適用于移動Web開發的內容自適應機制設計

摘要：移動設備和3G網絡的發展產生了能夠滿足各種不同功能需求的移動應用，其中移動Web應用由于不依賴特定的客戶端，在其中占據了較大的份額。本文從設備設別的角度出發，提出了一套內容自適應機制來滿足移動Web開發的需求。

關鍵詞：識別技術；自適應技術

中圖分類號：ITP391文獻標識碼：A

1概述

早期的移動Web開發主要基于WAP技術，采用WML語言。這是一種基于XML設計的標記語言，主要用在移動設備上。由于提出WML語言規范時，還沒有出現性能強大的智能手機設備，所以WML只能對文本的格式進行最基本的控制，不支持類似背景色、線條顏色和字體大小等更加細化的格式。WML不支持JavaScript腳本語言，而是使用專用的WMLScript。由于WML標記語言的功能極其有限，智能手機設備逐漸普及以后新的移動Web站點已經不再使用，而是改用XHTML-MP（XHTML語言的移動版本）。XHTML-MP語言已經經過標準化，但是移動瀏覽器在實現時還是存在一些缺陷，所以在各種不同的移動設備和移動瀏覽器上表現會不太一樣。

目前，主流的移動瀏覽器已經可以較好地支持XHTML-MP，甚至部分高端的智能手機已經可以完整地支持HTML，但是相對于桌面Web開發來說，移動Web開發依然面臨很多困難，原因主要在于常見的移動設備及其依賴的無線網絡具有如下特點：

低帶寬：目前最常見的承載網絡是移動的GPRS，屬于2.5G，其傳輸速率最高只能達到114Kbps，即便是3G網絡，由于是共享帶寬，相對于有限寬帶來說，速度依然是一個瓶頸。

小屏幕：目前最小的桌面顯示器至少支持800 600像素，而一般的移動設備往往只有240 400像素，最小的只有90 60。

有限的內存容量和CPU處理能力：移動設備由于空間和電池續航能力的限制，內存容量和CPU處理能力都是有限的。

不同于桌面Web的輸入設備：鍵盤和鼠標是桌面Web瀏覽的標準配置，但是對于移動設備來說，輸入設備五花八門，包括了全鍵盤、數字鍵盤、觸摸屏等。

考慮到移動設備的多樣性，很難有一個普適的頁面解決方案可以在所有的移動設備上都獲得最佳的瀏覽體驗。為了能夠適應不同特性的移動設備和不同需求的移動用戶，動態地調整內容及其呈現方式就變得非常重要。W3C在2005年提出了MWI（Mobile Web Initiative），希望能夠解決在移動設備上訪問Web的互操作性和可用性問題，從而令移動Web訪問變得和桌面Web訪問同樣簡單方便。

2 設備識別技術

當前移動設備的種類非常多，從其處理能力上來說，分為智能機和非智能機；從輸入方式來說，分為觸摸屏和非觸摸屏手機；從屏幕大小來說，分為大屏幕手機和小屏幕手機。同時，移動設備上安裝的移動瀏覽器也各不相同，有的支持完整的html標記集，有的只支持XHTML-MP，甚至WML。如果要對移動Web的內容進行調整，使其能夠兼容不同的移動設備及安裝在其上的瀏覽器，就需要用到設備識別技術。

設備識別是指使用移動Web瀏覽器請求中的信息來識別出移動設備及其瀏覽器的功能特性的過程。只有掌握了訪問移動Web站點的設備的特征，移動Web站點才可以對移動標記、樣式、布局甚至是內容作出相應的調整，從而提高用戶的瀏覽體驗。服務器可以通過三個請求頭來是識別出移動設備和瀏覽器：

User-Agent頭：這是最重要的請求頭，里面通常包含了設備制造商和設備型號等信息。

X-Wap-Profile頭：這個頭提供了指向用戶代理配置文件的URL，這個文件描述了移動設備和瀏覽器的功能。

Accept頭：這個頭提供了瀏覽器或設備支持的MIME類型列表。

盡管上述三個頭中包含了設備及瀏覽器的信息，但是為了更準確地得到設備的功能特征，還需要用到設備數據庫，原因是有時請求頭會缺失，有時雖然沒有缺失，但卻包含了錯誤的信息。使用微軟.net平臺進行開發時可以使用HttpRequest.Browser對象獲得設備瀏覽器的特征信息，更詳細的設備特征或者其他平臺可以使用開源的WURFL設備數據庫來獲取。WURFL以XML的格式來存儲設備信息，采用分層結構，數據庫中的移動設備型號可以繼承父設備的功能，從而把海量的設備信息控制在一個較小文件中。

WURFL項目為常見的開發平臺提供了面向對象的API，本文使用.net平臺，可以通過下述代碼對WURFL API進行初始化：

var configurer=new ApplicationConfigurer();

var wurflManager=WURFLManagerBuilder.Build(configurer);

并通過GetCapability()函數獲取具體的設備特征值，比如GetCapability(“cookie_support”)可以得到瀏覽器是否支持cookie的布爾值。

3 內容自適應技術

內容自適應在設備識別的基礎上進行，將具有相似功能特征的設備歸為一組，然后針對移動設備組來定制移動標記、樣式和腳本。所謂內容自適應不僅僅是在服務器端根據條件執行不同的代碼，而是根據移動設備的功能和限制進行調整，從而讓用戶可以更好地適應。內容自適應的實現可以分為三個步驟：根據識別出的設備特征，對所有的移動設備進行分組；確定移動web站點調整的方式；使用設備組和確定的調整方式，編寫規則，設定如何更改移動Web站點的內容。

本文根據常見的移動Web站點的用戶經常使用的移動設備的特征，將區分三個不同的設備組，分組的標準如下：屏幕寬度在100像素左右，不支持cookie，處理能力和內存容量比較有限的功能手機（Nokia7620）；屏幕寬度在240像素左右，支持cookie的智能手機（Nokia C5-00）；屏幕寬度在320像素以上，支持完整的html標記，橫屏和豎屏可以自動轉換的高端觸摸屏手機（Apple iPhone4）；根據上述的分組標準，可以確定如下的示例調整方式：不支持cookie的手機在進行驗證時將用戶的票據信息存儲在服務器的數據庫中，通過將用戶的User-Agent請求頭和用戶的IP地址作為用戶識別的字段，在timeout之前，就認為是同一個經過驗證的用戶；對于屏幕寬度小于320像素的低端智能手機和非智能手機，數據在呈現時使用段落標記

進行區分；對于屏幕寬度大于320像素的高端智能手機，數據以表格的形式進行呈現，從而達到最佳的效果；對于觸摸屏手機，增加鏈接標記的字體大小，從而改善用戶的瀏覽體驗。

結論

內容自適應機制可以充分利用各種移動設備和瀏覽器的功能特性，從而達到較好的用戶瀏覽體驗，在當前移動設備五花八門，移動瀏覽器實現缺乏工業標準，彼此之間功能差距很大的情況下，這是實現移動Web站點高兼容性和可用性的最佳實踐。同時，應該注意到，為了實現內容自適應，不得不增加Web頁面的代碼量，這一點可以通過運用良好的設計模式和框架加以克服。

參考文獻

[1]Gail Rahn Frederick，Rajesh Lal. Beginning Smartphone Web Development:Building Javascript， CSS， HTML and Ajax-Based Applications for iPhone， ndroid， Palm Pre， BlackBerry， Windows Mobile， and Nokia S60[M]. 1 edition，Apress，2010.

[2]Dongsong Zhang. Web content adaptation for mobile handheld devices[J]. Communications of the ACM，2007.