viewports剖析

本文@承风同学根据Peter-Paul Koch的A tale of two viewports — part one和A tale of two viewports — part two所译，并由@鬼道同学较稿。感谢@99同学提供译稿。如需转载烦请注明英文原出处：
Part1:http://www.quirksmode.org/mobile/viewports.html
Part2:http://www.quirksmode.org/mobile/viewports2.html
——作者：Peter-Paul Koch
——译者：@承风
——较稿：@鬼道
——供稿：@99

在这个迷你系列的文章里，我将解释viewports和多种重要的HTML标签元素的宽度是如何工作的，例如<html>标签。同样也会解释window和screen的宽度问题。

第一部分主要关于桌面（pc）浏览器，基本目的在于为移动端（mobile）浏览器上，本话题的讨论创建舞台。绝大多数web开发人员已经对pc的概念有了直观的认识。mobile拥有相同的概念，但是更加复杂。如你所知，一个友好的预热将极大的帮助你理解mobile浏览器。

概念：设备的pixels和CSS的pixels

首先你应当理解CSS的pixels，以及它和设备的pixels的区别。

我们姑且认定设备的pixels为正确（标准）的pixels宽度。这些pixels决定了你工作所用的那些设备上正式的分辨率。在大多数情况下，能够从screen.width/height上取出具体值。

如果用户缩放（zoom）了浏览器，当然必须改变计算方式。例如用户缩放了200%，上诉显示器只能横排容纳4个上诉元素了。

现代浏览器上的缩放，是基于“伸展”pixels。结果是，html元素上的宽度并没有因为缩放200%而由128pix变成256px，而是真实的pixels的被计算成了双倍。html元素在形式上依然是128CSS的pixels，即便它占用了256设备的pixels 。

换言之，缩放200%将一个单位的CSS的pixels变成了4倍的设备的pixels那么大，即宽度 * 2、高度 * 2，面积扩大了2 * 2.

下列图片将清楚的解释这个概念。如图1-1.有4个1像素，缩放为100%的html元素，CSS的pixels完整的和设备的pixels重叠

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当我们缩小浏览器时，CSS的pixels开始收缩，导致1单位的设备的pixels上重叠了多个CSS的pixels，如图1-2

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同理，放大浏览器时，相反的事情发生了，CSS的pixels开始扩大，导致1单位的CSS的pixels上重叠了多个设备的pixels，如图1-3

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总体而言，你只需要关注CSS的pixels，这些pixels指定你的样式被如何渲染。

设备的pixels几乎对你毫无用处。但对用户而言却不是这样。用户会缩放页面，直到他能舒服的阅读内容。但是你不需关心这些缩放级别。浏览器会自动的保证你的CSS的pixels会被伸展还是收缩。

100% 缩放

本例设定缩放级别为100%。现在我们更严谨的定义，如下：

在缩放级别为100%时，1单位的CSS的pixel是严格相等于1单位的设备pixel

100%缩放的概念非常有利于表述接下来的内容，但你不必在日常工作中过度担忧这个问题。在桌面系统上，你通常会在100%缩放级别下测试你的网站，但即便用户缩放，CSS的pixels的魔法依然能保证你网站外观保存相同的比例。

屏幕尺寸 Screen size

screen.width/height

含义：用户的屏幕的完整大小。
度量：设备的pixels。
兼容性问题：IE8里，不管使用IE7模式还是IE8模式，都以CSS的pixels来度量

我们先了解一些特殊的尺寸：screen.width 和 screen.height。这两个属性包含了用户屏幕的完整宽度高度。这些尺寸使用设备的pixels来定义，他们的值不会因为缩放而改变：他们是显示器的特征，而不是浏览器。如图1-4所示。

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很有趣吧？但是我们拿来何用呢？

简单的说，木有用！用户的显示器宽度对我们而言不重要 – 除非你想要用他们做网络统计数据.

浏览器尺寸 Window size

window.innerWidth/Height

含义：包含滚动条尺寸的浏览器完整尺寸
度量：CSS的pixels
兼容性问题：IE不支持，Opera用设备pixels来度量

相反的，你想要知道的浏览器的内部尺寸。它定义了当前用户有多大区域，可供你的CSS布局占用。你可以通过window.innerWidth 和 window.innerHeight来获取。如图1-5

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显然，窗口的内部宽度使用CSS的pixels.你需要知道多少你自己定义的元素能塞入浏览器窗口，而这些数量会随着用户放大浏览器而减少（如图1-6）。所以当用户放大显示时，你能获取的浏览器窗口可用空间会减少，window.innerWidth/Height就是缩小的比例。

Opera浏览器在这个问题上是一朵奇葩，当用户放大浏览器显示时不少。所以当用户放大显示时，你能获取的浏览器窗口可用空间会减少。window.innerWidth/Height 却并不会减小。在桌面浏览器上，这个特性很烦人，但在移动设备浏览器上简直是致命的，后面我们会讨论

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注意，窗口内部宽度和高度的尺寸，包含了滚动条的尺寸。（这主要是来至于历史原因）

滚动移位 Scrolling offset

window.pageX/YOffset

含义：页面的移位
度量：CSS的pixels
兼容性问题：pageXOffset 和 pageYOffset 在 IE 8 及之前版本的IE不支持, 使用”document.body.scrollLeft” and “document.body.scrollTop” 来取代

window.pageXOffset 和 window.pageYOffset，定义了页面(document)的相对于窗口原点的水平、垂直位移。因此你能够定位用户滚动了多少的滚动条距离。如图1-7

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该属性也以CSS的pixels来度量.同上面的问题，你想要知道在用户放大窗口的情况下，用户向上滚动了多少的滚动条。

原理上来说，在用户放大浏览器时，向上滚动了页面，window.pageX/YOffset会改变。但当用户放大页面时，浏览器会尝试着保存用户当前可见的页面的元素依然在可见位置。虽然该特性表现得不如预期，但它意味着：在理论上该情况下 window.pageX/YOffset并没有改变，被用户滚出屏幕的CSS的pixels几乎保存不变。如图1-8。

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概念：视窗 viewport

在我们继续讨论更多的JavaScript的特性properties之前，先介绍另外一个概念:viewport。

viewport的功能在于控制你网站的最高块状（block）容器：<html>元素。

听起来有点玄乎，举个例子~假设你定义了一个可变尺寸的布局（liquid layout），且你定义一个侧边栏的宽度为width: 10%。当你改变浏览器窗口大小时，该侧边栏会自动扩张和收缩。这是什么原理呢？

技术上讲，原理是侧边栏的宽度为它父元素宽度的10%，我们设它的父元素是

且你未指定宽度。那么问题就变为了<body>的宽度到底是多少？

通常，一个块级元素占有起父元素的100%的宽度（这里有异常情况，暂时忽略）。所以<body>的宽度就是其父元素<html>的宽度。

那么<html>元素到底有多宽？因为它的宽度恰好为浏览器的宽度。所以你的侧边栏宽度width: 10%会占用10%的浏览器宽度。所以的web开发人员都直观的知道和使用该特性了。但是你也许不知道原理。在原理上，<html>的宽度受viewport所限制，<html>元素为viewport宽度的100%。

反过来，viewport是严格的等于浏览器的窗口：定义就是如此。viewport不是一个HTML的概念，所以你不能通过CSS修改它。它就是为浏览器窗口的宽度高度 – 在桌面浏览器上如此，移动设备浏览器上有点复杂。

影响 Consequences

缩放事件有一些奇怪的影响，你可以在本站上实验。页面滚动到最上面，放大浏览器2-3倍，网站的宽度会超过浏览器窗口。再将页面滚动到最右边，你会发现网站最上面的蓝色栏目不再对齐了。如图2-1

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这个效果反应了viewport是如何被定义的。我定义了最上面蓝色栏目的宽度为width: 100%。什么的100%？当然是的宽度，同样是viewport的宽度，同样是浏览器窗口的宽度。

重点：缩放比例100%的情况下很正常，现在我们放大浏览器，viewport变得比网站的总宽度更小。对viewport无影响，但页面的内容溢出了<html>元素，但它却有属性overflow: visible。意味着溢出的部分依然会被显示。

但蓝色栏目却不会溢出。我定义了它宽度为width: 100%，结果浏览器为他赋值宽度为viewport的宽度。浏览器不会在乎这个栏目的宽度是不是过窄了。如图2-2

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页面宽度 document width ?

我真正想要知道的是页面内容的总大小，包括超出浏览器窗口的部分。到目前为止，据我所知并没有办法找到这个值（当然，除非你计算页面所有部分的宽度包括所有元素的margin，但是这种计算很容易出错）。

我开始相信我们需要一个JavaScript特性对(property pair)来标示我所谓的页面宽度 document width(当然，以CSS的pixels来度量)。如图2-3

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如果我们真的感觉对这事儿很烦躁：为什么不在CSS中揭露这些值？我期望定义width: 100%来控制页面蓝色栏目的宽度，它基于页面的宽度而不是元素的宽度。这似乎很棘手(This is bound to be tricky）,如果这成功的被实现我也不会感倒惊讶。

度量viewport Measuring the view port

document. documentElement. clientWidth/Height

含义：viewport的尺寸
度量：CSS的pixels
兼容性问题：无

你也许想要知道viewport的尺寸，他们可以通过document. documentElement. clientWidth/Height来获取。如图2-4

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如果你熟悉DOM，你会知道document.documentElement实际上就是<html>元素：HTML文档的根元素。然而viewport是比<html>更高级别的元素，打个比喻，它是容纳<html>元素的元素。那会和你是否给元素赋值width相关（我不建议这么做，但是却是可行的）

在那种情况下document. documentElement. clientWidth/Height依然给出了viewport的尺寸，而不是<html>元素。（这是特殊的规则只针对这个特殊的元素针对这个特性对。在其余任何情况下元素使用实际的宽度）如图2-5。为<html>元素赋值25%。但document. documentElement. clientWidth/Height的值不变。它虽然貌似从<html>元素取值，但实际描述的确是viewport的尺寸。

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所以document. documentElement. clientWidth/Height只会给出viewport的尺寸，而不管<html>元素尺寸如何改变。

两个特性对 two property pairs

但是viewport的尺寸不是也通过window.innerWidth/Height来描述的么？嗯，是，也不是。

这两个特性对有严格的区别，几乎算是吹毛求疵了

window.innerWidth/Height包含滚动条
document. documentElement. clientWidth/Height不包含

我们能获取这两个特性对是因为他们是浏览器大战的残留。过去Netscape只支持window.innerWidth/Height，IE 只支持document. documentElement. clientWidth/Height。从那时候开始所有其余浏览器都支持这两个特性。但IE一直未支持window.innerWidth/Height。

在桌面系统中，拥有这两个特性对只是一点小麻烦，但在移动设备中却变成了一种祝福。后面我们会看到。

度量`<html>`元素 measuring the `<html>` element

document. documentElement. offsetWidth/Height

含义：<html>的尺寸
度量：CSS的pixels
兼容性问题：IE用这个值标示viewport的尺寸而非<html>

如果clientWidth/Height一直用以标示viewport的尺寸，我们该如何去获取<html>元素的尺寸呢？— document.documentElement.offsetWidth/Height。如图2-6

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这个特性对真实的让你访问块级元素<html>元素，如果你为<html>元素赋值了宽度，offsetWidth会真实的反应出来。如图2-7

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事件坐标 Event coordinates

pageX/Y, clientX/Y, screenX/Y

含义：见下文
度量：见下文
兼容性问题：IE不支持pageX/Y,IE使用CSSpixels来度量screanX/Y
详细描述:
- pageX/Y：从<html>原点到事件触发点的CSS的 pixels
- clientX/Y：从viewport原点（浏览器窗口）到事件触发点的CSS的 pixels
- screenX/Y：从用户显示器窗口原点到事件触发点的设备的 pixels。

如图2-8、2-9和2-10

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9成可能你会用到pageX/Y而1成左右会使用clientX/Y,screenX/Y基本没啥用。

Media查询 media queries

mediaqueries

含义：见下文
度量：见下文
兼容性问题：IE不支持.

最后一点文字关于@media的css属性。出发点很简单：你可以根据页面的特定宽度来定义特殊的CSS规则。举个例子。

div.sidebar {
  width: 300px;
}
@media all and (max-width: 400px) {
  // styles assigned when width is smaller than 400px;
  div.sidebar {
    width: 300px;
  }
}

如果宽度大于400px，那么sidebar宽度为300px。反之，sidebar宽度为100px

有两个相关的media查询：width/height 和 device-width/device-height。如图2-11

device-width/height使用screen.width/height来做为的判定值。该值以设备的pixels来度量
width/height使用documentElement.clientWidth/Height即viewport的值。该值以CSS的pixels来度量

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到底该使用那个呢？一个很无脑的结果：width。web开发中不需要对设备的宽度感兴趣，而width却使按照浏览器窗口的大小计算的

所以在桌面浏览器中使用width而忘记device-width。接下来我们会看到在移动设备中有点凌乱。

总结

在此结束对桌面浏览器的特性的简短讨论，第二部分主要涉及移动设备和其与桌面浏览器的重要区别。

接下来是第二部分内容，来源于A tale of two viewports — part two一文。

移动设备浏览器的问题

设备的宽度是移动设备浏览器和桌面浏览器的最大区别。移动设备的显示通常比桌面浏览器显示同一网站的内容要少。或者缩放浏览器变小导致文字无法阅读，或者只显示网站适合设备大小的部分内容。

移动设备的屏幕宽度比桌面浏览器小，经常最大就400px宽，而且通常会更小。（有些手机号称大宽度，但他们确是在说谎 – 或起嘛给了我们一些无用的信息）

一些中间宽度的pad设备(table device)如iPad或传说中HP的webOS设备填补了桌面和移动设备的缺口，但却没有解决根本的问题。网站还是必须在移动设备上工作，我们不得不让她们在小屏幕上显示得表现良好。

问题的风暴中心在于CSS，特别是viewport的尺寸。如果我们只是拷贝桌面的样式到移动设备，我们的CSS会丑得崩溃

（假设移动设备的宽度400px）我们回到width: 10%的侧边栏。如果在移动设备上同理处理，会显示出40px宽，实在太窄了。你的可变布局看起来被可怕的压扁了。

其中一个解决方式是为移动设备重新建设一个特殊的网站。即使跳开这些基本的问题：你到底该怎么处理，现实的问题是只有很少的站长准备好了加入迎合移动设备而做的改变。

移动设备浏览器供应商期望他们的客户端提供最好的可能性体验，即现在意味着“尽可能的像桌面浏览器”。因此许多处理手段是必须的。

两种viewport

因此viewport太窄，不能很好为你的基本CSS布局服务了。最显然的解决方式是让viewport更宽。因此这个需求分为了2个方面：虚拟的viewportvisualviewport和布局的viewportlayoutviewport。

George Cummins在Stack Overflow上解释了这个基本概念，猛击。

想象下layoutviewport是一张大的不能改变大小和角度的图片。现在你有个更小的框来观看这张大图片，这个框被不透明的材料包围，因而你只能看到大图片的一部分。你通过这个框子看到的大图片的部分被称为虚拟viewport(visual viewport)。你能拿着这个框站得离大图片远点（用户的缩小页面功能），以一次性看到这个大图片。或者你能站得近点（用户的放大页面功能）以看到一部分。你能改变这个框子的方向，但这张大图片的大小和形状都不会改变。

你可以参见解释详情by Chris。

visualviewport是当前显示在屏幕上的部分页面。用户会滚动页面来改变可见部分，或者缩放浏览器来改变visualviewport的尺寸。见图1-1.

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但是CSS 布局，特别是感性的宽度（percentual widths）通常是按照layoutviewport来定义，而比visualviewport宽很多。

然而<html>元素的宽度继承于layoutviewport，你的CSS应预先准备着需要处理的屏幕(layoutviewport)是不是远远超过手机屏幕宽度。这用以保证你的网站外观特性而恰如在桌面浏览器上一样。

layoutviewport到底有多宽？每个浏览器都不同。iPhone上的Safari使用980px、Opera 850px，安卓的Webkit核心800px，IE974px。

一些浏览器有特别的特性：

塞班webkit试着保存layoutviewport和visualviewport同样宽度。因此，定义百分比宽度的元素会变得巨难看。当然，如果页面有特定的宽度而不是适合visualviewport的宽度，那么该宽度的最大值会被设置为850px
三星的WebKit(bada)上)会设置layoutviewport和最宽的元素一样宽
黑莓上layoutviewport和visualviewport在100%缩放时一样宽。

缩放 Zooming

两种viewports都以CSS的 pixels来度量。当你通过缩放改变visualviewport时，layoutviewport保存不变。

理解layout viewport

为了理解layoutviewport的尺寸，我们先看下页面完全缩小时发生了什么。许多移动设备浏览器在初始默认打开以最小缩放模式打开网站。（即在手机屏幕上展示完整宽度的页面）。如图1-2.

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重点：浏览器已经选择好他们的layoutviewport的尺寸，它完整的覆盖了最小缩放模式下的移动浏览器的屏幕。

这时候layoutviewport的宽度高度和最小缩放模式下能在页面上显示的内容的宽度高度一致。即便用户缩放，它依然保存不变。如图1-3

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layoutviewport宽度通常保存不变。如果你旋转你的手机，visualviewport改变，但浏览器会缩放页面以自适应，以达到layoutviewport再次和visualviewport同样宽。如图1-4。

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这影响到了layoutviewport的高度，它突然变得比竖着模式更小（portrait model肖像模式），但web开发者并不关心高度，只在乎宽度。如图1-5.

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度量layout viewviewport

document. documentElement. clientWidth/Height

含义：layoutviewport尺寸
度量：CSS的pixels
完整支持：Opera, iPhone, Android, Symbian, Bolt, MicroB, Skyfire, Obigo
问题：在Iris上它标示visualvieport
- 三星的Webkit核心浏览器，仅当在页面上写入<meta viewport>标签，才正确表示。否则就代表着的尺寸
- FireFox以设备的pixels来度量
- IE返回1024 x 768 px，而准确的尺寸保存在document.body.clientWidth/Height
- NetFront仅当100%缩放时候才正确
- 塞班的Webkit1(在S60v3设备)不支持这些属性
不支持：黑莓

很幸运浏览器由于浏览器大战而遗留给我们2个特性对来度量这两种viewport。

document.documentElement.clientWidth/Height传递layoutviewport的尺寸，如图1-6

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旋转只关系到高度，而不是宽度。如图1-7

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