iPhone & iPad 屏幕尺寸，歸納及分析
初代 iPhone 2007 年發布 ，iPad 2010 年發布。隨著時間推移，iPhone 和 iPad 推出各種型號，屏幕尺寸不斷演變。我歸納了各機型的屏幕尺寸，做成表格，App 適配時有個參考。我只關心屏幕尺寸，忽略 LCD 或 OLED，屏幕亮度之類的參數。
iPhone 屏幕尺寸
iPad 屏幕尺寸
上表中，機型的尺寸我是寫成了 width x height，更符合開發的 frame = (x, y, width, height) 習慣。
屏幕像素、對角線長度、ppi
普通用戶比較關心屏幕像素、對角線長度、ppi。屏幕對角線的物理長度，決定了屏幕實際有多大。而屏幕像素，決定了屏幕看起來的細膩程度。相同的物理尺寸上，像素越多，屏幕自然越細膩。屏幕細膩程度可以用 ppi 衡量。
ppi（pixels per inch）表示每英寸有多少個像素，是手機廠家宣傳的重點之一，通常會直接給出數值。我們也可以通過屏幕像素，和對角線長度估算出來。
比如 iPhone X，1125 × 2436 像素，5.8 英寸。屏幕是矩形，根據勾股定理，對角線就是 √(1125 * 1125 + 2436 * 2436) = 2683 像素，而對角線 5.8 英寸，於是 ppi = 2683 / 5.8 = 463。而官方數字是 ppi = 458，誠不我欺。
屏幕點、屏幕模式、寬高比
其實對於 iOS 開發者，做 App 適配時，並不太關心具體的屏幕像素。而主要關心屏幕點（point），和屏幕模式。
點(point)是 iOS 開發中的一個概念，沒有物理上的對應，有時也叫成虛擬點。開發 iOS App 時，所有的單位都是點, 而不是像素。蘋果會保證每個點的物理尺寸相差不大，而 44 個點大小是一個基礎參照，是個比較特殊的數字。用戶的手指有一定大小，假如按鈕的點擊區域低於 44 × 44 個 點，用戶就比較難以點中。iPhone 上的導航欄、工具欄高度默認也是 44 個點。iPhone X 屏幕缺了一塊，為避開黑色區域，它的狀態欄高度同樣是 44 個點。
屏幕模式，這名字是我自己取的。英文原文是 screen scale，你喜歡的話也可以將其叫成屏幕縮放比。只是 scale 翻譯成縮放比，就會跟寬高比混淆。在不引起誤解的情況下，我有時乾脆將其稱呼為屏幕模式，順口一些。下文也會混用 scale 這個單詞，特此註明。
屏幕模式用於挑選合適的 App 素材。為適配不同的屏幕，iOS App 的同一個圖標，往往會準備 1x、2x、3x 等幾個圖片素材。假如屏幕 scale = 3，就會優先選取 3x 素材；假如屏幕 scale = 2, 就優先選擇 2x 素材。
屏幕的寬高比例也很重要，會影響適配。比如在手機上顯示同一個視頻，視頻等比例鋪滿高度，在 iPhone X 左右兩邊就被裁掉更多內容。而視頻等比例適應寬度，iPhone X 上下就被留更多的黑邊。具體如何處理視頻顯示，就需要開發者衡量。
點(point)和像素的關係
將點和像素看成一維的長度單位，點和像素會有簡單的對應關係。當屏幕模式為 1x, 一個點就等於 1 個像素，當屏幕模式為 2x，一個點就等於 2 個像素。通常有這個關係
pixel = point * scale
比如 iPhone 4/4S，屏幕是 320 x 480 個點, 2x 模式，相應為 640 × 960 像素。
只有 iPhone 6/6S/7/8 Plus 是例外的，它的屏幕是 414 × 736 個點, 3x 模式，理論上應該有 1242 × 2208 像素，但實際上它只有 1080 × 1920 像素。估計是當時的技術限制，像素做不了這樣高。但即使這樣，iPhone 6/6S/7/8 Plus 的 ppi = 401，也已經很高了。
而到了 iPhone X/Xs, 屏幕是 375 × 812 個點, 3x 模式，屏幕像素做到了理想中的 1125 × 2436 像素。ppi 也到了新的高值，ppi = 458。
蘋果的宣傳中，將 iPhone Xs 的屏幕稱呼為 Super Retina 屏幕。它並沒有宣傳 point 和 scale 這種概念，因為對於普通用戶太難理解，他們實際上也不關心。
但實際上，1x 的屏幕是普通屏，2x 是 Retina 屏，3x 是 Super Retina 屏。iPhone 6/6S/7/8 Plus 雖然名義上也是 3x，但它的像素打了個折扣。到了 iPhone X/Xs，點和像素又再次精確對應上了，才是真正意義上的 Super Retina 屏。
點(point)和像素的更多內容，可以參考我之前寫的回答。
iOS 的 APP 在系統中如何適應 iPhone 5s/6/6 Plus 三種屏幕的尺寸？
iPhone 屏幕演化
下面從點尺寸和屏幕模式的角度，分析各機型的屏幕尺寸演化。
初代 iPhone
初代 iPhone 屏幕 320 x 480 個點, 1x 模式。在這種情況下，點和像素直接對應，實際上這時還沒有出現點這個概念，因為不需要。而 480 約等於 11 乘以 44。
iPhone 的屏幕現在看來是很小，但 2007 發布時，3.5 英寸的屏幕是很大的。
iPhone 之前，大屏智能機的代表應該是 Palm 系列。我用過一台 Palm 650，最起碼轉了 4 手。有個人購買了一台二手 650, 轉手給我哥，我哥用了一段時間轉手給我。初接觸 Palm，驚為天人。隨時隨地看書，是我人生夢想之一，終於實現了。Palm 居然還可以看 pdf，只是每行字需要不斷按箭頭。看完一行字，按箭頭回到最左邊，之後再移動到右邊。
再之後我買了第一台 iOS 設備，iPod Touch, iPhone 自然買不起。又再驚為天人，橫屏看 pdf 終於不用左右折騰了。
可想而知，3.5 英寸的屏幕現在看起來沒有什麼了不起，但剛出來時是很震撼的。
iPhone 4
iPhone 4 的屏幕像素髮生改變，首先提出 Retina 屏的概念，Retina 是視網膜的意思。據喬布斯在發布會上說，是當像素太密，超過 300 ppi 時，人眼也就不能區分出每個像素。iPhone 4 是一代經典，從它開始，iPhone 在中國逐漸被大眾所知。
從 iPhone 4 開始，屏幕像素開始分裂，需要考慮 App 兼容。iPhone 4 之前，iOS App 開發通常採用 Pixel to Pixel 的做法，設計師在電腦上創建 320 x 480 像素的畫布，設計好 UI, 之後將電腦上的 UI，精確搬到 iPhone 上。
為解決適配問題，並讓 iPhone 4 可以運行之前的 App。iOS 開發開始引入點和屏幕模式的概念。在 iPhone 4 的點尺寸跟之前一樣，但它的屏幕是 2x。以前的尺寸被系統自動解釋為點尺寸，iPhone 4 就可以運行之前的 App。文字、svg 等矢量元素會自動高清，而圖片也可以在 iPhone 4 上顯示正確，只是顯示模糊。假如圖片也需要高清，需要準備 1x、2x 兩份圖片。
iPhone 的屏幕於是正式進入 2x 的 Retina 時代。
iPhone 5
iPhone 5 屏幕模式保持不變。但它的點尺寸發生改變，屏幕被拉長，由 320 x 480 個點拉長到 320 x 568 個點。
iPhone 5 的寬度保持一致，高度增加 568 - 480 = 88 個點。還記得 44 這個比較特殊的數字嗎，88 就是 44 的兩倍。
當 iPhone 5 還沒有被適配，運行 iPhone 4 的 App，會上下各留 44 個點的黑邊。適配之後可以顯示更多的內容。
當 iPhone 5/5s 停留在 4.0 英寸屏幕時，安卓機已進入大屏時代，三星的手機熱銷。蘋果也自然被說不思進取。
iPhone 6
iPhone 6 開始，iPhone 也進入大屏幕時代，同時推出 iPhone 6 和 iPhone 6 Plus。當年大屏 iPhone 大賣，三星手機銷售下滑，國產安卓手機慢慢崛起。
iPhone 6 的屏幕點尺寸再次改變，從 320 x 568 演化到 375 x 667。但它的比例相對於 iPhone 5 是保持不變的，寬高比仍然是 0.562 = 9/16。
iPhone 6 還沒有適配時，運行 iPhone 5 的 App，會直接將其等比放大。適配後，因為點更多，可以看到更多的內容。
在 iPhone 6 的【設置】-【顯示和亮度】-【放大顯示】中的視圖，可以選擇「標準」和「放大」兩種模式，假如選擇「放大」，iPhone 6 屏幕的點尺寸會跟 iPhone 5 一樣，但每個點會更大。iPhone 6 Plus 也有放大模式，選擇放大後點尺寸就跟 iPhone 6 一樣。
iPhone 6 Plus 的屏幕模式是 3x，但它的 3x 是打了折扣的。上面提到，iPhone 6 Plus 是 414 × 736 個點，完美的 3x 應該是 1242 × 2208 像素。但估計是當時的技術限制，iPhone 6 Plus 的屏幕實際上 1080 × 1920 像素。
iPhone 6 Plus 的屏幕是 2x 到 3x 的過度階段。App 按照 3x 適配，iPhone 6 Plus 真正顯示的時候將畫面縮小一下，對應到屏幕的真實像素中。使用 iPhone 6 Plus 去截屏，截圖的像素是 1242 × 2208，而並非屏幕的真實像素 1080 × 1920。iOS 系統和 App 已經進入 3x 了，只是屏幕像素還沒有跟上。
另外提提，iPhone 5 的屏幕尺寸是 4.0 英寸，iPhone 6 是 4.7 英寸，iPhone 6 Plus 是 5.5 英寸。iPhone 6 比 iPhone 5 放大 4.7/4.0 = 1.175，iPhone 6 Plus 比 iPhone 6 放大 5.5/4.7 = 1.170，兩者數值是很接近的。
iPhone X
iPhone X 的屏幕 375 × 812 個點, 3x 模式，並且是真正的 3x。它像素是 1125 × 2436，點和像素再次完美對應。對比 iPhone 8 的 375 x 667 個點，寬度保持不變，高度增加 812 - 667 = 145 個點。
iPhone X 去掉 Home 鍵，屏幕拉長，進入全面屏。但是屏幕真正進入 3x 似乎沒有什麼人提到。蘋果為這種屏幕取了個沒有什麼創意的新名字，叫 Super Retina 屏。原來的 2x 的屏幕就是 Retina 屏幕。
iPhone Xs 的屏幕尺寸跟 iPhone X 一致。
iPhone Xs Max 的屏幕尺寸是 414 × 896 個點, 對比 iPhone 8 Plus 的 414 × 736 個點，寬度保持不變，高度增加 896 - 736 = 160 個點。iPhone Xs Max 和 iPhone Xs 的屏幕比例一樣。
iPhone XR 也是 414 × 896 個點，點數跟 iPhone Xs Max 一樣。iPhone XR 的屏幕是 2x 模式。iPhone XR 的 R 代表什麼意思，蘋果官方沒有明確地說，聲稱沒有特別的含義，只是跑車也使用 R、S 等字母，看起來有點酷。但假如讓我猜測，我會猜測這個 R 表示 Retina。3x 的屏幕是 Super Retina 屏，2x 是 Retina 屏。iPhone X 這種全面屏設計，也需要有一款傳統的 2x 的 Retina 屏機型，這就是 iPhone XR。
iPhone XR 並非廉價 iPhone, 它實際是 iPhone 8 這種 2x 屏幕的常規升級，只是 iPhone Xs 的屏幕太高級了，被比下去了。
iPad 屏幕演化
初代 iPad
第一代產品往往不完美的，但它會為接下來的演化方向定下一個基調。初代 iPad 為閱讀設計，發布會上還特意演示了 iBooks。要了解 iPad 的尺寸，我們需要先了解 A4 紙張的尺寸。
一張 A4 紙的尺寸是 21 × 29.7cm，那 A4 紙又為什麼是這個尺寸呢？要從 A0 紙開始。A0 紙對摺裁開，可以裁成兩張 A1 紙; A1 對摺裁開，可以裁成兩張 A2 紙; 假如 A0 不可以完美裁成兩張 A1, 就必然會剩紙張不能被利用，就浪費了。
如此類推，A4 可由 A0 對摺 4 次得到。因此 A0 紙張的尺寸，決定了 A4 紙張的尺寸。
而 A0、A1、A2、A3 的紙張寬高比是一樣的; 而又需要 A0 可以裁成兩張 A1, 於是就自然會有
width(A0) / height(A0) = width(A1) / height(A1)
height(A0) = 2 * width(A1)
這樣就決定紙張的寬高比例，一定是 1/√(2) = 0.707。
A0 紙張的面積規定是 1 平方米。當面積固定時，在生產紙張的時候，由紙漿的體積就很容易控制紙的厚度。知道密度後，紙漿體積也很容易用重量去控制。
於是知道 A0 紙的比例，以及 A0 紙的面積。就已經決定了 A0 紙的尺寸，也就決定了 A4 的尺寸。
iPad 設計時，一個主要目的就是書籍閱讀，它參考 A4 紙的尺寸。當時已有的屏幕尺寸中，768 x 1024 的比例是 0.75，最接近 A4 紙張的比例 0.707。而 iPad 在橫屏狀態下，可以完整放下 A4 的寬度，於是也就決定了屏幕的物理尺寸。
確定了屏幕像素和物理尺寸，初代 iPad 是 1x 屏幕，ppi 也自然決定了，ppi = 132。
iPad 使用時距離用戶更遠，iPhone 更近一些。當距離越遠（通常也就表示屏幕越大），每個點的物理尺寸就需要相應增大一些，不然同樣的 44 個點，在 iPad 上面就更難點擊。對比 iPhone 1x 模式的，ppi = 163。而當在 1x 時，點和像素是等價的。既然 iPhone 上每英寸排的點更少，自然也表示 iPad 每個點占的物理尺寸更大了。iPad 的屏幕 ppi 更小。但因為使用時距離更遠，在實際使用中，屏幕比 iPhone 差一些，但不算明顯。
iPad Pro
iPad Pro 有三種尺寸，而它的寬高比都跟之前保持一致。
iPad Pro(9.7) 屏幕物理尺寸跟之前一樣，點數保持一致，2x 模式，像素翻倍，ppi 自然也翻倍，ppi = 264。
iPad Pro(12.9) 屏幕點數是 1024 x 1366，而 iPad 的屏幕是 768 x 1024。讓 12.9 寸的 iPad 的寬度，剛好等於 9.7 寸的 iPad 高度。這是故意的，是為了在 iPad 的左右分屏下，12.9 寸的 iPad 也可以完整顯示出 9.7 寸 iPad 的內容。
iPad Pro(10.5) 的屏幕點數是 834 x 1112，ppi 保持一致。iPad Pro(10.5) 採用了新的窄邊框設計，在保持整體機身尺寸不變的情況下，屏幕點數更多。
iPad Pro(全面屏）
蘋果的設備往全面屏方向演化，iPhone 去掉 Home 鍵後，iPad Pro 跟進也去掉了 Home 鍵。有兩款全面屏 iPad。
iPad Pro 11 英寸，834 x 1194 個點，2x 模式。對比原來的 iPad Pro 10 10.5 的 834 x 1112 個點。寬的點數不變，高度增加 1194 - 1112 = 82 個點。它的寬高比例是 0.698，很接近 A4 紙的寬高比例 0.707。
全面屏的 iPad Pro 12.9 英寸，1024 x 1366 個點，2x 模式，跟之前一樣。去掉了 Home 鍵之後，新版的 iPad 整體機身尺寸縮小，更加方正。
iPad mini
iPad mini 的屏幕點數仍然跟原有 iPad 保持一致，也就是 768 x 1024 個點, 為了讓機身縮小，也就需要增大 ppi。但這個 ppi 也不是隨便定的。iPad mini 的 2x 屏幕，ppi = 326，也正好是 iPhone 2x 的 ppi。
相同的屏幕模式，iPad mini 的 ppi 就算比 iPad 更高，但易讀性不夠 iPad 的。iPad mini 為了便攜，犧牲了一些易讀性。
總結
可以看到 iPhone 和 iPad 屏幕的尺寸演化，是有一定脈絡，並非隨意定的。這種脈絡假如從點尺寸，屏幕模式, 屏幕比例的角度去觀察，會更清晰一些。
現在 iOS 設備越來越多，但蘋果是有規劃，節奏地推出設備的。估計在 iPhone 6 Plus 時就已經在規劃 iPhone X，先讓 iPhone 6 Plus 那種不完美的 3x 做前鋒鋪路。當 iPhone X 真正的 3x 出來時，系統和 App 都已經全部準備好了。
我們可以總結大致思路。
- 之前的設備尺寸，定下了基調，後續產品需要考慮 App 兼容。
- 讓每款設備的點使用起來，差別不要太大，44 個點可以作為參考，讓 44 x 44 容易點擊。
- 設計新的屏幕點尺寸時，考慮已有的屏幕點尺寸。有兩個方向，1. 保持寬度不變，高度拉長。2. 保持比例不變，整體放大。
- 增加屏幕 scale, 在點數目不變的情況下，讓像素密度更高。scale 是整數，這樣容易適配。
- 在保證每個點用起來差不多，而 scale 是整數的情況下，並且點和像素儘可能精確對應。在這些條件下，實際上已經限制了設備的 ppi，使得 ppi 不至於太過分裂。將 ppi 列個表格
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