【译】走向Retina Web

原文链接： 【译】走向Retina Web

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)

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 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：

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）

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。

##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。

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。

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width和height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-ratio 和 max-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

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 Builder 和Inkscape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>或<i>)赋予.icon 或.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 或: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/

ps:虽然原文发表于2012/08/20，但对于不知该如何应对Retina的前端来说，信息量还是非常大的。