了解真實(shí)的『REM』手機(jī)屏幕適配
rem 作為一個(gè)低調(diào)的長度單位，由于手機(jī)端網(wǎng)頁的興起，在屏幕適配中得到重用。使用 rem 前端開發(fā)者可以很方便的在各種屏幕尺寸下，通過等比縮放的方式達(dá)到設(shè)計(jì)圖要求的效果。
rem 的官方定義『The font size of the root element.』，即以根節(jié)點(diǎn)的字體大小作為基準(zhǔn)值進(jìn)行長度計(jì)算。一般認(rèn)為網(wǎng)頁中的根節(jié)點(diǎn)是 html 元素，所以采用的方式也是通過設(shè)置 html 元素的 font-size 來做屏幕適配，但實(shí)際情況真有這么簡單嗎?
首先我們來看看使用 rem 實(shí)現(xiàn)手機(jī)屏幕適配的常用方案。
以設(shè)計(jì)稿的寬度為640px，即：designWidth = 640，同時(shí)設(shè)定在640px屏寬下 1rem=100px ，即：rem2px = 100。
設(shè)置 1rem=100px 的優(yōu)點(diǎn)不言而喻。前端開發(fā)者在切圖、重構(gòu)頁面的時(shí)候，通過直接位移小數(shù)點(diǎn)的方式，就可以將UI圖中測量到的 px 值換算成對(duì)應(yīng)的 rem 值，方便快捷。
此外，在 head 中我們還設(shè)置了：<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, minimum-scale=1.0, maximum-scale=1.0" />
viewport 的作用很重要，但不是本文的重點(diǎn)所以不展開，有興趣的同學(xué)可以自行搜索。
先來看看具體方案：
下面四個(gè)方案來自同事共享，原理都是采用等比縮放的方式 —— 獲得目標(biāo)屏幕寬度和設(shè)計(jì)稿寬度的比，作為 rem 的基值(縮放系數(shù))，設(shè)置為html標(biāo)簽的字體大小。不同的只是在于性能取舍和書寫習(xí)慣。
方案1
- @media screen and (min-width: 320px) {html{font-size:50px;}}
- @media screen and (min-width: 360px) {html{font-size:56.25px;}}
- @media screen and (min-width: 375px) {html{font-size:58.59375px;}}
- @media screen and (min-width: 400px) {html{font-size:62.5px;}}
- @media screen and (min-width: 414px) {html{font-size:64.6875px;}}
- @media screen and (min-width: 440px) {html{font-size:68.75px;}}
- @media screen and (min-width: 480px) {html{font-size:75px;}}
- @media screen and (min-width: 520px) {html{font-size:81.25px;}}
- @media screen and (min-width: 560px) {html{font-size:87.5px;}}
- @media screen and (min-width: 600px) {html{font-size:93.75px;}}
- @media screen and (min-width: 640px) {html{font-size:100px;}}
- @media screen and (min-width: 680px) {html{font-size:106.25px;}}
- @media screen and (min-width: 720px) {html{font-size:112.5px;}}
- @media screen and (min-width: 760px) {html{font-size:118.75px;}}
- @media screen and (min-width: 800px) {html{font-size:125px;}}
- @media screen and (min-width: 960px) {html{font-size:150px;}}
方案2
- @media screen and (min-width: 320px) {html{font-size:312.5%;}}
- @media screen and (min-width: 360px) {html{font-size:351.5625%;}}
- @media screen and (min-width: 375px) {html{font-size:366.211%;}}
- @media screen and (min-width: 400px) {html{font-size:390.625%;}}
- @media screen and (min-width: 414px) {html{font-size:404.2969%;}}
- @media screen and (min-width: 440px) {html{font-size:429.6875%;}}
- @media screen and (min-width: 480px) {html{font-size:468.75%;}}
- @media screen and (min-width: 520px) {html{font-size:507.8125%;}}
- @media screen and (min-width: 560px) {html{font-size:546.875%;}}
- @media screen and (min-width: 600px) {html{font-size:585.9375%;}}
- @media screen and (min-width: 640px) {html{font-size:625%;}}
- @media screen and (min-width: 680px) {html{font-size:664.0625%;}}
- @media screen and (min-width: 720px) {html{font-size:703.125%;}}
- @media screen and (min-width: 760px) {html{font-size:742.1875%;}}
- @media screen and (min-width: 800px) {html{font-size:781.25%;}}
- @media screen and (min-width: 960px) {html{font-size:937.5%;}}
方案3
- var designWidth = 640, rem2px = 100;
- document.documentElement.style.fontSize =
- ((window.innerWidth / designWidth) * rem2px) + 'px';
方案4
- var designWidth = 640, rem2px = 100;
- document.documentElement.style.fontSize =
- ((((window.innerWidth / designWidth) * rem2px) / 16) * 100) + '%';
為了更避免理解上的混亂，我在上面js的代碼中加了 ( ) ，實(shí)際代碼中是不需要的。
詳細(xì)分析一下，rem 和 px 直接的轉(zhuǎn)換公式可以寫為：
- 1rem = 1 * htmlFontSize
htmlFontSize 為 html 元素的字體大小。
首先來看方案1中，在屏寬為640px情況下的設(shè)置：
- @media screen and (min-width: 640px) {html{font-size:100px;}}
可以很明顯的表現(xiàn)出這一點(diǎn) 1rem = 1 * 100px ，同我們最初的設(shè)定。那么我們要得到其它屏幕大小的 htmlFontSize 值要怎么辦。很簡單如方案3，因?yàn)槲覀兊牟捎玫缺瓤s放的方式適配，所以計(jì)算目標(biāo)屏幕寬度和設(shè)計(jì)稿的寬度的比即可：
- window.innerWidth / designWidth * rem2px + 'px'
由于瀏覽器默認(rèn)字體大小為 16px，所以當(dāng)我們使用百分比作為根節(jié)點(diǎn) html 的字體大小時(shí)，即html元素的font-size值設(shè)置為一個(gè)百分比值，rem 的計(jì)算方式就會(huì)改為：
- defaultFontSize = 16px
- 1rem = 1 * htmlFontSize * defaultFontSize
如方案2中，在屏寬為640px情況下的設(shè)置：
- @media screen and (min-width: 640px) {html{font-size:625%;}}
應(yīng)用上面的公式：
- 1rem = 1 * 625% * 16px
其中：625% * 16 = 6.25 * 16 = 100
所以：1rem = 1 * 100px
同樣的可以得到所有屏幕大小下，html 的 font-size 值的計(jì)算公式，即為方案4：
- window.innerWidth / designWidth * rem2px / 16 * 100 + '%'
通過方案3和方案4的公式，就可以很方便的生成方案1和方案2中的css。
這里只給出了方案3和方案4對(duì)應(yīng)驗(yàn)證頁面(方案1和方案2是它們的變形): scheme3.html(http://htmlpreview.github.io/?https://github.com/hbxeagle/rem/blob/master/scheme3.html), scheme4.html(http://htmlpreview.github.io/?https://github.com/hbxeagle/rem/blob/master/scheme4.html)
如下面兩張圖，是在屏寬為360px下的效果，通過計(jì)算目標(biāo)為：1rem = 56.25px。方案3設(shè)置值為：56.25px，方案4設(shè)置值為：351.5625%
到目前為止貌似很***的解決了問題，實(shí)際情況當(dāng)然是出現(xiàn)了意外。在有些 Android 手機(jī)上，瀏覽器或 webview 的默認(rèn)字體是隨著系統(tǒng)設(shè)置的字體改變的。這樣就會(huì)導(dǎo)致默認(rèn)字體大于或小于 16px。
修改默認(rèn)字體大小后，我們?cè)倏捶桨?和方案4。
同樣在屏寬為360px下，我們調(diào)大系統(tǒng)字體大小，如下面的效果
設(shè)置前 html 元素的字體大小的計(jì)算值為 18px ，設(shè)置后的計(jì)算值為 65px ，由于屏幕寬度沒有改變，我們的目標(biāo)值，即我們?cè)?html 元素上設(shè)置的 font-size 值也沒有變化任然為 56.25px，而最終計(jì)算值出現(xiàn)了偏差。
分析偏差前，先來看在360px屏寬下，方案3和方案4的計(jì)算過程：
方案3：
- document.documentElement.style.fontSize = 56.25px
- htmlFontSize = 56.25px
- 1rem = 1 * htmlFontSize = 56.25px
實(shí)際為：
1rem = 64.6875px
方案4：
- document.documentElement.style.fontSize = 351.5625%
- htmlFontSize = 351.5625%
- defaultFontSize = 18px
- 1rem = 1 * htmlFontSize * defaultFontSize = 351.5625% * 18px = 63.28125px
- 351.5625% * 18 = 63.28125
實(shí)際為：
1rem = 64.6875px
貌似方案4的計(jì)算結(jié)果很接近實(shí)際效果，而方案3偏差很大。再來比較方案3和方案4的計(jì)算公式：
- // 方案3
- document.documentElement.style.fontSize =
- window.innerWidth / designWidth * rem2px + 'px';
- // 方案4
- document.documentElement.style.fontSize =
- window.innerWidth / designWidth * rem2px / 16 * 100 + '%';
方案4較于方案3其實(shí)多除了一個(gè)16，可以推測瀏覽器在計(jì)算 rem 的具體值時(shí)，如果 html 設(shè)置的 font-size 為 px 值時(shí)會(huì)先除以 16 ，然后再乘以 htmlFontSize。
- 1rem = 1 * (56.25px / 16) * 18
- 1 * (56.25 / 16) * 18 = 63.28125
方案4存在問題，是因?yàn)橄到y(tǒng)的默認(rèn)字體改為了 18px ，但是我們?cè)谟?jì)算百分比是時(shí)候，還是以 16px 為基準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算，所以出現(xiàn)偏差(計(jì)算值和實(shí)際值之間還有一點(diǎn)偏差這個(gè)在后面會(huì)提到)。
而在方案3中，我們其實(shí)是不考慮瀏覽器默認(rèn)字體大小的，但在實(shí)際使用的過程中，瀏覽器還是除了 16 ，而此時(shí)默認(rèn)字體大小為 18px。得出如下在 html 的 fontSize 設(shè)置為 px 的情況下 rem 的計(jì)算公式為：
- 1rem = 1 * (htmlFontSize / 16) * defaultFontSize
在系統(tǒng)設(shè)置的字體大小發(fā)生改變時(shí)，defaultFontSize 會(huì)跟著改變，而 16 不會(huì)變化。所以方案3雖然表面上不考慮默認(rèn)字體大小的變化，只關(guān)注屏幕與設(shè)計(jì)稿之間的寬度比，但在實(shí)際計(jì)算中還是使用到了默認(rèn)字體大小，而且還有一個(gè)不變的 16 在作祟，導(dǎo)致方案3失敗。
所謂的「root element」其實(shí)不是想象的那樣，一個(gè)是16，一個(gè)是18，到底取的是那個(gè) root element 的字體大小。
ok，rem 的計(jì)算的時(shí)候，px 的方式會(huì)有一個(gè)16不隨系統(tǒng)字體大小改變，所以我們采用百分比的方案，繞開這個(gè)問題。
采用百分比的方案4因?yàn)樵谟?jì)算時(shí)寫死了默認(rèn)字體大小 16px。所以它的偏差在于沒能動(dòng)態(tài)的獲取默認(rèn)字體大小。更新如下：
方案4.1
- var designWidth = 640, rem2px = 100;
- var h = document.getElementsByTagName('html')[0];
- var htmlFontSize = parseFloat(window.getComputedStyle(h, null)
- .getPropertyValue('font-size'));
- document.documentElement.style.fontSize =
- window.innerWidth / designWidth * rem2px / htmlFontSize * 100 + '%';
效果如下圖：
16px 的圖中，設(shè)置后的 html 的 font-size 與 1rem 的實(shí)際值有偏差，同時(shí) 6.4rem 的計(jì)算值也有偏差。通過查看代碼發(fā)現(xiàn)html的font-size使用的是： getPropertyValue('font-size') 而 1rem 使用的是getPropertyValue('width')，偏差出在計(jì)算 font-size 的時(shí)候?yàn)g覽器進(jìn)行了四舍五入。rem 定義中的另一個(gè)元素「font size」也不能按字面意思使用，宣告失守。
18px 中的偏差，以及上文中方案4在 18px 實(shí)際值和計(jì)算值出現(xiàn)的偏差都是同樣的問題。所以基準(zhǔn)值還需要修改。
在更新一版，方案4.2：
- var designWidth = 640, rem2px = 100;
- var d = window.document.createElement('div');
- d.style.width = '1rem';
- d.style.display = "none";
- var head = window.document.getElementsByTagName('head')[0];
- head.appendChild(d);
- var defaultFontSize = parseFloat(window.getComputedStyle(d, null).getPropertyValue('width'));
- d.remove();
- document.documentElement.style.fontSize =
- window.innerWidth / designWidth * rem2px / defaultFontSize * 100 + '%';
效果如下圖：
到此為止，rem 在默認(rèn)字體不是 16px 的情況下的處理已經(jīng)解決，考慮到還有設(shè)計(jì)屏幕旋轉(zhuǎn)，最終手機(jī)端的解決方案為：
- function adapt(designWidth, rem2px){
- var d = window.document.createElement('div');
- d.style.width = '1rem';
- d.style.display = "none";
- var head = window.document.getElementsByTagName('head')[0];
- head.appendChild(d);
- var defaultFontSize = parseFloat(window.getComputedStyle(d, null).getPropertyValue('width'));
- d.remove();
- document.documentElement.style.fontSize = window.innerWidth / designWidth * rem2px / defaultFontSize * 100 + '%';
- var st = document.createElement('style');
- var portrait = "@media screen and (min-width: "+window.innerWidth+"px) {html{font-size:"+ ((window.innerWidth/(designWidth/rem2px)/defaultFontSize)*100) +"%;}}";
- var landscape = "@media screen and (min-width: "+window.innerHeight+"px) {html{font-size:"+ ((window.innerHeight/(designWidth/rem2px)/defaultFontSize)*100) +"%;}}"
- st.innerHTML = portrait + landscape;
- head.appendChild(st);
- return defaultFontSize
- };
- var defaultFontSize = adapt(640, 100);
回過頭來再看 rem 的定義，『The font size of the root element.』。我們以為的 root element —— html 其實(shí)還有個(gè)影子在作祟，而我們以為的 font-size 其實(shí)是個(gè)近似值。
