【译】走向Retina Web

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在深入细节之前,有必要先明确一些关键性概念。

Device Pixels(设备像素)

device-pixels

一个设备像素(或者称为物理像素)是显示器上最小的物理显示单元。在操作系统的调度下,每一个设备像素都有自己的颜色值和亮度值。

Screen density(屏幕密度)

屏幕密度指的是单位面积里物理像素的数量,通常以PPI(pixels per inch)为单位。苹果公司为它的双倍屏幕密度的显示器(double-density displays)创造了一个新词“Retina”,声称在正常的观看距离下,人眼无法在Retina显示器上分辨出单独的像素。

CSS Pixels

css-pixels

CSS pixel是浏览器使用的抽象单位,用来精确的、统一的绘制网页内容。通常,CSS pixels被称为与设备无关的像素(DIPs,device-independent pixels)。在标准密度显示器(standard-density displays)上,1 CSS pixel对应一个物理像素。

<div height="200" width="300"></div>

在标准密度显示器上,上面的div会占据200 * 300 个物理像素。而在Retina显示器上,为了保持相同的物理大小,上面的div需要用400 * 600 个物理像素来渲染,如下图:

css-device-pixels

物理像素与CSS pixel 的比率可以通过媒体查询的device-pixel-ratio来检测(device-pixel-ratio兼容性)。也可以通过javascript的window.devicePixelRatio来获取该比率。

Bitmap Pixels(位图像素)

bitmap-pixels

一个位图像素是栅格图像(也就是位图,png、jpg、gif等等)最小的数据单元。每一个位图像素都包含着该如何显示自己的信息,例如显示位置、颜色值等。一些图片格式还包含额外的数据,例如透明度。

除了自身的分辨率外,图片在网页上还有一个抽象的尺寸,通过CSS pixels来定义。浏览器在渲染的过程中,会根据图片的CSS高度和宽度来压缩或是拉伸图片。

当一个位图以原尺寸展示在标准密度显示器上时,一位图像素对应一个物理像素,就是无失真显示。而在Retina显示器上,为了保证同样的物理尺寸,需要用四倍的像素来展示,但由于单个位图像素已经无法再进一步分割,只能就近取色,导致图片变虚。

css-device-bitmap-pixels

解决方案

下面的每一种方案都是权衡性能、实现难度、跨浏览器兼容性等之后的结果。你需要根据实际情况进行选择。

方案一:通过HTML 和 CSS 控制大小

最直接的方式就是通过CSS或者HTML将图片尺寸减半。例如,要提供一个200 * 300像素的图片(这里指的是CSS pixels),你需要上传一张尺寸为400 * 600像素的图片到服务器,然后通过CSS属性或者HTML属性将其缩小50%。在标准密度显示器上,显示结果就是一张只有原图像素总数四分之一的图片,这个过程通常被称为downsampling。

downsampling

而在Retina显示器上,将会用四倍的物理像素数来渲染同一张图片,这样每一个物理像素就对应一个位图像素,从而图片的每一个像素都得到展现。

html-sizing

通过下面几种技术可以实现上面的解决方案:

通过HTML

最简单的方式就是使用img标签的widthheight属性:

<img src="example@2x.png" width="200" height="300" />

需要说明:虽然指定图片高度是可选的,但是声明高度的好处是,浏览器会在图片加载之前预留出相应的位置,这就避免了图片加载完成后页面布局发生变化。

通过javascript

利用jQuery,可以这样写:

$(window).load(function() {
  var images = $('img');
    images.each(function(i) {
      $(this).width($(this).width() / 2);
    });
});

通过CSS(SCSS)

如果你想把有关样式的代码都放到css里的话,那么最常见的方法就是使用HTML元素的背景替换img标签,然后指定background-size属性。你可以明确指定背景图片的宽度和高度,或者是在指定了HTML元素的宽高的前提下使用background-size: contain。需要注意的是IE7、8不支持background-size

.image {
  background-image: url(example@2x.png);
  background-size: 200px 300px;
  /* 或者是用 background-size: contain; */
  height: 300px;
  width: 200px;
}

还可以通过:before或者:after伪元素来实现:

.image-container:before {
  background-image: url(example@2x.png);
  background-size: 200px 300px;
  content:'';
  display: block;
  height: 300px;
  width: 200px;
}

该技术对CSS sprite同样适用,因为background-position指定的值是相对于CSS 大小的(在这里就是 200px * 300px):

.icon {
  background-image: url(example@2x.png);
  background-size: 200px 300px;
  height: 25px;
  width: 25px;
  &.trash {
    background-position: 25px 0;
  }
  &.edit {
    background-position: 25px 25px;
  }
}

方案一的优势:

  • 容易实现
  • 跨浏览器兼容

方案一的不足:

  • 非Retina设备需要下载Retina资源
  • 在标准密度屏幕上Downsampled的图片可能会丢失一些锐利度
  • IE7、8不支持background-size

方案二:查询像素密度

应对Retina最流行的方式应该就是通过查询像素密度,然后针对不同密度提供不同的资源。该方案可以用CSS或javascript来实现。

通过CSS媒体查询

大多数浏览器都以私有前缀实现了device-pixel-ratio,以及它的俩兄弟min-device-pixel-ratiomax-device-pixel-ratio。媒体查询再结合background-image

.icon {
  background-image: url(example.png);
  background-size: 200px 300px;
  height: 300px;
  width: 200px;
}

@media only screen and (-Webkit-min-device-pixel-ratio: 1.5),
only screen and (-moz-min-device-pixel-ratio: 1.5),
only screen and (-o-min-device-pixel-ratio: 3/2),
only screen and (min-device-pixel-ratio: 1.5) {
  .icon {
    background-image: url(example@2x.png);
  }
}

这里使用的比率是1.5而不是2,这样该媒体查询还可以覆盖一些非苹果设备。

CSS媒体查询优势:

  • 设备只需下载相匹配的资源
  • 跨浏览器兼容
  • 像素级精确控制

CSS媒体查询不足:

  • 代码冗长,尤其是大网站
  • 把应该由img标签展示的图片转化为背景图片属于语义错误。

通过javascript

像素密度可以通过javascript的window.devicePixelRatio来查询(注意:不是所有浏览器都支持devicePixelRatio)。一旦检测到高密度显示器,你就可以用高质量图片替换普通图片:

$(document).ready(function(){
  if (window.devicePixelRatio > 1) {
    var lowresImages = $('img');
    images.each(function(i) {
      var lowres = $(this).attr('src');
      var highres = lowres.replace(".", "@2x.");
      $(this).attr('src', highres);
    });
  }
});

Retina.js是一个js插件,原理类似,但是有一些额外功能,例如:忽略外部图片等等。

通过javascript查询的优势:

  • 容易实现
  • 非Retina设备无需下载大尺寸图片
  • 像素级精确控制

通过javascript查询的不足:

  • Retina设备不得不下载标准图片和高质量图片
  • 图片替换的过程会被用户看到
  • 有一些浏览器不支持(例如IE和火狐)

方案三:SVG(Scalable Vector Graphics)

由于位图本身固有的性质,不可能无限制的缩放。而恰恰这是矢量图的优势所在。

浏览器对svg的兼容程度

使用svg资源最直接的方式就是通过img标签或者CSS background-image 或者content:url()

<img src="example.svg" width="200" height="300" />

或是通过CSS:

/* 使用 background-image */
.image {
  background-image: url(example.svg);
  background-size: 200px 300px;
  height: 200px;
  width: 300px;
}

/* 使用 content:url() */
.image-container:before {
  content: url(example.svg);
  /* width 和 height 对 content:url() 不起作用 */
}

使用svg不仅可以节约宝贵的带宽资源,还可以使你的图片资源更容易维护。

如果你需要支持IE7、8或是Android 2.x,那么你还需要一个fallback 方案:用对应的PNG资源替换SVG图片。通过Modernizr 来做,很简单:

.image {
  background-image: url(example.png);
  background-size: 200px 300px;
}
.svg {
  .image {
    background-image: url(example.svg);
  }
}

也可以通过html实现类似的fallback方案:给img标签添加自定义data属性:

<img src="example.svg" data-png-fallback="example.png" />

然后,剩下的就交给jQuery和Modernizr

$(document).ready(function(){
  if(!Modernizr.svg) {
    var images = $('img[data-png-fallback]');
    images.each(function(i) {
      $(this).attr('src', $(this).data('png-fallback'));
    });
  }
});

通过html实现的fallback方案缺点就是:不支持svg的浏览器也会下载svg资源。

方案三的优势:

  • 所有设备用同一套资源
  • 容易维护
  • 应对未来的变化:可以无限缩放

方案三的不足:

  • 由于anti-aliasing,所以不能精确到像素
  • 不适合复杂的的图像,因为图片体积会非常大
  • IE7、8以及早期android没有原生支持svg

方案四:Icon Fonts

icon-fonts

Twitter的 bootstrap使Icon Fonts 更加的流行,该技术是通过@font-face引入基于icon的字体来代替位图icon,这样icon就不再受分辨率影响。用纯色icon代替字母的web Fonts,可以用CSS来调整样式,就像网页里其它文本一样。

你可以通过Fontello, Font BuilderInkscape来制作自己的font。

网页中使用icon fonts 最常见的方式是给特定的HTML元素(通常是<span><i>)赋予.icon.glyph class,然后使用icon对应的字符作为内容:

<span class="icon">a</span>

通过@font-face引入了自定义font后,用下面的方式使用:

.icon {
  font-family: 'My Icon Font';
}

另一种方式是使用:before伪元素和content属性,每个icon对应一个class:

<span class="glyph-heart"></span>

CSS:

[class^="glyph-"]:before {
  font-family: 'My Icon Font';
}
.glyph-heart:before {
  content: 'h';
}

方案四的优势:

  • 应对未来的变化:可以无限制缩放
  • 跨浏览器
  • 比图片资源更灵活:可以用在placeholder文本里以及其他form元素中

方案四的不足:

  • 由于anti-aliasing,所以不能精确到像素
  • 比较难维护:修改一个icon就需要重新生成整个font
  • 依赖语义错误的标签(除非是用:before:after伪元素)

Favicons

Favicons也获得了它应有的关注度,越来越多的应用于浏览器之外,用作网站或应用的图标。 要想适配Retina,需要导出两版.ico文件,16 * 16像素 和 32 * 32像素。

一睹未来

除了上面提到的几种技术,还有一些技术值得关注:

  • -Webkit-image-set用来提供多版本背景图

    例如:

    .image {
      background-image: -Webkit-image-set(url(example.png) 1x, url(example@2x.png) 2x);
      background-size: 200px 300px;
    }
    
  • Picturefill是一个html+js解决方案,大量使用data属性和媒体查询,来给不同的媒体上下文提供不同的图片。

    例如:

    <div data-picture>
        <div data-src="example.png"></div>
        <div data-src="example@2x.png" data-media="(min-device-pixel-ratio: 1.5)"></div>
    <!-- Fallback content for non-JS browsers -->
    <noscript>
        <img src="example.png" >
    </noscript>
    </div>
    

原文地址:http://www.smashingmagazine.com/2012/08/20/towards-retina-web/

来自前端乱炖:http://www.html-js.com/article/The-front-end-of-the-porter

原文链接:(http://caibaojian.com/towards-retina-web.html)
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