[Android] dp, px, dpi, sp アプリ画面の解像度単位を包括・統一的に扱う

Android ではスクリーン上の長さを、抽象的な単位「dp」「sp」で表します。実際アンドロイドの画面サイズ解像度はメーカーによってまちまちですから、アプリを開発する側からすると何か便利な方法はないかと考えてしまいます。

　

ピクセル密度

　
Androidは様々なスクリーンサイズ（インチ）で、更に異なる画素数(ピクセル)のものが販売されていて、その１つ１つに合わせたレイアウト・デザインを作り込むのは大変です。

例えばピクセルサイズの画像の貼り付けをしたい時に問題があります。

端末のピクセルの画面サイズに合わせて画像を拡大縮小させないといけない
端末によるピクセル密度が異なることもあるので、同じピクセルサイズの画面でも物理サイズが違う場合、見え方が違う

そのために dp、sp という画面サイズ、インチ数を包括し統一的に扱うことを目的とした抽象的な単位をAndroidでは提供されているわけです。
　
例えば、ボタンの横幅を360dpに設定すると多くのスマホで「スクリーン横幅一杯のサイズになる」というような仕組みがあれば便利、というわけで、Googleさんが作ったのが dp とsp(フォント用)です。（実際はそれほど簡単とはいかないのではありますが）
　

目次
1. 解像度単位 dp, sp
2. 画面サイズ、dpi、dpの関係
3. SPサイズはユーザー設定で変わる

解像度単位 dp, sp

　
画像やテキストサイズはデジタルの世界ではピクセルという点が基本で、点が集まって画像になったり文字になったりします。

ピクセル自体には物理的大きさはないのですが、PC画面や印刷物になるといきなり物理的な関連が出てきます。dipとdpiが似ているのでややこしいのですが…

dp (dip)	density-independent pixel	抽象的な単位、mdpi (160 dpi) を基準とし、 mdpi のとき 1dp = 1px となる
sp (sip)	scale-independent pixel	ユーザーが設定したフォントサイズに影響される
px	pixel	ピクセル、物理的な表示用セル
ppi	pixel per inch	1インチ（約25.4mm）に並ぶピクセルの数
dpi	dots per inch	１インチ幅のドット数、値が大きいほど1ドットの物理的な大きさが小さくなり、よりきめ細かくなる。

Google Ref：Supporting Multiple Screens
　
dpiを取得するコード

int dpi = getResources().getDisplayMetrics().densityDpi;

1	int dpi = getResources().getDisplayMetrics().densityDpi;

　
尚こちらの方法はAPI30から非推奨となりました

DisplayMetrics metrics = new DisplayMetrics();
getWindowManager().getDefaultDisplay().getMetrics(metrics);
int dpi = metrics.densityDpi;

DisplayMetrics metrics = new DisplayMetrics();

getWindowManager().getDefaultDisplay().getMetrics(metrics);

int dpi = metrics.densityDpi;

dpを取得する

// Get the screen's density scale
float scale = getResources().getDisplayMetrics().density;

1 2	// Get the screen's density scale float scale = getResources().getDisplayMetrics().density;

例えば
150dp => (int)(150 * scale)
となります

Button サイズで dp, pix の関係を見てみます。

1dp = 2.75 pix
150dp x 150dp サイズのボタン
200dp x 100dp サイズのボタン
200dp x 100dpと同じサイズを 550pix x 275pix で作成

コードはこのようになります
MainActivity.java

//package com.example.testdpsp;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import android.annotation.SuppressLint;
import android.os.Bundle;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @SuppressLint("SetTextI18n")
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        float scale = getResources().getDisplayMetrics().density;
        TextView textView1 = findViewById(R.id.text_view1); 
        textView1.setText("dp= "+String.valueOf(scale));

        Button button = findViewById(R.id.button);
        button.setWidth(550);
        button.setHeight(275);
        button.setText("550pix x 275pix");
    }
}

//package com.example.testdpsp;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import android.annotation.SuppressLint;

import android.os.Bundle;

import android.widget.Button;

import android.widget.TextView;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

@SuppressLint("SetTextI18n")

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);

float scale = getResources().getDisplayMetrics().density;

TextView textView1 = findViewById(R.id.text_view1);

textView1.setText("dp= "+String.valueOf(scale));

Button button = findViewById(R.id.button);

button.setWidth(550);

button.setHeight(275);

button.setText("550pix x 275pix");

}

activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:id="@+id/activity_main"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    android:gravity="center"
    tools:context=".MainActivity">

    <TextView
        android:id="@+id/text_view1"
        android:layout_margin="10dp"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content" />

    <Button
        android:layout_width="150dp"
        android:layout_height="150dp"
        android:text="150dp x 150dp"
        android:layout_margin="10dp" />

    <Button
        android:layout_width="200dp"
        android:layout_height="100dp"
        android:text="200dp x 100p"
        android:layout_margin="10dp"/>

    <Button
        android:id="@+id/button"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_margin="10dp"/>

</LinearLayout>

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"

android:id="@+id/activity_main"

android:layout_width="match_parent"

android:layout_height="match_parent"

android:orientation="vertical"

android:gravity="center"

tools:context=".MainActivity">

<TextView

android:id="@+id/text_view1"

android:layout_margin="10dp"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content" />

<Button

android:layout_width="150dp"

android:layout_height="150dp"

android:text="150dp x 150dp"

android:layout_margin="10dp" />

<Button

android:layout_width="200dp"

android:layout_height="100dp"

android:text="200dp x 100p"

android:layout_margin="10dp"/>

<Button

android:id="@+id/button"

android:layout_width="wrap_content"

android:layout_height="wrap_content"

android:layout_margin="10dp"/>

</LinearLayout>

画面サイズ、dpi、dpの関係

　
dpi、dp、画面サイズの関係を表にすると

密度修飾子	密度	dpi	scale	px : dp	画面サイズ
ldpi	低密度	120	0.75	1[px] = 0.75[dp]	240 x 320[px]
mdpi	中密度	160	1.0	1[px] = 1.0[dp]	360 x 640[px]
hdpi	高密度	240	1.5	1[px] = 1.5[dp]	540 x 960[px]
xhdpi	超高密度	320	2.0	1[px] = 2.0[dp]	720 x 1280[px]
xxhdpi	超超高密度	480	3.0	1[px] = 3.0[dp]	1080 x 1920[px]
xxxhdpi	超超超高密度	640	4.0	1[px] = 4.0[dp]	1440 x 2560[px]

　
Screenサイズはhdpiでも、4インチ480×800、3.7インチ480×854などあります。スクリーン解像度のピクセル数と dpi が比例関係にはなく、画面の物理的大きさ（インチ数）も考慮されているということです。
　

Ref: さまざまな画面サイズをサポートするための推奨幅ブレークポイント
　

　
ちなみにこちらの方法で Pixel や Nexus のスクリーンサイズを取得するとこのようになります。
　

as413k m42 00 100x100 - [Android] dp, px, dpi, sp アプリ画面の解像度単位を包括・統一的に扱う

[Android] スクリーンサイズを取得する

アプリの画面サイズを取得したい場合があります。タブレットとスマホで表示を変えたい。あるいはテキストの位置を正確に表示したいなど実際に...

　
以前は360dp x 640dpを基本として考えて例外を調整するなどで対応していたりしましたが、410dp x 730dp 以上が出てきたので対応が必要になりましたね

SPサイズはユーザー設定で変わる

　
SPのサイズはユーザーが設定でフォントサイズを設定でき、それによってスケーリングされます。
スマホの　[設定]　-> [ディスプレイ] -> [フォントサイズ]
　
このため、spで設定した文字は、ユーザーのフォントサイズによって変化します。

textView.setText("ABC");
textView.setTextSize(18); // 18sp

1 2	textView.setText("ABC"); textView.setTextSize(18); // 18sp

　
レイアウトはspサイズになりますが、ユーザーがフォントサイズを変えると画面上で大きくなったり小さくなったりします。
　
それでは、狙った画面レイアウトができません
それを阻止するためには
　

textView.setTextSize(TypedValue.COMPLEX_UNIT_DIP, 20);

1	textView.setTextSize(TypedValue.COMPLEX_UNIT_DIP, 20);

　
のように　COMPLEX_UNIT_DIP　を入れ
TypedValue
を設定する必要があります。
　
あるいは画像として文字を入れてしまうのも手です、dpとしての縛りがありますが

ただ、ユーザーが老眼だったりすると文字が小さくて見えないという不満がでるでしょうね…その辺も考慮する必要もあります。