言

25年過去了，Brooks博士著名的“沒有銀彈”的論斷依舊沒有被打破。HTML5也是一樣。但這并不妨礙HTML5是一個(gè)越來越有威力的“炸蛋”：發(fā)展迅速、勢不可擋。隨著HTML5技術(shù)的普及，用HTML5做可視化呈現(xiàn)的項(xiàng)目越來越多了。HTML5的優(yōu)勢明顯：網(wǎng)頁上直接運(yùn)行無需插件、手機(jī)平板方便兼容、代碼開發(fā)和維護(hù)相對容易，等等。一大波一大波的做Java、.NET甚至C++桌面的程序老手們都紛紛開始研究javascript了，而初出茅廬的新一代程序猿更是義無反顧的直奔HTML5這個(gè)技術(shù)大熱點(diǎn)而來。

HTML5涵蓋的技術(shù)點(diǎn)很多，甚至延伸到了前端、后端、通訊等各個(gè)層面。前端的canvas繪圖這塊無疑是它的核心內(nèi)容。Canvas的API雖然不是很復(fù)雜很強(qiáng)大，但是做一般的2d繪圖基本都夠用了。基于這些API，一大堆的2d繪圖組件紛紛出爐。Echarts、d3.js都是很不錯(cuò)的項(xiàng)目。 Echarts主要是chart組件，而d3相對雜一些，很多呈現(xiàn)方式很有創(chuàng)意，值得研究。

概述

研究d3的起因是最近有一個(gè)項(xiàng)目，用戶截了一張效果圖讓我們用HTML5做一下：

看著很眼熟，搜了一下，感覺就是d3例子中的sunburst效果，程序在這里：

http://bl.ocks.org/mbostock/4063423

看上去似乎也不難，就是一圈一圈的餅圖，把樹狀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)按占比一層一層繪制上去就行了。所以引起了自己動(dòng)手做一個(gè)的興趣。“sunburst”英文里應(yīng)該是“云開日出”的意思，類似強(qiáng)烈的光芒從云層背后透射出來，不知為何中文里大多把它翻譯成“日落”。比如這把Fender Telecaster吉他型號是Brown Sunburst款，就會(huì)被大家翻譯成“日落色”。

關(guān)于日出和日落更喜歡哪一個(gè)的問題，網(wǎng)上還真有這樣的調(diào)查。有意思的是，選擇喜歡日落的遠(yuǎn)多于選擇日出的。日出代表希望，日落代表成熟，都是一種美，哪個(gè)更美要看你個(gè)人的心境，因?yàn)樗拿利愂怯尚纳榱瞬辉谶@個(gè)問題上站錯(cuò)對，我們還是給他重新起一個(gè)更加響亮霸氣的中文名字：“彩虹爆炸圖”，怎么樣?

仔細(xì)研究一下彩虹爆炸圖的結(jié)構(gòu)，無非就是一個(gè)樹形結(jié)構(gòu)，并采用發(fā)射狀的布局。根節(jié)點(diǎn)在中間(也可以認(rèn)為沒有唯一的根，而是一堆根節(jié)點(diǎn)圍繞在第一圈)，一次向外發(fā)散排列。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)有名稱、數(shù)值。節(jié)點(diǎn)可以按照自身數(shù)值在扇區(qū)所占比例進(jìn)行繪制，這樣就不用管節(jié)點(diǎn)具體數(shù)值有多大多小了。

這種圖最先是由布朗大學(xué)教授John T. Stasko設(shè)計(jì)。

http://www.cc.gatech.edu/~john.stasko/

經(jīng)過一天的折騰，終于做出了一個(gè)還算過得去的“彩虹爆炸圖”。先上個(gè)圖看看：

主要功能包括了：

可以通過json來定義數(shù)據(jù)和樣式(類似百度的echarts那樣);

顏色可以固定，也可以自動(dòng)彩虹色;

自動(dòng)計(jì)算數(shù)值及角度占比;

動(dòng)態(tài)顯示導(dǎo)航路徑;

鼠標(biāo)動(dòng)態(tài)高亮顯示路徑;

動(dòng)畫飛入、展開導(dǎo)航路徑;

文字顯示及角度控制;

全矢量，可鼠標(biāo)縮放、平移，不失真;

下面重點(diǎn)碼一下折騰過程中的幾個(gè)重點(diǎn)：

一、定義節(jié)點(diǎn)對象

首先定義每一個(gè)小扇片節(jié)點(diǎn)。每個(gè)扇片可以用一段餅圖來繪制。為了簡單方便，這里用了最簡單高效偷懶的方法：用一個(gè)半徑很粗的線畫一段角度的arc，即可。如下圖：

另外還有文字等內(nèi)容。所以定義它的json結(jié)構(gòu)大概如下：

var item = {name: '名稱', color: 'red', angle: '45', …};

此外，下一圈的數(shù)據(jù)，可直接定義為這個(gè)節(jié)點(diǎn)的“孩子節(jié)點(diǎn)”，直接在item中定義一個(gè)data的子節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)：

var item = {name: '名稱', color: 'red', angle: '45', data:[

{name:’孩子一’, color:’green’,…},

{name:’孩子二’, color:’yellow’,…},

]};

這樣就可以組成一個(gè)樹狀結(jié)構(gòu)。接下來要在canvas上繪制圖形了。為了方便，這里直接使用了矢量圖進(jìn)行定義：

twaver.Util.registerImage('node', {

v: [{

shape: 'circle',

r: ...

lineColor: function(data,view){return data.getClient("lineColor");},

lineWidth: ...

startAngle: ...

endAngle: ...

},{

shape: 'text',

textBaseline: 'middle',

textAlign: ...

text: ...

x: ...

y: ...

font: ...

fill: ...

rotate: ...

visible: ...

shadow: ...

}],

});

矢量圖中定義了2個(gè)圖形元素：一個(gè)arc弧線、一個(gè)文字對象，分別用于畫node和繪制其文字。顏色、字體、是否可見、陰影、對齊、位置、線寬、角度…等等均在上面的定義中用一個(gè)function動(dòng)態(tài)獲取。例如，這個(gè)節(jié)點(diǎn)的半徑，通過下面的方法，就可以在圖形的lineColor屬性中保存并驅(qū)動(dòng)，需要修改，直接修改lineColor這個(gè)client屬性即可，而不用去修改繪圖參數(shù)，非常方便：

r:function(data,view){return data.getClient("lineColor");}

這里有一個(gè)比較啰嗦的地方是：每個(gè)扇片的角度需要根據(jù)每個(gè)item定義的原始值進(jìn)行計(jì)算角度占比。而且，對于太小的扇片，可以給一定的最小值(例如 1度)，保證能視覺上看到它。否則，顯示10000和1兩個(gè)數(shù)值，由于對比過大，可能就杯具了，因?yàn)?連1度都占不到，顯示效果會(huì)非常差。還有，每個(gè)扇片之間應(yīng)該盡量留有一定的空隙。如果連續(xù)繪制，就會(huì)連成一片，沒有“分片”感。這些可以在代碼中進(jìn)行簡單控制。

二、文字控制

文字控制也比較啰嗦。首先是對齊方式。最簡單的方式當(dāng)然是讓文字在所在扇片處，直接居中、旋轉(zhuǎn)。這樣文字會(huì)在徑向的中間位置，如下圖：

但這樣顯示感覺并不是很完美。對于中文來說，如果能統(tǒng)一靠近圓心方向的位置對齊，會(huì)更好看一些。這樣，即使文字過長，也會(huì)向外延伸，不會(huì)和里面的重疊。如下圖：

還有，當(dāng)文字在左半圓時(shí)，如果不做特殊處理，文字旋轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致文字大頭朝下，閱讀起來有把脖子歪斷的風(fēng)險(xiǎn)。所以應(yīng)該動(dòng)態(tài)判斷，如果文字在左側(cè)，應(yīng)該文字再增加旋轉(zhuǎn)180度。同時(shí)左側(cè)的文字對齊也要特殊考慮，應(yīng)該變成右對齊，才能保持徑向的整齊一致。

文字還有一個(gè)細(xì)節(jié)就是顏色和陰影的問題。不使用陰影，單純的使用顏色(例如白色)，則在一些方向上的節(jié)點(diǎn)的文字會(huì)看不清楚，因?yàn)槲覀冏龅氖遣屎绫▓D，各個(gè)方向顏色都不一樣，而且還會(huì)隨著圈數(shù)增加而變淡顏色，所以幾乎不可能用一個(gè)固定的顏色(例如白色或黑色)能保證文字在所有地方都能和node顏色搭配并看清楚。所以思來想去還是使用了陰影效果。

聯(lián)想了一下我們看美劇時(shí)候的字幕，似乎也是同樣的問題。視頻字幕要顯示在千變?nèi)f化的視頻場景里面，視頻場景的顏色完全隨機(jī)出現(xiàn)無從知曉，要想讓字幕看清楚，必然也會(huì)想一些辦法解決。我們仔細(xì)觀察一下視頻字幕：

仔細(xì)觀察，字幕是白色文字加了一圈黑色外框，這樣就不怕任何場景了。我們在文字定義時(shí)也模擬一下，設(shè)置陰影和陰影偏移試一試：

fill:'white',

shadow: {

offsetX: 2,

offsetY: 2,

blur: 4,

color: 'black',

},

看一下使用前和使用后的效果對比：

使用陰影后不但文字更清晰了，而且也增加了立體感，效果還是不錯(cuò)的。下面圖顯示在應(yīng)用在節(jié)點(diǎn)上的效果：

可見不論什么顏色，都能比較好的勾勒出文字輪廓，保持清晰可讀。

三、生成彩虹顏色

關(guān)于顏色，是一個(gè)有趣的話題。對于廣大程序猿來說，顏色是一個(gè)既簡單又困難的東西。我們隨手就能寫下’red’, ‘green’, ‘orange’, ‘yellow’這樣的色彩斑斕的顏色，還能保證沒有語法錯(cuò)誤;我們還會(huì)寫’#FF55AA’、’#0c0’、’RGB(0,204,0)’、’ RGB(0%，80%，0%)’這樣的各種顏色寫法;我們也明白RGBA的含義和用途。但是，我們很少能把一個(gè)demo寫的顏色很好看、很搭配。關(guān)于顏色和配色以后再專門討論。這里我們只想自動(dòng)生成一圈彩虹一樣的顏色。用我們熟悉的RGB方法好像比較困難了。于是想起了那個(gè)HSV的顏色定義方法，它貌似很適合解決這個(gè)問題。

HSV顏色模型定義了色調(diào)H、飽和度S和亮度V，由A. R. Smith在1978年創(chuàng)建的一種顏色空間。其中H用一圈360度表示所有顏色，從紅色開始按逆時(shí)針方向計(jì)算，紅色為0度。飽和度S從0到1，越大越飽和。亮度V從0到255(也可以轉(zhuǎn)換為從0到1，方便使用)，越大越明亮，越小越暗淡。

Js里面并沒有直接處理HSV顏色的函數(shù)。不過用下面的代碼很方便可以從hsv轉(zhuǎn)為rgb：

寫一個(gè)對應(yīng)的js函數(shù)也很簡單：

/* h, s, v (0 ~ 1) */

function getHSVColor(h, s, v) {

var r, g, b, i, f, p, q, t;

if (h && s === undefined && v === undefined) {

s = h.s, v = h.v, h = h.h;

}

i = Math.floor(h * 6);

f = h * 6 - i;

p = v * (1 - s);

q = v * (1 - f * s);

t = v * (1 - (1 - f) * s);

switch (i % 6) {

case 0: r = v, g = t, b = p; break;

case 1: r = q, g = v, b = p; break;

case 2: r = p, g = v, b = t; break;

case 3: r = p, g = q, b = v; break;

case 4: r = t, g = p, b = v; break;

case 5: r = v, g = p, b = q; break;

}

var rgb='#'+toHex(r * 255)+toHex(g * 255)+toHex(b * 255);

return rgb;

}

再回到我們的彩虹爆炸圖。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的所在角度(中心角度)決定了它自己的顏色值。所以，我們可以直接根據(jù)這個(gè)角度得到顏色的h。然后，為了讓彩虹逐漸一圈一圈變淡，再把s飽和度從1逐圈遞減(例如0.1)，產(chǎn)生變淡的效果。為了防止圈太多最后看不清，減到0.2到0.3左右可以停止遞減。

var fromAngle=node.getClient(‘fromAngle’);

var toAngle=node.getClient(‘toAngle’);

var level=node.getClient(‘level’);//節(jié)點(diǎn)在第幾圈

var h = (fromAngle+to)/2 % 360 /360; //中心角度，并轉(zhuǎn)換為弧度

var s = Math.max(0.2, 1-level*0.1);//每圈s遞減0.1，直到0.2為止

var v=1;

var color=getHSVColor(h, s, v);

這樣就獲得了一圈顏色。實(shí)驗(yàn)效果如下：

如果相對某個(gè)節(jié)點(diǎn)的顏色做特殊處理，例如強(qiáng)制為橙色來凸顯，我們可以在數(shù)據(jù)中定義時(shí)加個(gè)標(biāo)記，設(shè)置顏色時(shí)候直接使用而不用計(jì)算即可。

{name:'浦東新區(qū)', value: 2600, color: '#FE9A2E'}

接下來要實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)劃過節(jié)點(diǎn)，自動(dòng)計(jì)算路徑、高亮路徑節(jié)點(diǎn)、暗淡非路徑節(jié)點(diǎn)。為了方便路徑尋找，程序把每個(gè)節(jié)點(diǎn)的下一圈子數(shù)據(jù)定義為子節(jié)點(diǎn)，子節(jié)點(diǎn)通過getParent函數(shù)可以直接獲得父對象。這樣，通過不斷getParent就可以獲得整個(gè)路徑上的節(jié)點(diǎn)，并修改其顏色為預(yù)設(shè)顏色，實(shí)現(xiàn)高亮效果：

var node=highlightedNode;

while(node){

node.setClient(‘color’, node.getClient(‘color.original’));

node=node.getParent;

}

對于非路徑節(jié)點(diǎn)的顏色，可以設(shè)置為預(yù)設(shè)顏色但飽和度為0.1的淡顏色 ，讓它變淡，以便突出高亮路徑：

var color = getHSVColor(h, 0.1, v);

node.setClient(‘color’, color);

四、動(dòng)畫效果

最后，為了圖形更生動(dòng)，使用了一些動(dòng)畫效果。首先想到的就是圖形出來時(shí)候，用動(dòng)畫從小到大發(fā)散開來，會(huì)很動(dòng)感。這樣做需要用動(dòng)畫函數(shù)來驅(qū)動(dòng)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的半徑位置，從0增加到所在的半徑位置，如果大家一起設(shè)置，整個(gè)圖就會(huì)動(dòng)起來。這里用了一個(gè)動(dòng)畫函數(shù)來驅(qū)動(dòng)，并使用了網(wǎng)上常用的easing函數(shù)來控制，避免線性的動(dòng)畫太死板：

new Animate({

from: 0,

to: 1,

dur: 3000+level*100,

easing: 'elasticOut',

onUpdate: function (value) {

node.setLocation('pie.location’, value);

},

}).play;

上面定義的動(dòng)畫，用3秒鐘跑完，用'elasticOut'的easing方式。每一幀，修改node的位置信息。這樣就完成了橡皮筋一樣的環(huán)形彈出散開效果。

另外，導(dǎo)航條的出來也比較突兀，這里也使用一下動(dòng)畫，讓它從左到右慢慢伸出：

new Animate({

from: {x:x1, y:y1},

to: {x:x2, y:y2},

delay:50,

type: 'point',

dur: 1000,

easing: 'bounceOut',

onUpdate: function (value) {

node.setCenterLocation(value.x, value.y);

和上一個(gè)動(dòng)畫的不同之處在于這里使用了{(lán)x、y}的point結(jié)構(gòu)，每一幀直接更新節(jié)點(diǎn)位置。同時(shí)設(shè)置了50毫秒的delay，讓動(dòng)畫有一點(diǎn)點(diǎn)粘性停滯，不至于太突兀。效果不錯(cuò)。

至此，彩虹爆炸圖基本上就做的差不多了。使用起來也很簡單，只要準(zhǔn)備一些json數(shù)據(jù)就可以了，下面是一些有趣的數(shù)據(jù)做出來的效果。感興趣的同學(xué)可以到這里索取代碼。

實(shí)際應(yīng)用在項(xiàng)目中的示意圖。如果你也希望項(xiàng)目中用一下彩虹爆炸圖，歡迎給我發(fā)郵件索取：info@servasoft.com

掃推薦微信：中國大數(shù)據(jù)

推薦理由：一手新鮮，絕對干貨

ath 是 SVG 基本形狀中最強(qiáng)大的一個(gè)，不僅可以實(shí)現(xiàn)我們上一篇《HTML5(七)——SVG基礎(chǔ)入門》中，介紹的 SVG 預(yù)定義的 line、rect、circle、ellipse、line、polyline、polygon 六種基本形狀。還可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的效果，我們就開始學(xué)習(xí) path 如何應(yīng)用。

一、path 路徑詳解

1.1、path 命令

path 用于定義一個(gè)路徑，其中命令就是控制這條路徑的，以下命令就是可用于路徑數(shù)據(jù)：

注：以上所有命令大小寫都可以，區(qū)別是大寫命令表示絕對定位，小寫表示相對定位。

1.2、path 使用

使用語法：<path d=" M x1 y1 L x2 y2 H x3.... " stroke="red"></path>

d：引出路徑，d 中的值由多條命令組合而成。

圓弧在實(shí)際場景中應(yīng)用非常廣泛，A 命令中參數(shù)較多，large-arc 和 sweep 較難理解，詳細(xì)介紹下。

使用語法：<path d="M x y A rx ry x-axis-rotation large-arc sweep x y"></path>

如上圖所示，A 到 B 兩個(gè)點(diǎn)再加半徑，可以繪制出 4 條弧線，具體選哪一條呢？就是由 large-arc (是否是大弧)和 sweep(是否逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)) 兩個(gè)參數(shù)決定。

large-arc = 1 表示弧度大于等于180，反之就是小于180。

sweep = 0 表示逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，反正順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

所以上述 4 條弧線分別對應(yīng)的兩個(gè)參數(shù)為：

• 1：(0 0)
• 2：(0,1)
• 3：(1,1)
• 4：(1,0)

eg：使用 path 繪制一條直線、半圓、直線，連接起來形成一個(gè)拱橋，代碼如下：

<svg  version="1.1" height="400" width="550">
 <path d="
  M 0 100  //（0，100）是起點(diǎn)
  L 100 100  // 畫一條直接到 (100,100)
  A 100 100 0 1 1 300 100  // 畫一段圓弧
  L 400 100 //畫一條直線到 (400,100)
" stroke="black" stroke-width="1" fill="none"></path>    
</svg>

運(yùn)行結(jié)果如下：

可以自己修改上述 A 中 參數(shù)觀察半圓的變化。

1.3、js 操作path

我們經(jīng)常使用js動(dòng)態(tài)添加、移除元素等，可以實(shí)現(xiàn)更炫酷的特效，那js能動(dòng)態(tài)操作path嗎？如何操作呢？

我們使用js動(dòng)態(tài)繪制一個(gè)與上邊案例eg1一樣的path。

<svg  version="1.1" height="400" width="550" id="svg"></svg>
<script >
 window.onload = function(){
  let svg = document.getElementById("svg")
  let path = document.createElement("path")
  path.setAttribute('d',"M 0 100  L 100 100  A 100 100 0 1 1 300 100   L 400 100")
  svg.appendChild(path)
}
</script>

運(yùn)行代碼，我們發(fā)現(xiàn)沒有報(bào)錯(cuò)，也沒有顯示任何結(jié)果。

添加：alert(path)，打印出 [object HTMLUnknownElement]。

說明 html 把 path 當(dāng)作普通的 html 標(biāo)簽解析了，發(fā)現(xiàn)并不認(rèn)識該標(biāo)簽，所以頁面沒有任何效果，此時(shí)我們需要介紹一個(gè)新的創(chuàng)建元素方法。

createElementNS介紹

createElementNS 是創(chuàng)建一個(gè)具有指定的命名空間URI和限定名稱的元素。

使用語法：document.createElementNS(namespaceURI, qualifiedName[, options]);

• namespaceURI 指定與元素相關(guān)聯(lián)的命名空間URI的字符串。創(chuàng)建的元素的namespaceURI (en-US)屬性使用namespaceURI的值進(jìn)行初始化。
• qualifiedName指定要?jiǎng)?chuàng)建的元素的類型的字符串。 創(chuàng)建的元素的nodeName (en-US)屬性使用qualifiedName的值進(jìn)行初始化。
• options可選的一個(gè)可選的包含單個(gè)屬性的ElementCreationOptions對象，其值是預(yù)先使用customElements.define()定義的自定義元素的標(biāo)簽名稱。為了向后兼容自定義元素規(guī)范的早期版本，一些瀏覽器允許您在此使用字符串替代對象，其中字符串的值是自定義元素的標(biāo)簽名稱。

生成path元素代碼：

let path = document.createElementNS(
  "http://www.w3.org/2000/svg",
  "path"
)

js操作屬性時(shí)，html元素與SVG元素區(qū)別：

普通html元素可以使用兩種方法：

1. setAttribute(x,val) / getAttribute(x)
2. obj.x

SVG操作方法只有一種

1. setAttribute(x,val) / getAttribute(x)

eg3：圖表中餅圖是特別常見的，我們就先使用 js 動(dòng)態(tài)地繪制一個(gè)扇形圓弧。

<svg  version="1.1" height="400" width="550" id="svg"></svg>
<script >
 function d2a(n){
  return Math.PI*n/180
 }
 function pie(ang1,ang2,r,cx,cy){
  let svg = document.getElementById("svg")
  let path = document.createElementNS("http://www.w3.org/2000/svg","path")
  let arr = []
  let x1 = cx + Math.sin(d2a(ang1))*r
  let y1 = cy - Math.cos(d2a(ang1))*r
  let x2 = cx + Math.sin(d2a(ang2))*r
  let y2 = cy - Math.cos(d2a(ang2))*r
  arr.push(`M ${cx} ${cy} L ${x1} ${y1} A ${r} ${r} 0 0 1 ${x2} ${y2} `)
  arr.push("Z")
  path.setAttribute('d',arr.join(' '))
  svg.appendChild(path)
 }
 window.onload = function(){
  pie(20,180,200,200,200)
 }
</script>

運(yùn)行結(jié)果如圖所示：

如果有興趣，可以自己修改開始角度和結(jié)束角度，可以繪制出很多種不同效果的圓弧。

二、樣式以及優(yōu)先級

上述代碼

<path d="
  M 0 100  //（0，100）是起點(diǎn)
  L 100 100  // 畫一條直接到 (100,100)
" stroke="black" stroke-width="1" fill="none"></path>

上述屬性可以分為兩類：

• 只能為屬性 - 決定圖形或路徑形狀的
• 可以放樣式 - 視覺上的效果

如 troke、fill等是控制視覺上的效果，這樣的屬性可以放入 style 樣式中。所以上述代碼可以改寫為：

<path d="
  M 0 100  //（0，100）是起點(diǎn)
  L 100 100  // 畫一條直接到 (100,100)
" style="stroke:black;stroke-width:1;fill:none"></path>

該樣式可以放到 head 的 style 中，代碼為：

path{
 fill:none;
 stroke:black;
 stroke-width:1
}

還可以通過 class、id、標(biāo)簽等添加樣式，他們的優(yōu)先級分別為：

屬性< * < 標(biāo)簽 < class < id < 行間

path 的樣式控制同樣適用于 SVG 預(yù)定義的 rect、circle、ellipse 等元素。

如果覺得還不錯(cuò)！

點(diǎn)個(gè)關(guān)注，下篇解密 SVG 動(dòng)畫 ！