前言
通过此篇文章，你将了解到 Flutter Windows 和 Android 桌面应用屏幕适配的解决方案、屏幕适配的相关知识和原理，以及 flutter_screenutil 的实现原理和缺陷。
在 Flutter 桌面应用的开发过程中，势必需要适配不同尺寸的屏幕。我们的预期是在不同尺寸的设备上，用户的使用感观基本一致。例如，在个人 PC 上，应用与屏幕的高度比是 2/3；那么到 60 寸的大设备上，应用的尺寸依然需要保持 2/3 的比例。
屏幕适配的一些基础概念
- 屏幕尺寸：屏幕的实际大小，主要看屏幕的对角线的长度，如 6.6 英寸。
- 分辨率：屏幕上像素点的总和，如 2400×1176。设备的屏幕其实是由 N 个像素格子组合成的，屏幕上显示的所有元素（图片、文字）从微观上都是为特定的像素格子绘制上内容。
- 屏幕密度（dpi）：每英寸的像素格子数。每英寸展示 160 个像素时称为一倍素；120 个称为低倍素等。
假设我们需要展示一张 800×800 的图片，那么在 160 dpi 的手机屏幕上，我们只要设置 800×800 px 的宽高；但在 320 dpi 的屏幕上，由于每英寸的像素点翻倍了，为了用户的视觉感受一致，就需要将图片设置的宽高设为 1600×1600 px。这就是屏幕适配最基本的原理，我们开发中所用到的适配库，最基础的能力就是提供这层转换。
Flutter 移动端开发的通用做法
Flutter 移动端的生态已经很完备，我们一般在开发过程中会使用 flutter_screenutil 这个插件。这是一个纯 Dart 的 pub，阅读源码发现其做法也很简单粗暴。
- 根据传入的设计稿尺寸，与设备的逻辑像素尺寸的比值作为缩放倍数；
- 开发者设置的尺寸都会去乘以对应的缩放倍数，从而实现 widget 大小的转换。
代码示例如下：
extension SizeExtension on num {
double get w => ScreenUtil().setWidth(this);
double get h => ScreenUtil().setHeight(this);
......
}
double get screenHeight =>
_context != null ? MediaQuery.of(_context!).size.height : _screenHeight;
double setHeight(num height) => height * scaleHeight;
double get scaleHeight =>
(_splitScreenMode ? max(screenHeight, 700) : screenHeight) / _uiSize.height;
逻辑像素 screenHeight 从哪来？获取 MediaQueryData 的 size，即应用窗口的分辨率。
extension on MediaQueryData? {
MediaQueryData? nonEmptySizeOrNull() {
if (this?.size.isEmpty ?? true)
return null;
else
return this;
}
}
存在的问题
flutter_screenutil 这个库在移动端使用是完全没有问题的。手机尺寸虽说层出不穷，但是也遵循瘦长的长方形规则，最重要的是应用默认都是全屏的，那么获取到的应用窗口高度 screenHeight 和设备的大小刚好是完全吻合的。从而计算出的缩放比（设计稿尺寸/设备的尺寸 = 缩放比值）是偏差不大的。
在 Android 的桌面应用中，这个库也可以支持各种设备。然而在 Windows 等桌面端却没那么简单：
- 首先桌面设备的尺寸层出不穷，从个人笔记本到演示厅的屏幕，物理大小就已经差了几十倍，而像素密度却差别不大，这在适配上本身就存在更大难度。
- 且通过验证，Flutter MediaQueryData 获取的是应用窗口的大小，但是桌面设备屏幕大小跟应用窗口大小可不是一样大的，这就是最大的问题所在！
通过实践我们也验证了 flutter_screenutil 在桌面端的适配基本不起作用，且还会造成不少问题，比如第一次运行字体都会偏大；当有多个扩展屏的时候，主副屏切换有 bug。
桌面端解决方案
一、需求分析
我们希望 Flutter 开发出来的应用，在不同的设备中：
- 应用的大小占比屏幕物理尺寸的比例是一致的；
- 系统显示设置中的缩放倍数不会影响应用的大小；
- 资源大小可以进行适配，让图片等资源在不同尺寸的设备上都能显示清晰。
分析以上预期效果，可以提炼出一个原则：应用的尺寸必须跟屏幕的物理大小占比一致，与分辨率、像素密度、缩放比都没关系。
二、实现原理
由于 Android 端用了 flutter_screenutil 这个库，Flutter 又是跨平台的。为了降低开发成本，我试着 fork 源码下来更改，并且做了以下的操作：
- 在构造函数上，我加了一个参数 app2screenWithWidth，让用户告知应用窗口宽度与屏幕宽度的比值，如 70% 传入 0.7。
class ScreenUtilInit extends StatefulWidget {
const ScreenUtilInit({
Key? key,
required this.builder,
this.child,
this.rebuildFactor = RebuildFactors.size,
this.designSize = ScreenUtil.defaultSize,
this.app2screenWithWidth = 1,
this.splitScreenMode = false,
this.minTextAdapt = false,
this.useInheritedMediaQuery = false,
}) : super(key: key);
final ScreenUtilInitBuilder builder;
final Widget? child;
final bool splitScreenMode;
final bool minTextAdapt;
final bool useInheritedMediaQuery;
final RebuildFactor rebuildFactor;
final Size designSize;
final double app2screenWithWidth;
@override
State<ScreenUtilInit> createState() => _ScreenUtilInitState();
}
- yaml 中引入 screen_retriever，获取到真实的设备屏幕像素，这个是真实的屏幕像素，跟应用窗口没关系；然后可以计算出应用窗口的大小，得出转换系数。
dependencies:
flutter:
sdk: flutter
screen_retriever: ^0.1.2
static Future<void> init(
BuildContext context, {
Size designSize = defaultSize,
double app2screenWithWidth = 1,
bool splitScreenMode = false,
bool minTextAdapt = false,
}) async {
final navigatorContext = Navigator.maybeOf(context)?.context as Element?;
final mediaQueryContext =
navigatorContext?.getElementForInheritedWidgetOfExactType<MediaQuery>();
final initCompleter = Completer<void>();
WidgetsFlutterBinding.ensureInitialized().addPostFrameCallback((_) {
mediaQueryContext?.visitChildElements((el) => _instance._context = el);
if (_instance._context != null) initCompleter.complete();
});
Orientation orientation = Orientation.landscape;
Size deviceSize = Size.zero;
if (isDesktop) {
Display primaryDisplay = await screenRetriever.getPrimaryDisplay();
deviceSize = primaryDisplay.size;
orientation = deviceSize.width > deviceSize.height
? Orientation.landscape
: Orientation.portrait;
} else {
final deviceData = MediaQuery.maybeOf(context).nonEmptySizeOrNull();
deviceSize = deviceData?.size ?? designSize;
orientation = deviceData?.orientation ??
(deviceSize.width > deviceSize.height
? Orientation.landscape
: Orientation.portrait);
}
_instance
.._context = context
.._uiSize = designSize
.._splitScreenMode = splitScreenMode
.._minTextAdapt = minTextAdapt
.._orientation = orientation
.._screenWidth = deviceSize.width
.._screenHeight = deviceSize.height;
if (isDesktop) {
double appWidth = deviceSize.width * app2screenWithWidth;
double appHeight = appWidth / (designSize.width / designSize.height);
_instance._uiSize = Size(appWidth, appHeight);
}
_instance._elementsToRebuild?.forEach((el) => el.markNeedsBuild());
return initCompleter.future;
}
- 之后 setWidth 等方法都不需要动了，因为都是拿上面的转换系数去计算的，系数对了转换自然就准确了。同时开发过程中也不需要做任何区分，该用 .w 的就用 .w。我们看下 .w 等是如何通过扩展巧妙的把 setWidth 这些接口做得轻量的。
extension SizeExtension on num {
double get w => ScreenUtil().setWidth(this);
double get h => ScreenUtil().setHeight(this);
double get r => ScreenUtil().radius(this);
double get sp => ScreenUtil().setSp(this);
double get sm => min(toDouble(), sp);
double get sw => ScreenUtil().screenWidth * this;
double get sh => ScreenUtil().screenHeight * this;
Widget get verticalSpace => ScreenUtil().setVerticalSpacing(this);
Widget get verticalSpaceFromWidth =>
ScreenUtil().setVerticalSpacingFromWidth(this);
Widget get horizontalSpace => ScreenUtil().setHorizontalSpacing(this);
Widget get horizontalSpaceRadius =>
ScreenUtil().setHorizontalSpacingRadius(this);
Widget get verticalSpacingRadius =>
ScreenUtil().setVerticalSpacingRadius(this);
}
- 资源适配，定义三个设备类型：大、中、小级别；然后在 asset 目录下区分三套资源，命名规范区分下 larger、medium、small 即可。这个做法非常硬核，我目前也没这个需求。后续考虑渠道编译，减少包体积，同时开发时也不用区分名称。
写在最后
以上方案，我在 demo 项目中验证过是没有问题的。接下来我希望能跟作者沟通下这个方案，看能否提 PR 合并进去。不然以后就没办法很轻松的享受到 flutter_screenutil 的更新迭代了。期待 Flutter 桌面社区越来越丰富！