内容简介:数据可视化的目的其实就是直观地展现数据,例如让花费数小时甚至更久才能归纳的数据量,转化成一眼就能读懂的指标;通过加减乘除、各类公式权衡计算得到的两组数据差异,在图中颜色敏感、长短大小即能形成对比;数据可视化是一个沟通复杂信息的强大武器。通过可视化信息,我们的大脑能够更好地抓取和保存有效信息,增加信息的印象。但如果数据可视化做的较弱,反而会带来负面效果;错误的表达往往会损害数据的传播,完全曲解和误导用户,所以更需要我们多维的展现数据,就不仅仅是单一层面, 目前有多种第三方库来实现数据的可视化:Highcha
数据可视化的目的其实就是直观地展现数据,例如让花费数小时甚至更久才能归纳的数据量,转化成一眼就能读懂的指标;通过加减乘除、各类公式权衡计算得到的两组数据差异,在图中颜色敏感、长短大小即能形成对比;数据可视化是一个沟通复杂信息的强大武器。通过可视化信息,我们的大脑能够更好地抓取和保存有效信息,增加信息的印象。但如果数据可视化做的较弱,反而会带来负面效果;错误的表达往往会损害数据的传播,完全曲解和误导用户,所以更需要我们多维的展现数据,就不仅仅是单一层面, 目前有多种第三方库来实现数据的可视化:Highcharts, Echarts, Chart.js, D3.js等。
总的来说,现在的第三方库都是基于这两种浏览器图形渲染技术实现的:Canvas和SVG。canvas和webGL都是基于openGL来进行封装。但是webGL由于更贴近openGL所以学习曲线较陡,这里就讲解Canvas和SVG两种。 下面是两种图形渲染技术的对比
SVG | Canvas |
---|---|
不依赖分辨率 | 依赖分辨率 |
支持事件处理器 | 不支持事件处理器 |
最适合带有大型渲染区域的应用程序 | 弱的文本渲染能力 |
复杂度高会减慢渲染速度(任何过度使用 DOM 的应用都不快) | 能够以 .png 或 .jpg 格式保存结果图像 |
不适合游戏应用 | 最适合图图像密集型的游戏 |
可以为某个元素附加 JavaScript 事件处理器。在 SVG 中,每个被绘制的图形均被视为对象。 | 一旦图形被绘制完成,它就不会继续得到浏览器的关注。如果其位置发生变化,那么整个场景都需要重新绘制。 |
Echarts
是百度的一个开源的数据可视化工具,一个纯 Javascript 的图表库,能够在 PC 端和移动设备上流畅运行,兼容当前绝大部分浏览器(IE6/7/8/9/10/11,chrome,firefox,Safari等),底层依赖轻量级的 Canvas 库 ZRender,ECharts 提供直观,生动,可交互,可高度个性化定制的数据可视化图表。下面是简单的使用方法:
option = { xAxis: { type: 'category', data: ['Mon', 'Tue', 'Wed', 'Thu', 'Fri', 'Sat', 'Sun'] }, yAxis: { type: 'value' }, series: [{ data: [820, 932, 901, 934, 1290, 1330, 1320], type: 'line' }] }; 复制代码
如何支持多种渲染方式
echarts支持svg、canvas、vml等底层技术 echarts会根据具体的渲染平台去做不同的渲染实现,底层是一个叫路径代理PathProxy的类,它会负责这个底层的绘制指令。根据不同的渲染器,底层进行不同的实现。
const rect = new zrender.Rect({ shape: { x: 10, y: 10, width: 80, height: 80 } }); 复制代码
如何支持事件处理
在canvas不能够为某个元素绑定事件,所以采用给整个图表容器绑定事件。当进行事件处理的时候,先判断鼠标是否在图形以内。因为图形经过旋转和缩放,所以需要将鼠标坐标切换到图形坐标系。获取到图形坐标系以后,就可以知道鼠标和图形之间的关系,就可以进行相应的事件处理。
SVG渲染如何部分更新
在渲染的时候canvas一旦改变就完全重绘,但是效率很高。对于SVG而言,假如说散点图有一千个,那么DOM就有一千个节点。如果每一帧都需要把DOM元素进行删除然后添加,效率是非常低的。所以这里可是使用virtual-Dom的方法,通过维护一个渲染对象列表,每帧将新的渲染对象列表与上一帧的进行diff,获得新增、修改、删除的渲染对象列表,在根据列表对DOM相关节点进行调整。
数据可视化的具体实现
这里基于两种实现方式,一种canvas一种svg。
Canvas
在这里实现了一个简单的库,可以绘制柱状图、饼状图、折线图、雷达图。 下面是使用方法:
const canvas = document.getElementById('canvas'); const data = [{ name: '篮球', value: 2260, }, { name: '羽毛球', value: 1170, }, { name: '乒乓球', value: 1230, }, { name: '足球', value: 1450, }, ]; const settings = { type: 'bar' }; new Chart(canvas, data, { title: 'Sport' }, settings); 复制代码
下面是效果图
构造函数可以传入的参数有四个,canvas画布对象,data是我们传入的数据对象,settings是传入的配置,就可以定义图形的类型,可以是柱状图,或者折线图。在这里根据传入的type进行相应的绘图更改。内部的实现原理如下:
if (settings) { Object.keys(settings).map((key) => { this[key] = settings[key]; }); } 复制代码
上面这个部分就能够让传入的参数覆盖已有的默认设置,颜色,坐标。有些设置需要通过计算才能获得,例如每个单位长度的标记,获取每个值的比例。例如:
this.totalValue = this.getTotalValue(); this.maxValue = this.getMaxValue(); function getTotalValue() { let total = 0; this.data.map((item) => { total += item.value; }); return total; } 复制代码
这里先计算出总数,然后绘制饼状图的时候就计算出每一条数据所占的比例,进行绘图。 下面这部分会根据传入的type来绘制不同的图形,下面是具体实现:
if (this.type === 'bar' || this.type === 'line') { this.drawBarUpdate(); } else if (this.type === 'pie' || this.type === 'ring') { this.drawPieUpdate(); } else if (this.type === 'radar') { this.drawRadarUpdate(); } 复制代码
看 draBarUpdate
的具体实现:
drawBarUpdate() { this.drawAxis(); this.drawPoint(); this.drawTitle(); this.drawBarChart(); } 复制代码
前三个函数用于基本的结构,轴、点、标题。第四个函数用来绘制图形。主要借助的是canvas的几种方法 fillStyle
:设置填充绘画的颜色、渐变或模式; strokeStyle
: 设置笔触的颜色、渐变或模型; beginPath
:开始一条路径,或者重置当前的路径; arc
: 用来创建弧/曲线 arc(x, y, r, startAngle, endAngle, direction)
x,y分别代表圆中心的x,y坐标。startAngle为起始角,endAngle为结束角,direction代表顺时针,还是逆时针绘图。首先根据数据的长度,确定每条数据的长度和坐标然后使用下面操作进行绘图。
this.ctx.beginPath(); this.ctx.arc(x, y, radius, startAngle, endAngle, direction); this.ctx.fill(); 复制代码
这样就可以绘制图形了
SVG
SVG是一种使用XML描述2D图形的语言。SVG基于XML,这意味着SVG DOM的每个元素都是可用的。你可以为每个元素附加javaScript事件处理器。 svg不同于canvas,提供了很多基本形状。例如rect: 圆;circle: 椭圆;ellipse:直线;line: 折线;polyline:多边形;polygon:路径。 这里借助common模块下的pie.js进行了解。 下面是使用方法:
var myPie = new Pie({ pieR: 40, // 外径 donutR: 35, // 内径 rotation: -90, // 旋转到从y轴正方向起始 strokeColor: '#FFF', // 使用白色描边 animation: true, // 启用默认展现动画 slices: [{ color: '#E3E3E3', // 第一切片颜色 percent: 0.1 // 第一切片面积占比 }, { color: '#5FC2F5', // 第二切片颜色 percent: 0.2 // 第二切片面积占比 }, { percent: 0.3 // 第三切片面积占比 }, { percent: 0.4 // 第四切片面积占比 }] }); $('body').append(myPie.getNode()); // 插入饼图。 复制代码
下面是效果图 首先也是进行重置默认的参数设置,还有计算一些属性,例
this.args = $.extend({ pieR: 100, slices: [{ percent: 1, }], }, args); $.each(this.args.slices, function(i, item) { item.angle = (item.percent || 0) * 360; }) 复制代码
然后设置每个元素应该设置的路径,是通过下面函数进行实现:
/** * @param {Number} startAngle 开始的角度 * @param {Number} angle 旋转角度 * @param {Number} pieR 半径 * @param {Number} donutR 环形图所需要的参数 * @return {Object} 坐标对象 */ getSectorPath(startAngle, angle, pieR, donutR) { startAngle = startAngle * Math.PI / 180; angle = angle * Math.PI / 180; var startAngleTri = { cos: Math.cos(startAngle), sin: Math.sin(startAngle) }; var angleTri = { cos: Math.cos(startAngle + angle), sin: Math.sin(startAngle + angle) }; return [ 'M', donutR * startAngleTri.cos, donutR * startAngleTri.sin, // 开始点 'L', pieR * startAngleTri.cos, pieR * startAngleTri.sin, // 开始的边界 'A', pieR, pieR, // 外部的半径 0, // x轴上的旋转 Math.abs(angle) > Math.PI ? 1 : 0, // large-arc-flag 1, // sweep-flag pieR * angleTri.cos, pieR * angleTri.sin, // end point 'L', donutR * angleTri.cos, donutR * angleTri.sin, // end edge 'A', donutR, donutR, // inner arc 0, // x轴上的旋转 Math.abs(angle) > Math.PI ? 1 : 0, // large-arc-flag 0, // sweep-flag donutR * startAngleTri.cos, donutR * startAngleTri.sin // 结束点 ].join(' '); } 复制代码
绘制图形是靠的path这个元素,下面的命令可以用于路径数据:
M = moveto L = lineto H = horizontal lineto V = vertical lineto C = curveto S = smooth curveto Q = quadratic Belzier curve T = smooth quadratic Belzier curveto A = elliptical Arc Z = closepath 复制代码
简便写就可以如下:
<path d="M250 150 L150 350 L350 350 Z" /> 复制代码
那么绘制饼状图的就可以如下这么写:
$(path).attr({ 'd': getSectorPath(startAngle, angle, pieR, donutR) }).css({ // 属性 }) 复制代码
这就是svg的绘画方式,相对canvas绘画,svg因为提供了一些基本的图形组件所以更好画,但是各有优点 。 如果需要制作更好的图形库,我们就需要借助绘图引擎,就能够针对多种平台使用不同的渲染方式。
以上所述就是小编给大家介绍的《数据可视化实践》,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对 码农网 的支持!
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