了解真實的 REM 手機屏幕適配

FreddieMacf 8年前發布 | 11K 次閱讀設計瀏覽器前端技術

rem 作為一個低調的長度單位，由于手機端網頁的興起，在屏幕適配中得到重用。使用 rem 前端開發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到設計圖要求的效果。

rem 的官方定義『The font size of the root element.』，即以根節點的字體大小作為基準值進行長度計算。一般認為網頁中的根節點是 html 元素，所以采用的方式也是通過設置 html 元素的 font-size 來做屏幕適配，但實際情況真有這么簡單嗎？

首先我們來看看使用 rem 實現手機屏幕適配的常用方案。

以設計稿的寬度為 640px ，即： designWidth = 640 ，同時設定在640px屏寬下 1rem=100px ，即： rem2px = 100 。

設置 1rem=100px 的優點不言而喻。前端開發者在切圖、重構頁面的時候，通過直接位移小數點的方式，就可以將UI圖中測量到的 px 值換算成對應的 rem 值，方便快捷。

此外，在 head 中我們還設置了： <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，但不是本文的重點所以不展開，有興趣的同學可以自行搜索。

先來看看具體方案：

下面四個方案來自同事共享，原理都是采用等比縮放的方式 —— 獲得目標屏幕寬度和設計稿寬度的比，作為 rem 的基值（縮放系數），設置為 html 標簽的字體大小。不同的只是在于性能取舍和書寫習慣。

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 ( ) ，實際代碼中是不需要的。

詳細分析一下， rem 和 px 直接的轉換公式可以寫為：

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 情況下的設置：

@media screen and (min-width: 640px) {html{font-size:100px;}}

可以很明顯的表現出這一點 1rem = 1 * 100px ，同我們最初的設定。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，因為我們的采用等比縮放的方式適配，所以計算目標屏幕寬度和設計稿的寬度的比即可：

window.innerWidth / designWidth * rem2px + 'px'

由于瀏覽器默認字體大小為 16px ，所以當我們使用百分比作為根節點 html 的字體大小時，即 html 元素的 font-size 值設置為一個百分比值， rem 的計算方式就會改為：

defaultFontSize = 16px
1rem = 1 * htmlFontSize * defaultFontSize

如方案2中，在屏寬為 640px 情況下的設置：

@media screen and (min-width: 640px) {html{font-size:625%;}}

應用上面的公式：

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對應驗證頁面（方案1和方案2是它們的變形）:scheme3.html, scheme4.html

如下面兩張圖，是在屏寬為360px下的效果，通過計算目標為： 1rem = 56.25px 。方案3設置值為： 56.25px ，方案4設置值為： 351.5625%

方案3	方案4

到目前為止貌似很完美的解決了問題，實際情況當然是出現了意外。在有些 Android 手機上，瀏覽器或 webview 的默認字體是隨著系統設置的字體改變的。這樣就會導致默認字體大于或小于 16px 。

修改默認字體大小后，我們再看方案3和方案4。

同樣在屏寬為360px下，我們調大系統字體大小，如下面的效果

設置前 html 元素的字體大小的計算值為 18px ，設置后的計算值為 65px ，由于屏幕寬度沒有改變，我們的目標值，即我們在 html 元素上設置的 font-size 值也沒有變化任然為 56.25px ，而最終計算值出現了偏差。

方案3	方案4

分析偏差前，先來看在 360px 屏寬下，方案3和方案4的計算過程：

方案3：

document.documentElement.style.fontSize = 56.25px
htmlFontSize = 56.25px
1rem = 1 * htmlFontSize = 56.25px
實際為：
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
實際為：
1rem = 64.6875px

貌似方案4的計算結果很接近實際效果，而方案3偏差很大。再來比較方案3和方案4的計算公式：

// 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其實多除了一個16，可以推測瀏覽器在計算 rem 的具體值時，如果 html 設置的 font-size 為 px 值時會先除以 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，是因為系統的默認字體改為了 18px ，但是我們在計算百分比是時候，還是以 16px 為基準值進行計算，所以出現偏差（計算值和實際值之間還有一點偏差這個在后面會提到）。

而在方案3中，我們其實是不考慮瀏覽器默認字體大小的，但在實際使用的過程中，瀏覽器還是除了 16 ，而此時默認字體大小為 18px 。得出如下在 html 的 fontSize 設置為 px 的情況下 rem 的計算公式為：

1rem = 1 * (htmlFontSize / 16) * defaultFontSize

在系統設置的字體大小發生改變時， defaultFontSize 會跟著改變，而 16 不會變化。所以方案3雖然表面上不考慮默認字體大小的變化，只關注屏幕與設計稿之間的寬度比，但在實際計算中還是使用到了默認字體大小，而且還有一個不變的 16 在作祟，導致方案3失敗。

所謂的「 root element 」其實不是想象的那樣，一個是 16 ，一個是 18 ，到底取的是那個 root element 的字體大小。

ok， rem 的計算的時候， px 的方式會有一個 16 不隨系統字體大小改變，所以我們采用百分比的方案，繞開這個問題。

采用百分比的方案4 因為在計算時寫死了默認字體大小 16px 。所以它的偏差在于沒能動態的獲取默認字體大小。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，設置后的 html 的 font-size 與 1rem 的實際值有偏差，同時 6.4rem 的計算值也有偏差。通過查看代碼發現 html 的 font-size 使用的是： getPropertyValue('font-size') 而 1rem 使用的是 getPropertyValue('width') ，偏差出在計算 font-size 的時候瀏覽器進行了四舍五入。 rem 定義中的另一個元素「 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 實際值和計算值出現的偏差都是同樣的問題。所以基準值還需要修改。

16px	18px

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：

16px	18px

到此為止， rem 在默認字體不是 16px 的情況下的處理已經解決，考慮到還有設計屏幕旋轉，最終手機端的解決方案為：

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 其實還有個影子在作祟，而我們以為的 font-size 其實是個近似值。

來自：https://github.com/hbxeagle/rem/blob/master/README.md

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