数据可视化-大屏适配

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一、认识大屏设备

1.1 拼接屏

  • 拼接屏:顾名思义就是很多屏幕按照一定拼接方式拼接而成。

    • 其实可以理解成是由很多电视(显示屏)拼接而成。

    • 常见的使用场景有指挥大厅、展厅、展会等等。

  • 拼接方式取决于使用场景的需求,如下例子:

    • 1920px * 1080px,即 1 * 1 个 显示屏(16 : 9)

    • 3840 * 2160(4k 屏 ),即 2 * 2 个显示屏(16 : 9)

    • 5760 * 3240,即 3 * 3 个显示屏(16 : 9)

    • 7680 * 3240,即 4 * 3 个显示屏(64 : 27)

    • 9600 * 3240,即 5 * 3 个显示屏(80 : 27)

    9600.png

1.2 LED屏

  • LED 也是现在大屏中常用的硬件,它是由若干单体屏幕模块组成的,它的像素点计算及拼接方式与拼接屏有很大区别

  • LED 可以看成是矩形点阵,具体拼接方式也会根据现场实际情况有所不同,拼接方式的不同直接影响到设计的尺寸规则。

  • LED 屏有很多规格,各规格计算方法相同。

    • 比如,我们用单体为 500 * 500 的作为标准计算,每个单体模块像素点横竖都为 128px

    • 如下图,横向 12 块竖向 6 块,横向像素为 12812=1536px,竖向 1286=768px。可以使用横竖总像素去设计。

    • 最终算出的屏幕尺寸:1536px * 768px

      image.png

二、设计稿尺寸设计

2.1 拼接屏

  • 大多数屏幕分辨率是 1920*1080。当然也会有一些大屏,比如6*3的拼接屏,横向分辨率为 6*1920=11520px。竖向分辨率为3*1080=3240px。设计可以按照横竖计算后的总和11520px * 3240px作为设计尺寸。

  • 这种尺寸过大的就不太适合按原尺寸设计,那怎么判断什么时候可以按照总和设计,什么时候最好不要按照总和设计。这有一个关键的节点 4K,超过 4K 后现有硬件会产生很多问题,例如:卡顿,GPU 压力过大,高负荷运行等等。

  • 正常设计建议最好是保持在 4K,由于硬件问题,所以现在大家采用的都是输出 4K 及以下,既保证流畅度又能在视觉上清晰阅读。

  • 所以设计时也要保持同样的规则:保持大屏的比例等比缩放

  • 注:最好是按照硬件的输出分辨率设计(关键),因为按照输出分辨率设计,一定不会出错

  • 比如

    • 1920px * 1080px( 1*1),设计稿尺寸 :1920px * 1080px

    • 3840 * 2160(2*2 4k 屏),设计稿尺寸 : 3840 * 2160

    • 5760 * 3240(3*3),设计稿尺寸 : 5760 * 3240

    • 7680 * 3240(4*3),设计稿尺寸 : ( 3840 * 1620 需要出 1倍图 和 2倍图, 7680 * 3240 )

    • 9600 * 3240(5*3),设计稿尺寸 : 比如:4800 * 1620,需要出 1倍图 和 2倍图

2.2 LED屏

  • 此处规则和上面的拼接屏一样,如果超过 4K 像素时可以等比缩放,建议尽量保持在 4k 及以下

  • 比如

    • 1536px * 768px,设计稿尺寸 : 1536px * 768px 。

    • 4608 * 3072,设计稿尺寸 : 4608 * 3072 。

    • 9216 * 6144,设计稿尺寸 :

      • 比如:4608 * 3072,需要出 1倍图 和 2倍图

2.3 移动端大屏

  • 对于移动端的大屏展示,基本按照实际尺寸设计即可,比如:

    • 750px * Auto,设计搞尺寸 : 750px * Auto 。

2.4 设计稿总结

  • 大屏设计稿尺寸的总结:

    • 设计尺寸建议按照输出分辨率设计(重点)

    • 拼接后像素在 4k 左右直接按照总和设计就行

    • 总和设计建议不要超过 4k,可以按比例缩小设计搞(非固定,超过也是可以,只是强烈建议)

    • 建议定设计搞尺寸前,先了解硬件及信号输入输出,确定设计搞的尺寸

    • 特殊尺寸,需到现场调试最佳设计稿的尺寸

  • 大屏适配方案的总结:

    • 特殊尺寸不要考虑适配电脑屏幕又适配拼接屏,因为完全没有必要,也不可能一稿既适配电脑也适配各种尺寸大屏

    • 这种情况应该优先考虑目标屏幕的适配,要针对性设计,而在小屏根据等比例缩放显示,这才是最佳的解决方法

三、大屏适配方案

3.1 适配方案分析

  • 方案一:百分比设置
  • 方案二:rem单位 + 动态 html 的 font-size
  • 方案三:vw单位
  • 方案四:flex 弹性布局
  • 番感悟:scale等比例缩放(推荐)

3.2 rem单位 + 动态 html 的 font-size

  • 动态设置HTML根字体大小 和 body 字体大小(lib_flexible.js)

    • 将设计稿的宽(1920)平均分成 24 等份, 每一份为 80px

    • HTML字体大小就设置为 80 px,即1rem = 80px24rem = 1920px

    • body字体大小设置为 16px

    • 安装 cssrem 插件, root font size 设置为 80px。这个是px单位转rem的参考值

      • px 转 rem方式:手动、less/scss函数、cssrem插件、webpack插件、Vite插件
    • 接着就可以按照 1920px * 1080px 的设计稿愉快开发,此时的页面已经是响应式,并且宽高比不变

  • flexible.js

    (function flexible(window, document) {
      var docEl = document.documentElement;
      var dpr = window.devicePixelRatio || 1;
    
      // adjust body font size
      function setBodyFontSize() {
        if (document.body) {
          // body 字体大小默认为 16px
          document.body.style.fontSize = 16 * dpr + "px";
        } else {
          document.addEventListener("DOMContentLoaded", setBodyFontSize);
        }
      }
      setBodyFontSize();
    
      // 这里默认平均分成 10 等分(适用移动端)
      // set 1rem = viewWidth / 24 ;(使用pc端)
      function setRemUnit() {
        var rem = docEl.clientWidth / 24;  // 1920 / 24 = 80 
        docEl.style.fontSize = rem + "px"; // 设置 html字体的大小 80px
      }
    
      setRemUnit();
    
      // reset rem unit on page resize
      window.addEventListener("resize", setRemUnit);
      window.addEventListener("pageshow", function (e) {
        if (e.persisted) {
          setRemUnit();
        }
      });
    
      // detect 0.5px supports
      if (dpr >= 2) {
        var fakeBody = document.createElement("body");
        var testElement = document.createElement("div");
        testElement.style.border = ".5px solid transparent";
        fakeBody.appendChild(testElement);
        docEl.appendChild(fakeBody);
        if (testElement.offsetHeight === 1) {
          docEl.classList.add("hairlines");
        }
        docEl.removeChild(fakeBody);
      }
    })(window, document);
    
  • 使用

    <!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
      <meta charset="UTF-8">
      <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
      <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
      <title>Document</title>
      <style>
        body, ul{
          margin: 0;
          padding: 0;
        }
        body{
          /* 使用rem */
          width: 24rem;
          height: 13.5rem;
          box-sizing: border-box;
          border: 3px solid red;
        }
    
        ul{
          width: 100%;
          height: 100%;
          list-style: none;
    
          display: flex;
          flex-direction: row;
          flex-wrap: wrap;
        }
    
        li{
          width: 33.333%;
          height: 50%;
          box-sizing: border-box;
          border: 2px solid green;
          font-size: .375rem;
        }
      </style>
    </head>
    <body>
    
      <ul>
        <li>1</li>
        <li>2</li>
        <li>3</li>
        <li>4</li>
        <li>5</li>
        <li>6</li>
      </ul>
    
      <script src="./lib_flexible.js"></script>
    </body>
    </html>
    

3.2 vw单位

  • 屏幕的宽默认为 100vw,那么100vw = 1920px1vw = 19.2px

  • 安装 cssrem 插件, body的宽高(1920px * 1080px)直接把px单位转vw单位

    • px 转 vw 方式:手动、less/scss函数、cssrem插件、webpack插件、Vite插件
  • 接着就可以按照 1920px * 1080px 的设计稿愉快开发,此时的页面已经是响应式,并宽高比不变

3.3 scale缩放

  • 方案一:直接根据宽度的比率进行缩放。(宽度比率 = 网页当前宽 / 设计稿宽

    • 这种方案对于超宽屏(比如:7680 * 2160)会出现竖向滚动条
  • 方案二:动态计算网页宽高比,决定是是否按照宽度的比率进行缩放

    • 这种方案对于超宽屏(比如:7680 * 2160),按照高度进行缩放,然后居中显示
  • 注意:缩放需要平移坐标原点到左上角 transform-origin: left top;

    <!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
      <meta charset="UTF-8">
      <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
      <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
      <title>Document</title>
      <style>
        body, ul{
          margin: 0;
          padding: 0;
        }
        body{
          position: relative;
          width: 1920px;
          height: 1080px;
          box-sizing: border-box;
          border: 3px solid red;
    
          /* 指定缩放的原点在左上角 */
          transform-origin: left top;
        }
    
        ul{
          width: 100%;
          height: 100%;
          list-style: none;
    
          display: flex;
          flex-direction: row;
          flex-wrap: wrap;
        }
    
        li{
          width: 33.333%;
          height: 50%;
          box-sizing: border-box;
          border: 2px solid green;
          font-size: 30px;
        }
      </style>
    </head>
    <body>
    
      <ul>
        <li>1</li>
        <li>2</li>
        <li>3</li>
        <li>4</li>
        <li>5</li>
        <li>6</li>
      </ul>
    
      <script>
    
        // 设计稿:  1920 * 1080
        // 目标适配:  1920 * 1080   3840 * 2160 ( 2 * 2 ) ;  7680 * 2160( 4 * 2)
    
        // 1.设计稿的尺寸
        let targetX = 1920
        let targetY = 1080
        let targetRatio = 16 / 9 // 宽高比率
    
        // 2.拿到当前设备(浏览器)的宽度
        let currentX = document.documentElement.clientWidth || document.body.clientWidth
        let currentY = document.documentElement.clientHeight || document.body.clientHeight
        //  1920 * 1080  -> 3840 * 2160
    
        // 3.计算缩放比例
        let scaleRatio = currentX / targetX; // 参照宽度进行缩放 ( 默认情况 )
        let currentRatio = currentX / currentY // 宽高比率
    
        // 超宽屏
        if(currentRatio > targetRatio) {
          scaleRatio = currentY / targetY // 参照高度进行缩放, 居中显示
          document.body.style = `width:${targetX}px; height:${targetY}px;transform: scale(${scaleRatio}) translateX(-50%); left: 50%`
        } else {
          // 4.开始缩放网页
          document.body.style = `width:${targetX}px; height:${targetY}px; transform: scale(${scaleRatio})`
        }
    
      </script>
    </body>
    </html>
    

3.4 大屏适配方案的对比

  • vw相比于rem的优势:

    • 优势一:不需要去计算html的font-size大小,不需要给html设置font-size,也不需要设置body的font-size,防止继承

    • 优势二:因为不依赖font-size的尺寸,所以不用担心某些原因html的font-size尺寸被篡改,页面尺寸混乱

    • 优势三:vw相比于rem更加语义化,1vw是1/100的viewport大小(即将屏幕分成100份); 并且具备 rem 之前所有的优点

  • vw 和 rem 存在的问题

    • 如果使用rem或vw单位时,在JS中添加样式时,单位需要手动设置rem或vw

    • 第三方库的字体等默认的都是px单位,比如:element、echarts,因此通常需要层叠第三方库的样式

    • 当大屏比例更大时,有些字体还需要相应的调整字号

  • scale相比vw和rem的优势

    • 优势一:相比于vw 和 rem,使用起来更加简单,不需要对单位进行转换

    • 优势二:因为不需要对单位进行转换,在使用第三方库时,不需要考虑单位转换问题

    • 优势三:由于浏览器的字体默认最小是不能小于12px,导致rem或vw无法设置小于12px的字体,缩放没有这个问题

四、大屏开发注意事项

  • 字体大小设置问题(非scale方案需要考虑)

    • 如果使用rem或vw单位时,在JS中添加样式时,单位需要手动设置rem或vw

    • 第三方库的字体等默认的都是px单位,比如:element、echarts,因此通常需要层叠第三方库的样式。

    • 当大屏比例更大时,有些字体还需要相应的调整字号。

  • 图片模糊问题

    • 切图时切1倍图、2倍图,大屏用大图,小屏用小图

    • 建议使用SVG矢量图,保证放大缩小不会失真

  • Echarts 渲染引擎的选择

    • 使用SVG渲染引擎,SVG图扩展性更好
  • 动画卡顿优化

    • 创建新的渲染层、启用GPU加速、善用CSS3形变动画

    • 少用渐变和高斯模糊、当不需要动画时,及时关闭动画