手淘启动页全面屏和虚拟键适配

背景

华为对新发布的机器进行适配测试，发现手淘存在全面屏适配问题，随后还附了个3页的文档，文档比较粗泛的描述了一下不适配将会存在的问题，适配可以采取的措施，以及Google开发者文档。简单来说，因为全面屏长宽比大于16：9的标准屏，如果不做全面屏适配，会出现上下方黑边，对于全屏设置背景的图片，可能出现上下拉伸效果，体现到手淘上是这样的：

随后google了一下全面屏适配，果然发现其他厂商也有同样的问题，比如小米全面屏适配文档，就点名了今日头条的黑边：

和手机淘宝的拉伸：

随后贴出了完美适配过的王者荣耀：

打脸啪啪啪啊，再一看适配文档日期，居然这个问题存在了大半年，不禁为用户捏了把汗。。。
再来看下某东的闪屏页，中规中矩，没这个毛病：

淘宝好歹也是大厂，首屏就输给了某东，这个我服~~~~

开始适配

既然问题存在，那就开干吧，按照华为文档的说法是：

也就是说，只要在application全局添加android.max_aspect属性即可，so eazy！但随后打开主工程的AndroidManifest.xml，看到android.max_aspect已经存在，时间是2017-06-01。确认了一下google 开发者文档，targetSdkVersion=23是Ok的，也就是说之前做过全面屏适配，只是启动页被忽视掉了。那对于启动页这种纯图片背景的怎么适配呢？在文档中看到这么一句话：

再看一下启动页的代码实现，本质上是定义了一个Theme.Welcome，然后将Theme.Welcome设置到Application，这样就实现了图片打底的特效，研究了一番Theme的适配属性，发现不存在类似于CENTER_CROP效果的（组合）属性。那既然使用ImageView承接可以实现，何不将启动页改造成ImageView来实现闪屏的效果呢？说干就干，写了一个很简单的Demo，设置好ImageView的属性，如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" standalone="no"?>
<FrameLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:id="@+id/aab"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:contextClickable="true">

    <ImageView
        android:id="@+id/image_background"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:scaleType="centerCrop"
        android:src="@drawable/taobao_launch_origin"/>
</FrameLayout>

显示效果：

整体看起来这个效果比拉伸和黑边好多了，但是仔细看下启动过程，点击icon之后会先白一下，随后才看到欢迎页，而这种启动白屏会带给用户启动的迟钝感：

研究了一下，发现启动的之所以会出现白屏和黑屏，原因是系统Launcher启动淘宝第一个Activity过程中会有个耗时，而此时设置的主题是纯色的系统主题，并没有有效可见的画面，而这个白屏和黑屏的时长，会随着应用Application的耗时变化而变化。市面上有不少的App依然采用的这种方案，比如我们熟知的某乎，启动也是白屏一段时间。

动画里的白屏时间是Demo展示的，实际上手淘由于Application较重，加上有外链回流等各种情况，用户感知的白屏时间会更长。到这里，基本上宣告ImageView填充的方式失败，也可以跟华为的适配文档说拜拜了。

重整方案

既然ImageView的方案不可行，那就重新探索一份方案吧，调研了一下适配全面屏和虚拟键的闪屏方案，发现可以有下面三种方式：
（1）使用多套图适配不同尺寸手机。利用安卓自动资源匹配的优势，给不同屏幕提供不同比例图片，对应的三星S8应该提供一套drawable-long的启动图。
（2）使用layer-list自定义drawable + Theme 来动态布局的形式。如果将淘宝启动页画面切割为上下两个区域，这种形式可以实现淘宝首屏素材的动态布局，一个居中，一个靠下，利用自定义drawable自动适配的特性，就能适配到大部分机型。
（3）使用.9 drawable + Theme的形式来定义启动界面。.9 负责实现画面的填充。
第一种方案首先毙掉，作为一个体量这么大的App，为了适配首屏加这么多图片，包大小管不住了要，架构组的KPI保不住了要，而且这样做无非是增大了UED同学的切图工作量，是一条最简单的路，但效果却不是最优。
说说第二种方案，在网上看到这个方案的时候，作者用youtube app举例，中间一个小icon，底图是Google 的logo，灰色背景上面一个播放icon，清新而脱俗，视觉效果也不错（详细文章链接），见下图：

不过我们仔细看下淘宝的启动页，最下面是“阿里云提供云计算”，中间是淘宝的Logo抽象出来的小盒子，主体部分是从小盒子里面“腾飞”出来的五彩斑斓的物品，一张图解释了什么叫万能的淘宝。回到手淘的情况，我把启动图片分成两段，上部分居中，下部分靠下，结果整体去看“万能的淘宝”，发现整个上部分是空白，而下部分在小屏手机上会交错到一块，总之两部分画面的协调不是很好。如果要继续做的话，恐怕是需要UED同学重新设计首屏画风了。
第三种方案基本思想是使用一张图适配所有的机型。最后的效果实现，其实是利用了安卓Bitmap的预缩放 + .9的填充，具体做法是，提供一张合适大小的.9 图片，放置到合适density的目录，然后在.9图片标注好合适的安全区域跟可填充区域。下面来探索下上面提到的三个“合适”。

适配探索

Android的“碎片化”是业界皆知的，所谓的碎片化就是指因为Android开放的特性，导致各个厂商定制了不同版本的Rom，定制了不同版本的屏幕尺寸。所以相对于iOS应用开发者，Android应用开发者在适配问题上耗费的精力会更多一些。不过Android在设计之初就考虑到了这个问题，并且方案在不断完善中，我们需要做的就是了解其中原理，并选择合适的方案和充分的测试去保证适配的成功。

（1）选择合适尺寸的图片

首先我这边拿到的原图是一张720px * 1280px的png图片，我们在建立项目的时候，一般会有下面几组drawable文件夹：drawable, drawable-hdpi, drawable-xhdpi, drawable-xxhdpi, drawable-xxxhdpi，有时候我们为了适配特殊情况，可能还会加入drawable-long, drawable-nodpi，那这么多文件夹，图片应该放到哪个呢？我们来看看Google的全屏幕适配标准：

PS：这里Google开发者文档里面的dpi的概念实际上是ppi的误用，可以参考：ppi-vs-dpi-whats-the-difference 。关于 dpi, ppi, px, dp, dip, sp 的概念，建议大家参考这篇文章：http://www.jianshu.com/p/913943d25829
这里我们看到Google会建议不同dpi/ppi区间的资源文件放置到对应的目录，但图片只有px属性，需要换算。这里我们假设目标机器也是1280 * 720，以HTC One X 为例，斜对角尺寸是4.7 inch，那么PPI就是：

312ppi再对应上面的屏幕适配标准，应该放到xhdpi里面。这里为什么要以真机举例呢，这是因为纯图片尺寸只有像素的概念，单纯给定一张图片，说他的dpi是多少，该放哪个文件夹是没办法决断的，所以给定一张图我们决定要放置到哪个目录，一般会取市面上同分辨率的有代表性的机器，计算出对应的dpi再决定。或者做的更好的是，我们可以有一份市面上主流机型的分辨率，PPI参数汇总，然后决定出什么样的图，放置到哪个目录。这样的话，我们在所有机型上面图片的整体缩放性能开销表现最佳。为什么这么说，这是因为Android手机在使用drawable创建bitmap的时候，会有个“选择合适图片”的逻辑，首先它会获取设备本身固有的PPI参数，比如HTC One X是312 ppi，那么首先会从xhdpi的文件夹中寻找，如果找到这张图片并且发现分辨率跟设备一致，就不会对图片进行放缩，直接用这张图片覆盖屏幕，而如果没有找到，就会接着从高dpi的文件夹寻找（xxhdpi, xxxhdpi），再找不到就会从nodpi寻找，其次是hdpi -> mdpi -> ldpi。如果寻找的不是对应dpi目录的图片，会对图片进行一次放缩，放缩的scale = 设备自身density / 资源目录density，这样高分辨率的图放到低dpi的目录，会导致bitmap内存占用的增加，参考：你的Bitmap到底占用多大内存。而从高dpi的目录找到一张低dpi的图片，又会导致图片被压缩，在不带其他参数的情况下，会导致图片填不满目标区域。

（2）9-Patch的适配

那现在回到适配三星S8的事情上来，三星S8的分辨率是2960x1440（18.5：9），斜对角尺寸是5.8 inch，那么对应的ppi应该是567.5 ~= 568ppi，跟官方计算出来的参数一致，假设现在市面上80%都是三星S8手机，我们应该设计一张2960x1440的图片，放置到xxxhdpi目录下，这样子可以减少额外的图片放缩。但目前市面上大部分手机还都是16：9的屏，所以现在比较好的做法是采用16：9的图去适配三星18.5：9的屏幕。好了，到这里我们文件夹目录是放对了，如下定义一个主题：

<style name="AppTheme.Splash" parent="@style/Theme.AppCompat.Light.NoActionBar">
    <item name="android:windowFullscreen">true</item>
    <item name="android:windowBackground">@drawable/taobao_launch</item>
</style>

将定义好的Theme在Application或者Welcome页面应用，我们会发现图片被放大，且上下拉伸：

好了，我们分析下图片的拉伸过程。图片本身是1280 x 720，放到xhdpi，对应资源density是320（density的定义可以查看Android系统源码：BitmapFactory），目标设备是2960 x 1440，设备是568ppi，对应的density是640，当三星S8找到这张图的时候，会进行scale = 640 / 320 = 2 的放缩，这样放缩后的bitmap是2560 x 1440，也就是说宽刚好覆盖，但高小于2960。这个时候当系统加载这张图片作为windowBackground的时候，发现纵向无法满足会进行自适应拉伸，也就是出现了纵向拉伸的效果。所以为了避免高度不够的情况下出现纵向拉伸，需要定义.9来纵向填充，而不是简单地使用match_parent。

（3）探索合适的可拉伸区域

9-patch是Android支持的一种可伸缩的图片格式，格式跟png是兼容的，基本做法是在上下左右各增加1px的边框，左边和上边定义了可伸缩区域，右边下边定义了内容可覆盖区域（更多可以查看：draw-nine-patch）。为了支持最基本的适配，我们可以在背景图空白区域的上方和左方各打几个点，允许图片拉伸适配，如下图的箭头：

写个demo拿到三星S8上面适配运行一下，内容区域已经不再拉伸了，整体效果也不错：

到这里三星S8 为代表的全面屏适配应该没问题了，为了保险起见，从组内搜刮了其他同学的几台设备一个个测试，但是到Nexus 5的时候，发现下面奇怪的一幕：

哥们，你这脚踩三个透明的虚拟按键，用户就看不出来你被遮挡了吗？
查了一下Nexus 5的配置参数，这款手机分辨率1920x1080，445ppi，那么对应的targetDensity应该是480，而图片的density是320，也就是1280x720的图片放缩480/320=1.5倍，刚好是1920x1080，此时会铺满屏幕，这样虚拟键就刚好盖住了文字部分。那有没有其他的办法呢？继续琢磨了一下，发现Android在推出虚拟按键的时候，也提供了一个Api允许我们避开虚拟键区域，只需要在Theme里面定义属性android:windowDrawsSystemBarBackgrounds 为false。这样系统虚拟键弹出来的时候，我们可以只绘制虚拟键上方部分，而虚拟键收起来的时候，我们可以绘制全屏幕。真应了那什么什么门什么什么窗！又因为这是api level 21才引入的属性，所以我们需要建立一个values-v21的文件夹，同时在里面定义如下的Theme：

<style name="AppTheme.Splash" parent="@style/Theme.AppCompat.Light.NoActionBar">
    <item name="android:windowFullscreen">true</item>
    <item name="android:windowDrawsSystemBarBackgrounds">true</item>
    <item name="android:windowBackground">@drawable/taobao_launch</item>
</style>

效果如下：

乍一看好像没啥问题，可是我们再认真看下这张图，下面的阿里云文字貌似显示不全，图片也怀疑被压缩，我们再回忆一下刚才的Nexus参数，包含虚拟键的部分是16：9，但是如果不包含呢？嗯，所以这肯定是被纵向压缩和截断了。Ok，到这里我们解决了纵向横向拉伸，解决了虚拟键遮挡问题，那目前这个问题有没有办法？答案是有，现在是纵向区域过长，那如果我们有一个办法，在纵向区域过长压缩的时候，只压缩空白区域，问题是不是解决了？让我们在仔细的看一眼9-patch的文档：https://developer.android.com/studio/write/draw9patch.html

上面整句话的含义其实我们不用care，但是我们注意一个字眼“scale down”，也就是说Android不但支持小图适配大屏幕，还支持在图片超出之后，对指定的区域进行压缩。这样的话，我们把纵向的空白区域选多一些，那么当纵向高度超出的时候，空白区域会等比例压缩。说干就干，试一下下面这样（为了适配宽屏把横向区域空白也选上，注意看左和上的条状）：

再把做出来的这张素材，放到Nexus上面运行（虚拟键弹出），效果完美：

到这里，首页的全面屏和虚拟键适配自测都已经成功了，为了能够覆盖到Android各个尺寸，制定了这次适配测试的标准：
1）三星，小米，华为的长宽比大于16：9的全面屏手机
2）屏幕比小于16：9的安卓手机，比如三星的pad
3）用户机型占比Top 10 的手机
4）自定义Rom比较深的厂商，比如魅族，vivio，yunos
测试同学也是非常给力，创建了一个50款机型的适配测试任务，为了用户体验的极致，我们也算是尽心尽力了。