深入浅出d3.js数据可视化之道(3)

上一节中, 我们对于svg 的坐标系统 和 常用的比例尺进行了学习, 了解了坐标轴的建立,懂得了数据绑定和事件回调在d3中的应用。同时也实现了一些常用的交互事件, 例如点击和框选配合柱状图使用。这一节,我们将继续以以做带学的方式对d3.js进行学习。

目标:制作饼图,并给它添加一些相应的动画和交互事件。

在饼图制作之前,先介绍几个知识点:

布局

布局(layout),这是d3中很重要的概念,从 字面看像是绘制的意思,然而事实上它真正的含义应该叫 数据转换

举个例子,[100, 200, 150, 240]这样一组数据,直接绘制饼图是不行的,需要把它转换成“起始角度”和“终止角度”。因此,布局的意义就在于把数据转换为方便绘图的数据

d3一共提供了12个布局,它们分别是

  • 树形图 Tree
  • 力导向图 Force
  • 弦图 Chord
  • 饼状图 Pie (接下来会用到的布局)
  • 集群图 Cluster
  • 捆图 Bundle
  • 打包图 Pack
  • 直方图 Histogrom
  • 分区图 Partition
  • 堆栈图 Stack
  • 矩阵树图 TreeMap
  • 层级图 Hierarchy

布局的使用遵循以下步骤:

  1. 确定初始数据 2.转换数据 3.绘制

弧生成器

饼状图又称饼图,通过将圆切分为几个扇形来描述数量和百分比的关系。
饼状图布局能够根据一系列数据生成一系列对象,每个对象都包含起始角度和终止角度等一些绘图所需要的数据。 在此之前,可以先使用生成好的数据,看扇形的每个弧是如何生成出来的。

在绘制最简dome时,先了解一下弧图常用的 起始角度访问器startAngle, 终止角度访问器endAngle, 内半径访问器innerWith和外半径访问器outerWidth各代表了哪段距离

深入浅出d3.js数据可视化之道(3)_第1张图片
弧生成器各参数意义

首先只绘制一段弦

            var dataset = { startAngle: 0, endAngle: Math.PI * 0.75}

            var svg = d3.select("body")
                        .append("svg")
                        .attr("width", 300)
                        .attr("height", 300)

            //创建一个弧生成器
            var arcPath = d3.arc()
                            .innerRadius(50)
                            .outerRadius(100)
            
            //添加路径
            svg.append("path")
                .attr("d", arcPath(dataset))
                .attr("transform", "translate(150, 150)")
                .attr("stroke", "black")
                .attr("stroke-width", "2px")
                .attr("fill", "yellow")

效果如下


深入浅出d3.js数据可视化之道(3)_第2张图片
生成的弦

接下来使用多组数据生成一个完整的弧 >>>>>

准备的数据

var dataset = [ { startAngle: 0, endAngle: Math.PI * 0.6 },
                { startAngle: Math.PI * 0.6, endAngle: Math.PI },
                { startAngle: Math.PI, endAngle: Math.PI * 1.2 },
                { startAngle: Math.PI * 1.2, endAngle: Math.PI *2 }
             ]

代码部分

var svg = d3.select("body")
                .append("svg")
                .attr("width", 500)
                .attr("height", 500)

 //创建一个弧生成器
var arcPath = d3.arc().innerRadius(50).outerRadius(100)
            
var color = d3.scaleOrdinal(d3.schemeCategory20)  // d3内置的序数比例尺,里面包含着各种经过设计师筛选的颜色可供选择

//添加路径
var arcs = svg.selectAll("path")
                       .data(dataset)
                       .enter()
                       .append("path")
                       .attr("d", function(d){ return arcPath(d) } )  // 生成弧
                       .attr("transform", "translate(150, 150)")     //一般都是 width/2 和 height/2 把角度中心偏移到svg画布中心
                       .attr("stroke", "black")
                       .attr("stroke-width", "0px")
                       .attr("fill", function(d, i){ return color(i) } )

效果如下


深入浅出d3.js数据可视化之道(3)_第3张图片
效果

了解了两个基本的概念,接下来开始使用布局和弦生成器制作饼图

准备的数据
const data = [
    ["香蕉", 150],
    ["苹果", 200],
    ["菠萝", 190],
    ["南瓜", 250],
    ["雪梨", 350],
    ["西红柿", 190]
 ]
基础设置及数据处理
 const width = 300 
 const height = 300
          
var svg = d3.select("body")
                .append("svg")
                .attr("width", width)
                .attr("height",height)

 // 进行数据转换
 var pie =d3.pie()
            .sort(null)
            .value(function(d){ return d[1] })
                      
var pieData = pie(data)
console.log(pieData)

原始数据经过饼状布局转换之后

深入浅出d3.js数据可视化之道(3)_第4张图片
布局转换之后的数据

转换之后的数据有原始数据,也包含起始角度和终止角度,此时数据已经和最简demo中的数据基本一致了。

进行绘制

首先,在svg中生成多个元素,用来容纳每一段弧,每一段弧包括路径 ,文字, 直线三种元素

            //添加路径
              //添加对应的弧组,即对应的弧元素  
              var arcs = svg.selectAll("g")
                            .data(pieData)
                            .enter()
                            .append("g")
                            .attr("transform", function(){
                                return `translate(${ width /2 }, ${ height / 2})`  //es6
                            })
             //添加弧的路径元素
              arcs.append("path")
                   .attr("fill", function (d, i) { return color(i)})
                   .attr("d", function (d) { return arc(d) })

添加文字

在添加文字之前,先介绍一下文字的坐标是如何计算的。
计算文字坐标时, 会使用到arc.centroil(), 此方法可以计算弧的中心,但是弧的中心是相对于圆心来说的,例如如果某段弧的中心是(100,100),不是值svg的(100, 100),而是在在相对于圆中心的(100,100)处. 具体可见图示。

深入浅出d3.js数据可视化之道(3)_第5张图片
弧中心的计算

接下来添加文字

 arcs.append("text")
                   .attr("transform", function(d){ 
                       var x = arc.centroid(d)[0] * 1.5
                       var y = arc.centroid(d)[1] * 1.5
                       return `translate(${x}, ${y})`
                   })
                  .text(function(d){
                        var percent =  Number(d.value) / d3.sum(data, function(d){ return d[1]}) *100
                        return percent.toFixed(2) + "%"
                  })
                  .attr("text-anchor", "middle")
                  .attr("fill", "#fff")
                  .style("font-size", "10px")

效果


深入浅出d3.js数据可视化之道(3)_第6张图片
预览

在外部添加一些指示说明

            //添加弧外文字
             arcs.append("line")
                 .attr("stroke", "#666")
                 .attr("x1",function(d){ return arc.centroid(d)[0] * 2})
                 .attr("y1",function(d){ return arc.centroid(d)[1] * 2})
                 .attr("x2",function(d){ return arc.centroid(d)[0] * 2.4})
                 .attr("y2",function(d){ return arc.centroid(d)[1] * 2.4})

             arcs.append("text")
                  .attr("text-anchor", "middle")
                  .attr("transform", function(d){
                      var x = arc.centroid(d)[0] * 2.6
                      var y = arc.centroid(d)[1] * 2.6
                      return `translate(${x}, ${y})`
                  })
                 .text(function(d){
                     return d.data[0]
                 })
                 .attr("fill", "#666")
                 .style("font-size",' 14px')

效果如下


深入浅出d3.js数据可视化之道(3)_第7张图片
添加外部文字之后的效果

带有交互效果的饼状图

事实上在,在一些数据量比较大或者比较多的场景下,会选择以其他方式呈现饼图的数据,例如提示框。接下来,开始制作带有提示框的图表,以及其配套的一些动画。

js部分

            const width = 300 
            const height = 300
            const innerRadius = width / 8
            const outerRadius = width / 3

            const innerRadiusFinal = width / 10
            const outerRadiusFinal =  width / 2.8
            // 进行数据转换
            var pie =d3.pie()
                       .sort(null)
                       .value(function(d){ return d[1] })
                      
            var pieData = pie(data)


            var svg = d3.select("body")
                .append("svg")
                .attr("width", width)
                .attr("height",height)

            //创建一个弧生成器
            var arc = d3.arc()
                            .innerRadius(innerRadius)
                            .outerRadius(outerRadius)
            // for animation
             var arcFinal = d3.arc()
                            .innerRadius(innerRadiusFinal)
                            .outerRadius(outerRadiusFinal);

            var color = d3.scaleOrdinal(d3.schemeCategory20)

            //添加路径
              //添加对应的弧组,即对应的弧元素  
              var arcs = svg.selectAll("g")
                            .data(pieData)
                            .enter()
                            .append("g")
                            .attr("transform", function(){
                                return `translate(${ width /2 }, ${ height / 2})`
                            })
             //添加弧的路径元素
              arcs.append("path")
                   .attr("fill", function (d, i) { return color(i)})
                   .attr("d", function (d) { return arc(d) })
                   .on("click",function(d){
                        console.log(d.data)
                   })
                   .on("mouseover", function(d){
                        tooltip.html(d.data[0] +":"+d.data[1])
                                .style("left", d3.event.pageX + 20+ "px")
                                .style("top", d3.event.pageY + 20 + "px")
                                .style("opacity", 1)
                       d3.select(this).transition()
                                        .duration(150)
                                        .attr("d", arcFinal)                                              
                   })
                   .on("mouseout", function(){
                        d3.select(this).transition()
                                        .duration(150)
                                        .attr("d", arc)
                        tooltip.style("opacity", 0)
                   })
                    
            //添加文字
              arcs.append("text")
                   .attr("transform", function(d){ 
                       var x = arc.centroid(d)[0] 
                       var y = arc.centroid(d)[1] 
                       return `translate(${x}, ${y})`
                   })
                  .text(function(d){
                        var percent =  Number(d.value) / d3.sum(data, function(d){ return d[1]}) *100
                        return percent.toFixed(2) + "%"
                  })
                  .attr("text-anchor", "middle")
                  .attr("fill", "#fff")
                  .style("font-size", "10px")

            //添加提示框
            var tooltip = d3.select("body")
                            .append("div")
                            .attr("class", "tooltip")
                            .style("opacity", 0)

提示框样式

.tooltip {
            position: absolute;
            width: 100px;
            height: auto;
            font-size: 14px;
            text-align: center;
            border: 1px solid #666;
            border-radius: 5px;
            background:rgba(255, 255, 255, 0.5)
        }

最终效果


深入浅出d3.js数据可视化之道(3)_第8张图片
最后效果

千里之行,始于足下,希望我的分享能给你一些帮助,谢谢。

源码地址

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