H5 必知必会之像素级还原设计稿

本文是 “H5 必知必会” 系列第二篇。我们提到过，所谓 “H5” 本来应该是 HTML5 的简称。但是，在中国，“H5”并不是 HTML5 的简称那么简单，它更多地被用于指代内嵌在手机 App 中的网页。无论国外有没有 “H5” 这个说法（应该没有），反正在国内只要说到 App 内嵌的网页或网页应用，你完全可以说它是“H5”。一说“H5”，产品经理、设计师、Android/iOS 应用开发者、后端工程师全都明白。

不能不说，这个现象很神奇。也许，在前端行业之外人的眼里，手机屏幕上的网页就应该有一个跟大屏幕上的网页不一样的名字，这样才好区分。事实上，就算是在前端开发行业内，有这么一个词让我们瞬间就可以定位到一种应用形态，至少也是一件非常便利的好事。

那么手机上的网页跟大屏幕上的网页有什么不同呢？

首先，手机上的网页运行在手机浏览器或者 App 内嵌的 WebView 中，可以使用手机特有的硬件能力，比如 GPS、加速计、陀螺仪等传感器；此外，如果加载了宿主 App 的 JSSDK，还可以访问 App 暴露给网页的各种能力，比如获取登录用户的信息、拍照上传和分享，等等。

其次，手机上的网页布局设计要服从于原生 App 的界面（UI）设计规范，比如谷歌的扁平化设计 Material Design，苹果的人机界面指南（Human Interface Guide）等；总之，手机上的网页看起来必须像原生 App 的界面，包括使用与原生 App 一致的布局组件、字体图标、配色方案，乃至交互模式等，比如要支持触摸而非鼠标点击交互。

最后，手机上的网页，特别是运行于 App 内的网页，构成混合移动应用的一部分，通常都需要与原生 App 互操作；需要 H5 与原生应用双方共同商定基础接口，并针对特定的交互场景确定具体的交互模式，包括单向调用还是双向调用，同步还是异步，如何传递数据和凭据，等等。

上述第三点，正是本系列第一篇文章 “H5 必知必会之一 App 交互” 讨论的内容，感兴趣的同学稍后可以参考。那么今天，本文要讨论的则是上述第二点，即 H5 在构造页面布局时，如何逼真、像素级还原设计稿。

适配与还原：概念阐述

要说还原，必须先从适配说起。

H5 适配手机主要有两个维度：

• 适配不同像素密度
• 适配不同屏幕大小

像素密度，顾名思义就是 CSS 中的 1 像素对应多少物理像素。我们以这张 iPhone 各代屏幕对照图（来源：www.paintcodeapp.com/news）为例：

先看 iPhone Xs Max 和 iPone XR。前者屏幕用 CSS 像素度量是 414x896，而用实际渲染的物理像素度量则是 1242x2688 像素，简单换算可知，1242/414 = 3（或 2688/896 = 3）。换句话说，iPhone Xs Max 是人们常说的 3 倍屏（或 @3x），即每个 CSS 像素对应 9 个物理像素（因为宽高均为 3 像素）。而 iPhone XR 呢，则是人们常说的 2 倍屏（或 @2x），每个 CSS 像素对应 4 个物理像素。

当然还有 1 倍屏。上图最后一个 iPhone 2G/3G/3GS，就是 1 倍屏，即每个 CSS 像素对应 1 个物理像素。像这种估计市面上已经绝迹的初代 iPhone 是不用适配的，因为 1 个 CSS 像素就对应屏幕上的 1 个物理像素。（当然，笔记本和电脑外接的大屏幕至今都是 1 倍屏，所以目前还不需要我们适配像素密度。）

我们常说的适配像素密度，通常指图片如何在 3 倍屏和 2 倍屏上显示不失真。当然，适配原则非常简单：1 个图片像素对应 1 个物理像素，图片就不会失真。具体来说，假设原始图片是 500x300 像素（如 image@1x.jpg），那么适配高密度屏的版本则分别是 1500x900 像素（如 image@3x.jpg）和 1000x600 像素（如 image@2x.jpg）。这样才能做到 1 个物理像素对应到 1 个图片像素。

当然，也有一个简单粗暴的适配方案，就是针对所有屏幕，都只提供最高清图片。虽然低密度屏幕用不到那么多图片像素，而且会因为下载多余的像素造成带宽浪费和下载延迟，但从结果上说能保证图片在所有屏幕上都不会失真。

适配像素密度的具体技术方案本文就忽略了，因为它不是本文的重点。本文的重点其实是适配不同屏幕大小。适配不同屏幕大小的原则非常简单：确保页面布局的度量与屏幕大小保持一定比例。

听起来简单，做起来可不容易。因为这里就涉及还设计稿的问题了。比如，设计稿宽度通常是 750 像素：

在这个宽度下，不同页面组件都有各自的度量值，比如，“对音箱说” 这个标题的度量为 112x28 像素：

而标题的上、右、下、左，距离当前组件的边界，分别是 38 像素、289 像素、394 像素和 289 像素：

当然，每个组件与屏幕边界、组件与组件之间，乃至文本大小、间距，在这个设计稿中也都有确定的像素值度量。那么问题来了，面对设计稿中林林总总的像素值，我们如何在 H5 页面中还原它们？

答案很简单：按比例还原。

仍然以前面的设计图为例，我们知道设计稿假定的屏幕宽度为 750 像素（实际上多少像素都没问题，因为我们是按比例还原设计稿），而如下面几张图所示，这个圆角矩形组件的宽度是 690 像素：

它与上方距离为 30 像素（与左、右边界同样是 30 像素）：

有了这些像素数据，经过简单的数学换算，不难得出：

• 组件宽度占屏幕宽度的百分比为：690/750 = 0.92，即 92%；
• 组件上、右、左边距占屏幕宽度的百分比为：30/750 = 0.04，即 4%。

好了，现在只要能让浏览器（WebView）按照这个比例去渲染，我们的组件就能做到对设计稿的像素级还原——在 750 像素宽的屏幕上，组件及其子组件的所有像素度量都能严格与设计稿保持一致！

更重要的是，在屏幕不是 750 像素的情况下（事实上 750 像素宽的手机屏幕至今还没出现过，注意我是 CSS 像素宽度），页面的布局依旧可以按照设计稿的既定比例完美适配，即在大一点的屏幕上，页面的方方面面都会显示得大一些；而在小一点的屏幕上，则整个布局都会按比例缩小一些。

事实上，除了宽度、高度和间距，文本大小（即font-size）、边框、阴影等度量也可以按这个思路把像素转换为百分比。

好了，以上就是关于适配和还原的概念阐述。接下来，我们从理念到实践，看一看技术上如何实现吧。

一个全局性 CSS 单位

上一节概念阐述提到按比例适配可以做到像素级还原设计稿。但是，实践中可以直接在 CSS 里使用百分比单位吗？很可惜，不能。

我们知道，根据 CSS Values and Units Module Level 4（www.w3.org/TR/css-valu…）的定义：

那我们也知道：

• 宽度（width）、高度（height）、间距（maring/padding）支持百分比值，但默认的相对参考值是包含块的宽度；
• 边框（border）不支持百分值；
• 边框圆角半径（border-radius）支持百分比值，但水平方向相对参考值是盒子的宽度，垂直方向相对参考值是盒子的高度；
• 文本大小（font-size）支持百分比值，但相对参考值是父元素的font-size的值；
• 盒阴影（box-shadow）和文本阴影（text-shadow）不支持百分比值；
• ……

可见，即使支持使用百分比值的属性，其百分比参考值也都不是我们想要的屏幕宽度！换句话说，要实现屏幕级的适配，必须有一个统一的全局性单位供我们参照。我们有吗？有。

首先，有一个rem。同样，根据 CSS Values and Units Module Level 4（www.w3.org/TR/css-valu…）：

rem归根结底是一个font-size，但却是一个全局性的度量单位，而且其背后还是像素。如果为了适配目的，根据不同屏幕密度动态修改rem的值（比如，document.documentElement.style.fontSize = rem + 'px'），不就可以实现按比例适配了吗？事实上，阿里手机淘宝团队专门为此研发了一个框架：github.com/amfe/lib-fl…。从 Github 仓库来看，这个框架用了大概有两年多时间，2019 年年初正式宣布退役。因为又找到了新的更好的全局性参照单位：vw。

什么是vw？同样根据 CSS Values and Units Module Level 4：

换句话说，可以认为：1vw就等于屏幕宽度的1%。哇，这个单位似乎是专门为我们适配量身打造的。首先，它本质上就是一个百分比单位，比如3vw就相当 “屏幕宽度的 3 个百分点”；其次，它又是全局性的与屏幕宽度直接相关的单位。那么上一节概念阐述中举的两个百分比的例子，用vw单位可以直接写成：

• 组件宽度占屏幕宽度的百分比为：690/750 = 0.92，即92vw；
• 组件上、右、左边距占屏幕宽度的百分比为：30/750 = 0.04，即4vw。

那么移动浏览器对vw的支持度如何呢？根据 caniuse.com（caniuse.com/#search=vw）：

即 iOS 8 + 和 Android 4.4 + 都支持vw，而目前的手机应用通常支持 iOS 9 + 和 Android 5+。所以，实践中使用vw单位完全可行。而这也正是手机淘宝团队今年年初正式转向使用vw单位适配的原因。

那么，现在唯一的问题就是人工进行设计稿的px到vw单位的转换太麻烦。不过，如果你在开发中使用 Webpack 编译打包，那么已经有人开发了 postcss 的插件：postcss-px-to-viewport（www.npmjs.com/package/pos…）。配置好这个插件，你写 CSS 的时候可以严格按照设计稿上的像素值去写，这个插件负责将你写的px转换为vw。这样一来，我们所说的 “像素级还原设计稿”，就彻底打通了开发和呈现，真的做到了 “像素级”！

（假如，我只是说假如你没有或不能使用 Webpack 打包，那么你可能还需要人工计算。）

使用 postcss-px-to-viewport

这一节实际是没有必要的。不过，为了完整起见，我们就简单说一下 postcss-px-to-viewport 插件的配置。以下内容截取自. postcssrc.js 配置文件：

module.exports = {
  "plugins": {
      // ...
    "postcss-px-to-viewport": {
      viewportWidth: 750,
      viewportHeight: 1334,
      unitPrecision: 3,
      viewportUnit: 'vw',
      selectorBlackList: ['.usepixel'],
      minPixelValue: 1,
      mediaQuery: false
    },
    // ...
  }
}

其中几个配置项的含义如下：

• viewportWidth：视口宽度，这里设置为跟设计稿宽度一致；
• viewportHeight：视口高度，随便设置一个就可以；
• unitPrecision：转换后值的精度，3 表示保留 3 位小数；
• viewportUnit：转换成什么视口单位，这里当然是vw；
• selectorBlackList：是一个选择符数组，对应声明中的像素单位不会转换；
• minPixelValue：最小像素值，大于等于这个值才会转换；
• mediaQuery：是否转换媒体查询中的像素。

最后，我们以一个实例展示结束本篇文章。仍然是本文开头的设计稿，还是那个圆角矩形组件，在我们这个应用里的类名是.card。下面是它的 CSS 源代码：

section.card {
  margin: 0 auto;
  margin-bottom: 20px;
  background-color: #fff;
  border-radius: 10px;
  box-shadow: 0 6px 6px 0 rgba(0,0,0,0.02);
  text-align: center;
  padding: 38px 70px 46px;
  font-weight: 300;
 }

没错，所有这些px值都从设计稿中实测得到的（事实上是标注页面自动给出的）。而经过 postcss-px-to-viewport 插件转换之后，可以看到这些值都被转换成了相对于视口宽度的vw单位：

结束语

作为 “H5 必知必会” 系列的第二篇，本文主要从两个方面讨论了如何高保真还原设计稿，同时适配形态各异的手机屏幕。首先，我们从理论或概念上先搞清楚了适配和还原的内容和目。H5 适配主要分适配不同像素密度和适配不同屏幕大小。而适配的目的是为保证用户体验，比如图片不失真；以及在不同大小的屏幕上呈现比例相同的页面布局，这也就是所谓的百分之百还原设计稿，或像素级还原设计稿。

明确了适配和还原的含义及原理，接下来技术实现层面的关键是找到一个全局性的 CSS 单位。我们先介绍了阿里手机淘宝团队基于rem的适配框架（这个框架除了动态修改rem，还解决了真 1 像素边框的问题），然后介绍了基于更普适的vw单位实现适配。最后简单介绍了自动实现px到vw单位转换的插件 postcss-px-to-viewport 的配置。

看到这里，读者可能会不由自主地猜测这个系列第三篇的主题是什么？是讨论 H5 如何使用手机或宿主 App 赋予它的特殊能力吗？我也不知道。因为也有可能会跟大家分享多版本下的 H5 部署与运维策略。当然，还有可能会写一写基于某个脚手架快速从头搭建一个 H5 项目以及实现前端工程化。总之，未来有多种可能。其实我也想知道大家都想看哪个主题？如果你有想法，那欢迎留言吧。