多终端多平台开发方式分析与设计

2014-03-28张忠山林茂松姬亚利

中国教育信息化·高教职教 2014年1期

张忠山+林茂松+姬亚利

摘要：近几年随着移动技术和互联网技术的迅速发展，移动应用程序出现在诸多领域，移动应用开发成为了一个关键问题。本文立足于移动开发技术的背景，从现有的移动应用开发现状，对比不同移动平台的开发技术，比较三种主要的移动应用开发方式，以中间件技术的开发模式，对移动应用程序上内容的实现进行了阐述，结合校园学习资源，以三种平台的智能手机和平板电脑两个终端的移动客户端为例，初步实现了一个简易校园移动学习应用的解决方案。

关键词：移动技术；移动开发；跨平台；移动应用

中图分类号：G40-057 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2014）01-0067-04

随着移动技术、移动通讯技术的发展，智能设备的普及以及移动技术给人们带来的巨大需求，人们对移动技术的关注也越来越多。Digitimes Research发布研究报告称：2013年全球平板电脑销售量将达到2.1亿台，智能手机销量也有望达到10亿部。因此，各大公司纷纷投入到了移动设备及技术的开发，苹果和谷歌2007年先后发布的IOS和Android系统现在已经在市场上占据了主流地位。智能化的移动设备给人们的生活和工作带来了极大的方便。[1]一些符合人们需求的移动应用也应用而生，各式各样的移动应用软件满足了人们在生活、工作和学习方面的需求。各个行业领域也开发相应的移动应用程序，使得开发者对移动应用程序的开发形式也日趋丰富。

在互联网高速发达的今天，移动设备已经是一个必不可少的与用户交互的接口。由于移动设备的易携带性、操作方便，使得人们越来越离不开移动设备。3G乃至4G网络的到来，信号覆盖广阔，人们通过移动设备接入互联网的数量已经超过了通过PC端接入互联网的数量，而这一速度只用了5年，超过了以往其他技术应用的发展速度。硬件的发展促进软件应用，在移动商店的应用数量也在以惊人的速度增长。各个公司企业都在开发符合自身的移动应用，在大学里面，就有上海交通大学和西南交通大学为网络教育研发的移动学习系统。团队和个人都通过开发一些具有特色功能的移动应用来获得收入。各个移动操作系统也迅速占领了市场，其中份额最大的有Android、Windows Phone 和 IOS通过不同的平台可以开发相应的应用程序。2012年11月数据显示：Android占据全球智能手机操作系统市场76%的份额，中国市场占有率为90%。截止至2011年11月，根据Canalys的数据显示：IOS已经占据了全球智能手机系统市场份额的30%，在美国的市场占有率为43%。Windows Phone在2013年第二季度出货量为890万台，Windows Phone已经拥有了6.5%的市场份额。[2]作为三个主流的移动操作系统占据了整个移动互联网的大部分市场。移动设备的低成本和高性能，已经成为未来人们必备可少的生活和学习用品。

一、主要的移动平台的开发模式

本文主要介绍的三种移动操作系统，是现在市场上常见的三种主流平台。[3]分别就不同的平台开发技术作一个简要的分析。

1.基于Android平台的移动应用开发

Android是基于Linux内核的软件平台和操作系统，是Google在2007年11月5日公布的移动系统平台。通过下载Android的SDK和下载Eclipse IDE for Java EE Developers，在Eclipse里面安装ADT插件，配置好相应的环节，就可以通过AVD管理自己的Android模拟器了。它采用软件堆层的架构，主要分为三部分，底层以Linux核心工作为基础，以Java作为编写程序的基本语言，开发者可在Eclipse开发相应的移动应用程序。

2.基于IOS平台的移动应用开发

IOS是由苹果公司开发的手持设备操作系统。苹果公司最早于2007年1月9日的Macworld大会上公布这个系统，可以通过下载并安装IOS SDK及开发工具X-CODE，在X-CODE里面通过C或者C++来编程。用户可以直接在Mac系统上设计或者是在Windows系统是通过虚拟机的方式来设计实现。

3.基于Windows Phone 8的移动应用开发

Windows Phone 8是微软公司2012年6月21日最新发布的一款移动操作系统，通过下载安装Visual Studio 2010 Express for Windows Phone Beta和Windows Phone SDK，利用C#语言来编程实现。

二、主要的移动应用开发方式

要为不同的平台和不同的终端开发不同的移动应用，有3种常见的开发方式。

1.基于Native App的开发方式

Native App是一种基于智能手机本地操作系统如IOS、Android、Windows Phone并使用原生程序编写运行的第三方应用程序。Native App位于平台层上方，兼容的能力较高，支持在线或离线，消息推送和本地资源访问。它可以给用户很好的体验，节约宽带成本，针对不同平台有不同体验，但是由于平台和终端较碎片化，开发成本要高很多，技术实现也比较高。

2.基于Web App的开发方式

Web App是指基于Web的系统和应用，一个站点就可以是Web App，它包括一些完整的网页信息处理应用。Web App 框架是一种简单网络应用程序框架，它提供一种简单的方式来开发应用程序，一般运行于网络和标准浏览器上，基于网页技术开发实现特定功能的应用，因此它的用户体验性很低。因为标准化问题和终端设备功能的支持程度，很难在短时间内找到确切的解决方案，所以Web App短期内将遇到发展瓶颈。

3.基于Hybrid App的开发方式

Hybrid App是指介于上述两者之间的App，表面像Native App，内部嵌入了UI Web View控件，里面访问的是一个Web App，在体验上像客户端。Hybrid App同时包括Native App良好用户交互体验的优势和Web App跨平台开发的优势。[4]总体特性更接近Native App，但它同时使用了程序设计语言和网页设计语言编码，系统架构时，本地框架内嵌入了网页，所以开发成本和难度相对要低。因此Hybrid App兼具了Native App的部分优势，也兼具了Web App使用HTML5跨平台开发低成本的优势。[4]表是三种应用开发的比较。endprint

三、基于中间件开发移动应用的方式

Hybrid App的兴起是现阶段移动互联网产业的一种偶然。移动互联网的发展，大部分公司需要开发相应的移动应用，但是没有相关的专业人才，而且几乎很少公司有能力专门成立跨平台的移动应用开发团队。HTML5技术的出现更是促进了移动互联网领域发展。纯粹的Web App在用户入口习惯、分发渠道和应用体验这三个核心问题暂时无法解决。因此Hybrid App迅速吸引了大量开发者。较低的成本和中难度的开发使得Hybrid App成为开发移动应用的常见选择。而Hybrid App的开发方式一般是基于中间件的基础上进行开发。

1.跨移动平台的中间件技术分析

国内外一些知名的中间件有jQuery Touch，它在Web App应用开发方面有较好的体验；[5]Titanium、AppMobi、Sencha Touch这三种中间件只支持Android和IOS平台，不能够开发Windows平台的应用； Rexsee只支持Android平台的开发；Appcan支持常见的4种操作系统，但是它的内部体系有一定的封闭性，不能够很好地实现一些功能；Phonegap支持包括Android、IOS、Windows Phone等7种系统，可以开发多种平台的应用，因此我们选用Phonegap中间件技术来开发移动应用。[6]

2.Phonegap中间件技术介绍

Phonegap支持调用系统的一些核心功能包括加速计、摄像头、罗盘、通讯录、文档、地理定位、媒体、网络、通知（警告、声音和振动）、存储，和Phonegap的一些特色功能的插件。[7]它具有较好的兼容性和标准化，可以使用各个平台的SDK，如Android的Android SDK，iPhone的iPhone SDK创建各自平台的框架，使用HTML，CSS和JavaScript创建合适的内容页面，然后利用PhoneGap中间件技术快速开发相应的移动应用程序。[8]如图1是利用中间件开发移动应用的模式。

四、利用PhoneGap开发移动应用的主要思路

PhoneGap是一个用基于HTML，CSS和JavaScript的创建移动跨平台移动应用程序的快速开发平台。它利用各个平台核心的功能和插件，可以快速为各个平台和各个终端编译好完整的程序。不同的平台支持的媒体格式和类型是不同的，因此我们从下面几种媒体类型来分别介绍一下它们的实现方式。[9]

1.文本类资源的实现方式

在大部分移动学习应用中，以文字为资源的媒体是最基本的呈现方式，文字呈现的主要问题是不同的终端有不同的屏幕尺寸，所以必须要实现文字呈现的自适应，才能给用户带来一个很好的视觉体验。对于文字的处理方式，主要是设计一个宽度及高度都是100%的JS框架页面，这样在嵌入到不同平台的时候，它的呈现就可以实现自适应。如图2和图3分别为文本类媒体在不同屏幕上的显示结果。

手机上的文字大小，一般使用宋体和六号字大小。文本颜色一般情况下采用黑色。页面可以用滚动的方式来加载，滚动超过三屏以上的文字内容，要使用分页的方式，使文本类的资源呈现方式可以有一个好的视觉效果。

2.图片类资源的实现方式

和文本类资源有相同重要性的媒体类型还有图片格式，不同的图片有不同的分辨率，因此一张图片的最大显示效果不会和某一个终端的屏幕大小相匹配，但如果将图片的显示强制在一屏之内，有些图片可能会看不清楚。所以我们对图片的处理方式为使用缩略图的显示方式，在首显示位置，把图片以一种合适的尺寸显示出来，如果用户有需要，他可以双击图片，那么图片就可以以原先的分辨率来显示，通过手指滑动屏幕，可以清楚的看到图片的细节。这样既不会影响观看图片传递的信息，也不会破坏图片在整个屏幕的显示效果。

3.视频类资源的实现方式

随着网络技术的发展，现在通过移动终端在线观看视频也成为了一种新的学习方式。通过移动终端显示视频类资源也是要解决的一种方式，首先是视频资源在屏幕中呈现方式，开始可以使用视频的画面截图，用图片缩略图来显示视频链接，如果用户有需要，他可以点击该缩略图，那么可以调用系统自带的媒体播放器来播放该视频。但是这样会影响用户化验，所以我们可以采用HTML5技术，在页面内直接通过嵌入JS来实现视频类媒体的播放，可以实现播放、暂停、终止、全屏、旋转、音量控制等功能，它可以直接播放Mp4，flv等一些常见的视频格式，Android、IOS、Windows Phone 8三个平台也支持HTML5标准，因此可以使用这种显示方式。[10]图4是视频类资源的呈现方式。

4.音频类资源的实现方式

音频类资源也是一种常见的媒体格式，但在移动终端它似乎不是一种必须的学习资源，但是我们仍然把它作为一种要呈现的资源考虑进去。我们实现音频类资源的呈现方式和实现视频类资源的实现方式一样，都是通过HTML5技术来嵌入JS编写的媒体播放器，用户可以直接在它上面点击播放、暂停和终止功能。如图5是音频类资源的呈现方式。

5.动画类资源的实现方式

我们通过所说的动画类媒体一般是指Flash格式的资源，Flash类的媒体也可以直接嵌入到程序页面，但是唯一不足的是苹果公司的移动终端不支持Flash格式，所以我们在使用动画的的时候要设计两个不同的页面，专门为iPhone，iPad设计的页面要避免使用Flash媒体，否则会显示不出来。在最终编译的时候要把不包含Flash资源类型的页面嵌入到iPhone和iPad终端中。

6.网页类资源的实现方式

在移动终端中，用户可以直接有效使用的媒体因为版权问题可能会比较少，这时候我们可以直接链接其他公开的学习资源页面，通过百度转码的方式，把其他网络上的网页类媒体引入到我们的学习平台。它的主要实现方式就是在其他PC网页资源的链接前面加上http：//gate.baidu.com/这一行代码，可以实现PC端转换到移动终端，但是效果并不是很好，所以我们尽量不使用PC端上的学习资源。

五、结论

随着技术的发展和更新，移动应用必将深入到各个领域，因此人们对移动程序开发的研究也会投入更多的精力，越来越多的研究使得移动程序的开发方式丰富化、简单化和智能化，为开发出更多符合人们需求的移动应用软件打下良好的基础。？筅

参考文献：

[1]梁敬坤.移动学习系统IPAD终端的设计与开发[D].广州：华南理工大学，2012，06，03.

[2]陈晔.平板电脑市场状况及未来发展趋势[J].经济视角，2012（1）：94.

[3]李云飞，王加俊，谢伟凯，申瑞民等.移动学习系统及其相关学习模式[J].开放教育研究，2012.2，18（1）：152.

[4]hybrid app百度百科[EB/OL].http：//baike.baidu.com/view/8488720.htm.

[5]杨若男.基于用户体验的智能手机交互设计研究[D].长沙：湖南大学，2007，05，07.

[6]王琴，王军.基于智能手机的移动学习系统关键技术研究[J].计算机技术与发展，2013，07，24.

[7]phonegap环境搭建[EB/OL].http：//phonegap.com/.

[8]陆钢，朱培军，李慧云，文锦军.智能终端跨平台应用开发技术研究[J].电信科学， 2012（5）：14.

[9]方海光，王红云，黄荣怀.移动学习的系统环境路线图[J].现代教育技术，2011.1（21）：14.