dp的定义原理和dpi,ppi,px,sp之间的区别-蒲公英云

扩展知识：
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：

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）和ppi（像素每英寸）。（PPI和DPI都是分辨率。PPI用于显示器，一个像素一个格子。DPI用于打印机，“每英寸墨点”）

- 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）。
- 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和dpi经常会出现混用现象。它们都是用来描述屏幕的属性。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 320\*240 (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：
![这里写图片描述][20150826183248820]
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：  
![这里写图片描述][20150826183305528]
## 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。
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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。  
**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：  
![这里写图片描述][20150826183358351]
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)][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 );
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## 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：  
![这里写图片描述][20150826183420610]
使用dp的效果
 *  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：  
    ![这里写图片描述][20150826183432677]
**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dp(即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)**
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**dp**： 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" />  
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**sp**： 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" />  
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**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：**
（density：n. 密度
手机a的density = 手机a的ppi/160）
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。
<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>限定符</th> 
   <th>说明</th> 
   <th>比例</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>ldpi</td> 
   <td>适用于低密度 (ldpi) 屏幕 (0dpi~120dpi) 的资源。</td> 
   <td>1dp=3/4px</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>mdpi</td> 
   <td>适用于中密度 (mdpi) 屏幕 (120dpi~160dpi) 的资源。（这是基线 密度。）</td> 
   <td>1dp = 1px</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>hdpi</td> 
   <td>适用于高密度 (hdpi) 屏幕 (160dpi~240dpi) 的资源。</td> 
   <td>1dp = 1.5px</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>xhdpi</td> 
   <td>适用于超高密度 (xhdpi) 屏幕 (240dpi~320dpi) 的资源。</td> 
   <td>1dp = 2px</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>xxhdpi</td> 
   <td>适用于超超高密度 (xxhdpi) 屏幕 (320dpi~480dpi) 的资源。</td> 
   <td>1dp = 3px</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>xxxhdpi</td> 
   <td>适用于超超超高密度 (xxxhdpi) 屏幕 (480dpi~640dpi) 的资源。</td> 
   <td>1dp = 4px</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>
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：
<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>手机类型</th> 
   <th align="left">屏幕对角线像素个数</th> 
   <th align="left">屏幕尺寸</th> 
   <th align="center">dpi</th> 
   <th align="left">160dp显示的像素个数</th> 
   <th align="left">160dp显示的英寸</th> 
   <th>160dp在屏幕对角线的占比</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>手机A</td> 
   <td align="left">480px</td> 
   <td align="left">3in</td> 
   <td align="center">160dpi</td> 
   <td align="left">160个</td> 
   <td align="left">1in</td> 
   <td>1/3</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>手机B</td> 
   <td align="left">640px</td> 
   <td align="left">2in</td> 
   <td align="center">320dpi</td> 
   <td align="left">320个</td> 
   <td align="left">1in</td> 
   <td>1/2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>手机C</td> 
   <td align="left">960px</td> 
   <td align="left">3in</td> 
   <td align="center">320dpi</td> 
   <td align="left">320个</td> 
   <td align="left">1in</td> 
   <td>1/3</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>
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][Link 3]
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);  
        }  
    }  
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参考：
[http://www.zhihu.com/question/33312136][http_www.zhihu.com_question_33312136]  
[http://www.zhihu.com/question/20697111][http_www.zhihu.com_question_20697111]