.5625 的屏幕。

當舊的 iPhone 5 程序運行在 iPhone 6 上面，假如沒有經(jīng)過適配，舊程序自動等比放大，鋪滿新手機，舊程序也可以正常運行。這種方案可算是自動適配。但因為舊程序拉伸了，整體看起來有點虛，也不能更好利用大屏空間。

當 需要開發(fā)者手動適配的時候，跟 iPhone 4 過渡到 iPhone 5 一樣，在新程序中，指定一張新的啟動圖片。當指定了啟動圖，屏幕分辨率就已經(jīng)變成應有的大小，這時候利用 AutoLayout 進行布局，同一份代碼，就可以支持多個機型。新手機的屏幕更大，有更多的虛擬點，可以顯示更多的內(nèi)容。

值得注意一點是，iPhone 6 Plus。它的寬高是 414 × 736 個點，3x 模式，理想上來說，應該有 1242 × 2208 像素。但 iPhone 6 Plus 的實際像素是 1080 × 1920，是比理想值要少一點的。iPhone 6 Plus 的處理方式是將程序整體稍微縮小一點。分辨率很高，這點區(qū)別，實際上也看不出來。

那為什么需要這樣做呢？上面表格中 iPhone 6, iPhone 6 Plus 屏幕寬高的邏輯點的數(shù)字是怎么來的？下面我猜測一下原因，但不能證實。

先 看 iPhone 6，這個比較簡單。iPhone 6 的屏幕寬高比例跟 iPhone 5 一樣，使用對角線來計算，就是放大了 4.7 ÷ 4 = 1.175 倍。用這個數(shù)字，乘以 iPhone 5 的 320 x 568 個點，忽略誤差，差不多就是 iPhone 6 屏幕的 375 x 667 個點。這里需要注意，屏幕寬高比例一樣，才能使用對角線來計算。

按照上面的方式來計算 iPhone 6 Plus, 應該是得到 440 x 781 個點，實際上卻是 414 × 736 個點。這里我猜測是因為，iPhone 6 Plus 屏幕明顯更大，相同尺寸的點放在大的屏幕上面，會使得人感覺尺寸變小，所以就將每個點的實際尺寸放大一些，從而得到更少的點數(shù)目。人眼看東西會有種錯覺， 并非是孤立的看的，而是跟周圍的環(huán)境作比較。

確定了點數(shù)目之后，再確定了像素 1080 × 1920(很多高清電視就是這個尺寸)，應該是 1080/414=2.6x，但 2.6x 這個數(shù)字開發(fā)就太麻煩了，就按照 3x 來處理。其實假如像素達到 1242 × 2208，3x 下也可以精確到 1:1, 這樣會更好。但現(xiàn)今的技術(shù)在考慮電池，處理器，屏幕尺寸等綜合因素下，很可能達不到這樣的細膩程度。

上述只是猜測，我相信那些手機參數(shù)是經(jīng)過反復考慮再確定的。iPhone 6 Plus 這個處于手機跟平板中間地帶的產(chǎn)物經(jīng)過不少特殊處理。

由分析可以看到，慢慢的為了適配多個機型，程序的啟動圖片也逐漸增多，為解決這個問題。iOS 8 之后，可以使用 xib 來搭建啟動界面，這樣就可以同一個啟動界面，適配多個機型，減少啟動圖片占用的空間。

建議

以后的應用程序，都使用 AutoLayout, 不要再用絕對定位。

使用類似網(wǎng)頁的方式來設(shè)計界面。設(shè) 計師好，程序員也好，盡量使用點這個單位進行思考，而不要使用像素。比如，你需要做 44 x 66 個點的按鈕，2x 模式，就乘以 2, 3x 模式就乘以 3。這樣的思考方式可以大致估計到真實的物理長度。44 個點，就是手機上導航欄，工具欄的高度。假如用像素思考，容易使得做出的圖片過大或者過小。