数据可视化代码地址:data-visualization(Github),数据可视化专题系列文章:
数据可视化,是关于数据视觉表现形式的科学技术研究,其中,这种数据的视觉表现形式被定义为,一种以某种概要形式抽提出来的信息,包括相应信息单位的各种属性和变量(源自百度百科)。当前,在前端领域数据可视化的技术五花八门非常之多,以下为常见的技术选型:
打*内容为重点关注内容,可移步专题篇查看更多内容。
Chrome 使用 Skia 作为底层 2D 绘图引擎,向上层开放了 Canvas、SVG、WebGL、HTML 等绘图能力。
canvas 是 HTML5 的新特性,它允许我们使用 canvas 元素在网页上通过 JavaScript 绘制图像。
- 编写 canvas HTML 标签(需要指定宽高)
- 获取 canvas DOM 对象
- 创建 canvas 对象
- 设置绘图属性并调用绘图 API
绘制点、矩形、直线和圆形
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8" />
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
<title>canvas example</title>
</head>
<body>
<!-- step1. 编写 canvas HTML 标签-->
<canvas id="canvas" height="800" width="800"></canvas>
<script>
// step2. 获取 canvas DOM 对象
const canvas = document.getElementById("canvas");
// step3. 创建 canvas 对象
const ctx = canvas.getContext("2d");
// step4. 设置绘图属性并调用绘图 API
/* 正方形绘制 */
ctx.fillStyle = "red";
ctx.fillRect(0, 0, 50, 50);
/* 路径绘制 */
ctx.beginPath();
ctx.lineWidth = 1;
ctx.strokeStyle = "blue";
ctx.moveTo(100, 100); // 起点
ctx.lineTo(250, 75); // 可添加多个中间点
ctx.lineTo(300, 100); // 最后一个即为终点
ctx.stroke();
/* 圆形绘制 */
ctx.beginPath(); // 结束上一段的绘制
ctx.lineWidth = 10;
ctx.strokeStyle = "green";
ctx.fillStyle = "yellow";
ctx.arc(200, 200, 50, 0, 2 * Math.PI);
ctx.stroke();
ctx.fill();
/* 点绘制 */
ctx.beginPath(); // 结束上一段的绘制
ctx.lineWidth = 1;
ctx.strokeStyle = "red";
ctx.moveTo(150, 150);
ctx.lineTo(151, 151); // 也就是一个像素的路径
ctx.stroke();
</script>
</body>
</html>
SVG是一种基于 XML 的图像文件格式,它的英文全称为Scalable Vector Graphics,意思为可缩放的矢量图形。更多内容详见【专题篇】数据可视化化之SVG篇。
- 编写 svg 标签,指定宽高
- 编写 svg 绘图标签
- 编写绘图属性和样式
绘制点、矩形、直线和圆形
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<title>svg-基础案例</title>
</head>
<body>
<svg height="800" width="800">
<rect width="50" height="50" style="fill: red" />
<line x1="100" y1="100" x2="250" y2="75" style="stroke: blue; stroke-width: 1" />
<line x1="250" y1="75" x2="300" y2="100" style="stroke: blue; stroke-width: 2" />
<circle cx="200" cy="200" r="50" stroke="green" stroke-width="2" fill="red" style="stroke: green; stroke-width: 1; fill: red " />
</svg>
</body>
</html>
WebGL(Web Graphics Library)是一种 3D 绘图协议,其可以为 HTML5 Canvas 提供硬件3D加速渲染,Web开发人员可以借助系统显卡在浏览器里更流畅地展示 3D 场景和模型,还能创建复杂的导航和数据视觉化。
绘制点(WebGL为进阶内容,了解即可)
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8" />
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
<title>webgl-基础案例</title>
</head>
<body>
<canvas id="canvas" width="200px" height="200px"></canvas>
<script>
window.onload = function () {
//顶点着色器程序
var VSHADER_SOURCE =
"void main() {" +
//设置坐标
"gl_Position = vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0); " +
//设置尺寸
"gl_PointSize = 10.0; " +
"} ";
//片元着色器
var FSHADER_SOURCE =
"void main() {" +
//设置颜色
"gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);" +
"}";
//获取canvas元素
var canvas = document.getElementById("canvas");
//获取绘制二维上下文
var gl = canvas.getContext("webgl");
if (!gl) {
console.log("Failed");
return;
}
//编译着色器
var vertShader = gl.createShader(gl.VERTEX_SHADER);
gl.shaderSource(vertShader, VSHADER_SOURCE);
gl.compileShader(vertShader);
var fragShader = gl.createShader(gl.FRAGMENT_SHADER);
gl.shaderSource(fragShader, FSHADER_SOURCE);
gl.compileShader(fragShader);
//合并程序
var shaderProgram = gl.createProgram();
gl.attachShader(shaderProgram, vertShader);
gl.attachShader(shaderProgram, fragShader);
gl.linkProgram(shaderProgram);
gl.useProgram(shaderProgram);
//绘制一个点
gl.drawArrays(gl.POINTS, 0, 1);
};
</script>
</body>
</html>
ECharts 是一个基于 JavaScript 的开源可视化图表库(相对较为广泛使用的图表库)。更多内容详见【专题篇】数据可视化化之ECharts篇。
- 引入 js 库
- 编写渲染容器 DOM,添加 width 和 height 样式属性
- 获取渲染 DOM 对象
- 初始化 ECharts 对象
- 编写 option 参数
- 调用 setOption 完成渲染
柱状图
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<title>ECharts-柱状图</title>
<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/echarts@5.3.2/dist/echarts.min.js"></script>
</head>
<body>
<!-- step1. 编写渲染容器 DOM,添加 width 和 height 样式属性 -->
<div id="chart" style="width: 800px;height: 400px;"></div>
<script>
// step2. 获取渲染 DOM 对象
const chartDom = document.getElementById('chart')
// step3. 初始化 ECharts 对象
const chart = echarts.init(chartDom)
// step4. 编写 option 参数
const option = {
title: {
text: '快速入门ECharts开发'
},
xAxis: {
data: ['食品', '数码', '服饰', '箱包']
},
yAxis: {},
series: {
type: 'bar',
data: [100, 120, 90, 150]
}
}
// step5. 调用 setOption 完成渲染
chart.setOption(option)
</script>
</body>
</html>
AntV 是蚂蚁金服全新一代数据可视化解决方案,致力于提供一套简单方便、专业可靠、无限可能的数据可视化最佳实践。
- 编写渲染容器 DOM
- 准备渲染数据
- 创建 Chart 图表对象,指定图表所在的容器 id、图表的宽高、边距等信息
- 载入图表数据源
- 使用图形语法进行图表的绘制
- 调用 render 完成渲染
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8" />
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
<title>G2-基础案例</title>
<script src="https://gw.alipayobjects.com/os/lib/antv/g2/4.1.32/dist/g2.min.js"></script>
</head>
<body>
<!--step1. 编写渲染容器 DOM-->
<div id="container"></div>
<script>
// step2. 准备渲染数据
const data = [
{ year: "1951 年", sales: 38 },
{ year: "1952 年", sales: 52 },
{ year: "1956 年", sales: 61 },
{ year: "1957 年", sales: 145 },
{ year: "1958 年", sales: 48 },
{ year: "1959 年", sales: 38 },
{ year: "1960 年", sales: 38 },
{ year: "1962 年", sales: 38 },
];
// step3. 创建 Chart 图表对象,指定图表所在的容器 id、图表的宽高、边距等信息
const chart = new G2.Chart({
container: "container",
autoFit: true,
height: 500,
});
// step4. 载入图表数据源
chart.data(data);
// step5. 使用图形语法进行图表的绘制
chart.scale("sales", { nice: true });
chart.tooltip({ showMarkers: false });
chart.interaction("active-region");
chart.interval().position("year*sales");
// step6. 调用 render 完成渲染
chart.render();
</script>
</body>
</html>
- 编写渲染容器 DOM
- 准备渲染数据
- 创建 Chart 图表对象,指定图表所在的容器 id、图表的宽高等信息
- 配置数据源
- 调用 render 完成渲染
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8" />
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
<title>G6-基础案例</title>
<script src="https://gw.alipayobjects.com/os/lib/antv/g6/4.6.4/dist/g6.min.js"></script>
</head>
<body>
<!--step1. 编写渲染容器 DOM-->
<div id="mountNode"></div>
<script>
// step2. 准备渲染数据
const data = {
// 点集
nodes: [
{
id: "node1", // String,该节点存在则必须,节点的唯一标识
x: 100, // Number,可选,节点位置的 x 值
y: 200, // Number,可选,节点位置的 y 值
},
{
id: "node2", // String,该节点存在则必须,节点的唯一标识
x: 300, // Number,可选,节点位置的 x 值
y: 200, // Number,可选,节点位置的 y 值
},
],
// 边集
edges: [
{
source: "node1", // String,必须,起始点 id
target: "node2", // String,必须,目标点 id
},
],
};
// step3. 创建关系图对象,指定图表所在的容器 id、图表的宽高等信息
const graph = new G6.Graph({
container: "mountNode", // String | HTMLElement,必须,在 Step 1 中创建的容器 id 或容器本身
width: 800, // Number,必须,图的宽度
height: 500, // Number,必须,图的高度
});
// step4. 配置数据源
graph.data(data);
// step5. 调用 render 完成渲染
graph.render();
</script>
</body>
</html>
- 编写渲染容器 DOM
- 初始化地图对象 L7.Scene
- 请求数据
- 初始化绘图对象并配置相关属性
- 调用 L7.Scene.addLayer 方法绘图
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8" />
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
<title>L7-基础案例</title>
<script src="https://unpkg.com/@antv/l7"></script>
</head>
<body>
<!--step1. 编写渲染容器 DOM-->
<div id="map"></div>
<script>
// step2. 初始化地图对象 L7.Scene
const scene = new L7.Scene({
id: "map",
map: new L7.GaodeMap({
style: "dark", // 样式URL
center: [120.19382669582967, 30.258134],
pitch: 0,
zoom: 4,
}),
});
// step3. 请求数据
fetch(
"https://gw.alipayobjects.com/os/rmsportal/oVTMqfzuuRFKiDwhPSFL.json"
)
.then((res) => res.json())
.then((data) => {
// step4. 初始化绘图对象并配置相关属性
const pointLayer = new L7.PointLayer({})
.source(data.list, {
parser: {
type: "json",
x: "j",
y: "w",
},
})
.shape("cylinder")
.size("t", function (level) {
return [1, 2, level * 2 + 20];
})
.color("t", [
"#094D4A",
"#146968",
"#1D7F7E",
"#289899",
"#34B6B7",
"#4AC5AF",
"#5FD3A6",
"#7BE39E",
"#A1EDB8",
"#CEF8D6",
])
.style({
opacity: 1.0,
});
// step5. 调用 L7.Scene.addLayer 方法绘图
scene.addLayer(pointLayer);
});
</script>
</body>
</html>
Highcharts 是一个用纯JavaScript编写的一个图表库, 能够很简单便捷的在web网站或是web应用程序添加有交互性的图表,并且免费提供给个人学习、个人网站和非商业用途使用。Highcharts 系列包含 Highcharts JS,Highstock JS,Highmaps JS,High 等内容,均为纯 JavaScript 编写的 HTML5 图表库。
Highcharts 支持的图表类型有直线图、曲线图、区域图、柱状图、饼状图、散状点图、仪表图、气泡图、瀑布流图等多达 20 种图表,其中很多图表可以集成在同一个图形中形成混合图。
Highstock 是用纯 JavaScript 编写的股票图表控件,可以开发股票走势或大数据量的时间轴图表。它包含多个高级导航组件:预设置数据时间范围,日期选择器、滚动条、平移、缩放功能。
Highmaps 是一款基于 HTML5 的优秀地图组件。Highmaps 继承了 Highcharts 简单易用的特性,利用它可以方便快捷的创建用于展现销售、选举结果等其他与地理位置关系密切的交互性地图图表。
Three.js 是一个基于 WebGL 的 Javascript 3D 图形库。
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8" />
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
<title>threejs-旋转正方体</title>
<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/three@0.116.1/build/three.js"></script>
</head>
<body>
<script>
var camera, scene, renderer;
var geometry, material, mesh;
init();
animate();
function init() {
camera = new THREE.PerspectiveCamera(
70,
window.innerWidth / window.innerHeight,
0.01,
10
);
camera.position.z = 1;
scene = new THREE.Scene();
geometry = new THREE.BoxGeometry(0.2, 0.2, 0.2);
material = new THREE.MeshNormalMaterial();
mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);
scene.add(mesh);
renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true });
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
document.body.appendChild(renderer.domElement);
}
function animate() {
requestAnimationFrame(animate);
mesh.rotation.x += 0.01;
mesh.rotation.y += 0.02;
renderer.render(scene, camera);
}
</script>
</body>
</html>
D3(Data-Driven Documents) 是一个 Javascript 图形库,基于 Canvas、Svg 和 HTML。
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8" />
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
<title>d3-数据绑定</title>
<script src="https://d3js.org/d3.v7.min.js"></script>
</head>
<body>
<p>Vue</p>
<p>React</p>
<p>Angular</p>
<button id="datum">datum</button>
<button id="data">data</button>
<script>
const body = d3.select("body"); // 这不是dom,这是d3相关的对象
const p = body.selectAll("p");
const doDatum = () => {
const str = "Framework";
p.datum(str);
p.text((d, i) => {
return `${d}-${i}`;
});
};
const doData = () => {
const dataset = ["vue", "react", "angular"];
p.data(dataset).text((d, i) => {
return `${d}-${i}`;
});
};
document.getElementById("datum").addEventListener("click", (e) => {
doDatum();
});
document.getElementById("data").addEventListener("click", (e) => {
doData();
});
</script>
</body>
</html>
简单来说地图组件就是底图+可视化图层(点线面等),更多内容详见【专题篇】数据可视化化之地图篇,其主要介绍了百度地图和高德地图的基础使用。
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