SVG绘制环图

上篇<原生Canvas绘制饼图>介绍了如何使用Canvas来绘制环图,这篇用SVG标签来实现一下。

SVG环图效果

上面是完整效果图,下面来看看具体实现。

使用的SVG元素

  • :SVG代码的开始标签,相当于创建一个画布。在svg标签里,插入其它SVG元素,来进行绘图;
  • : path元素用于定义一个路径,使用path标签来绘制每项数据的环图份额;
  • :polyline元素用于定义一条曲线,使用polyline绘制每项数据的线条;
  • : text元素用于定义文本,使用text显示数据的文本信息。

以上是会用到的几个SVG标签,详细说明可以看看菜鸟教程SVG或者MDN的SVG教程

标签创建画布

SVG是一种用来描述二维矢量图形的XML标记语言,所以SVG标签不能使用document.createElement直接创建(浏览器无法识别)。需要使用document.createElementNS创建一个具有指定的命名空间URI和限定名称的元素,SVG的命名空间是'http://www.w3.org/2000/svg'。这里将创建SVG标签操作写在了createSvgTag函数里。下面先新建一个svg元素:

/**
 * 将创建环图的所有操作写在drawPie函数内,配置一些默认参数
 * @param  {Element} element [插入SVG的元素,缺省直接插入到body]
 * @param  {Number}  R       [外弧起终点计算半径]
 * @param  {Number}  r       [内弧起终点计算半径]
 * @param  {Number}  width   [画布宽度]
 * @param  {Number}  height  [画布高度]
 * @param  {Array}   data    [图表数据]
 */
function drawPie({element, R = 140, r = 100,width = 450,height = 400,data = []} = {}) {

    let w = width;
    let h = height; //将width、height赋值给w、h
    let origin = [w / 2, h / 2]; //以画布的中心点,作为环图的原点
    
    //创建一个svgs标签
    let svg =  createSvgTag('svg', {
        'width': w + 'px',
        'height': h + 'px',
        'viewBox': `0 0 ${w} ${h}`,     
    }); 
    
    (element && element.appendChild) ? element.appendChild(svg) : document.body.appendChild(svg);//插入到DOM
    /**
     * 将创建SVG标签写成一个函数
     * @param  {tring} tagName    [标签名]
     * @param  {Object} attributes [标签属性]
     * @return {Element} svg标签
     */
    function createSvgTag (tagName, attributes) {
        let tag = document.createElementNS('http://www.w3.org/2000/svg', tagName)
        for (let attr in attributes) {
            tag.setAttribute(attr, attributes[attr])
        }
        return tag;
    }
    
})
//调用
drawPie({
    data: [{
        cost: 4.94,
        category: '通讯',
        color: "#e95e45",
    }, {
        cost: 4.78,
        category: '服装美容',
        color: "#20b6ab",
    }, {
        cost: 4.00,
        category: '交通出行',
        color: "#ef7340",
    }, {
        cost: 3.00,
        category: '饮食',
        color: "#eeb328",
    }, {
        cost: 49.40,
        category: '其他',
        color: "#f79954",
    }, {
        cost: 28.77,
        category: '生活日用',
        color: "#00a294",
    }]
})

绘制每项数据的环图份额

元素的属性d用于定义路径,属性d实际上是一个字符串,包含了一系列路径描述。这些路径由下面这些指令组成:Moveto,Lineto,Curveto,Arcto,ClosePath。
我们会用到的指令有:

  • Moveto(移动画笔到起始点),语法:'M x,y' 在这里x和y是绝对坐标,分别代表水平坐标和垂直坐标;
  • Lineto(绘制直线),语法:'L x, y' 在这里x和y是绝对坐标,表示直线的结束点坐标;
  • Arcto(绘制弧曲线路径),语法:'A rx,ry xAxisRotate LargeArcFlag,SweepFlag x,y',rx和ry分别是x和y方向的半径(绘制圆弧时,rx和ry相等);LargeArcFlag的值确定是要画小弧或大弧,0表示画小弧(即画两点之间弧长最小的弧),1表示画大弧(当弧度大于Math.PI时需要画大弧);SweepFlag用来确定画弧的方向,0逆时针方向,1顺时针方向;x和y是目的地的坐标;
  • ClosePath(闭合路径),语法是'Z'或'z';
    详情MDN path元素d属性。
    我们需要用path绘制如下的路径:
    图1

    如图:份额的绘制是先使用M命令移动到P0,L命令绘制一条直线到P1,A命令从P1画弧到P2,L命令从P2绘制一条直线到P3,A命令从P3绘制一条弧线到P0,最后Z命令关闭路径。然后我们只要填充这个路径就可以完成每项份额绘制了。这里我们需要求出4个点的绝对坐标,如何计算这四个坐标?
    图2

    如图,通过三角函数,我们就可以计算出每个点的位置。我们已知原点O坐标(画布中点)、外环半径R和内环半径r(我们自己给定);再通过计算出每项数据的弧度占比,我们就可以得到每项数据的起始弧度(即上一项的结束弧度,第一项为0)和结束弧度(起点+项数据的弧度占比)。x值为原点x+sin(angel)半径,y值为原点y-cos(angel)半径
    这里将计算点坐标的运算写在evaluateXY函数中,如下:
/**
 * 计算Xy坐标
 * @param  {[type]} r      [半径]
 * @param  {[type]} angel  [角度]
 * @param  {[type]} origin [原点坐标]
 * @return {[Array]} 坐标
 */
function evaluateXY (r, angel, origin) {
    return [origin[0] + Math.sin(angel) * r, origin[0] - Math.cos(angel) * r]                                                                                  
}

接下来,我们遍历数据,计算出每项数据的四个点:

//遍历计算每项数据
for(let v of data) {
    let itemData = Object.assign({}, v);//copy一遍,不直接修改原数据
    eAngel = sAngel + v.cost / total * 2 * Math.PI; //计算结束弧度
    itemData.arclineStarts = [
        evaluateXY(r, sAngel, origin), //计算P0坐标
        evaluateXY(R, sAngel, origin), //计算P1坐标 
        evaluateXY(R, eAngel, origin), //计算P2坐标 
        evaluateXY(r, eAngel, origin)  //计算P3坐标
        ];

    itemData.LargeArcFlag = (eAngel - sAngel) > Math.PI ? '1' : '0';//大于Math.PI需要画大弧,否则画小弧
    drawData.push(itemData);//保存到drawData数组中,绘制时遍历
    sAngel = eAngel;//将下一项数据的起始弧度设置为当前项的结束弧度
}

下面,遍历drawData,绘制环图:

//遍历计算每项数据,进行绘制
for(let v of drawData) {
    let P = v.arclineStarts;
    let path = createSvgTag('path', {
        'fill': v.color, //设置填充色
        'stroke': 'black',
        'stroke-width': '0', //画笔大小为零
        /**
         * d属性设置路径字符串
         * M ${P[0][0]} ${P[0][1]} 移动画笔到P0点
         * L ${P[1][0]} ${P[1][1]} 绘制一条直线到P1
         * A ${R} ${R} 0 ${v.LargeArcFlag} 1 ${P[2][0]} ${P[2][1]} 绘制外环弧到P2,R为外半径,v.LargeArcFlag画大弧还是小弧
         * L ${P[3][0]} ${P[3][1]} 绘制一条直线到P3
         * A ${r} ${r}  0 ${v.LargeArcFlag} 0 ${P[0][0]} ${P[0][1]} 绘制内环弧到P0点
         * z 关闭路径
         */
        'd': `M ${P[0][0]} ${P[0][1]} L ${P[1][0]} ${P[1][1]} A ${R} ${R} 0 ${v.LargeArcFlag} 1 ${P[2][0]} ${P[2][1]} L ${P[3][0]} ${P[3][1]} A ${r} ${r}  0 ${v.LargeArcFlag} 0 ${P[0][0]} ${P[0][1]} z`
    })
    svg.appendChild(path); //添加到画布中
} 

到这里,就已经绘制出如下环图了:

图3

记得还需要把相关变量先声明一下。

绘制线条、文字

下面我们需要绘制线条和文字。

绘制线条需要的数据

  • 起点坐标:这里设置起点为每项数据的弧线中间位置,通过计算中间位置对应的弧度,就可以通过三角函数计算出这个点坐标;
  • 线束点坐标:当线条起点在右侧时,线束点就是垂直平行起点图表最右侧位置;当线条起点在左侧时,线束点就是垂直平行起点图表最右左位置;假设起点为[sx,sy],右左结束点应该就是[w,sy]、[0,sy],w为图表宽度;
  • 折点:需要处理数据会挤在一起的情况,就会改变结束点坐标的y值,当起点和结束点y值不相等时,就需要设置折点。

绘制文字:调整过后的线束点,就是文字的位置。
以下是完整代码:




    
    svg-pie


    

也可以查看gitee。

总结一下

  • 难点:难的地方就在弧上各点的计算,需要好好再回忆一下数学的三角函数。
  • 对比canvas:canvas只需有一个标签,svg实现就在DOM中增加了一堆标签。这样一来,svg的优势就在于第项都是一个标签,你可以直接针对这个标签要绑定事件和做修改。比如要实现鼠标称到某个项,放大这个项,svg只要给每个path绑定事件,修改当前的这个path就行;而canvas只能在canvase绑定事件,先通过计算鼠标位置来判断移动到了哪个份额上,然后再重绘整个canvas;同样,标签过多也是svg的缺点,我们这点标签其实没什么,一旦标签多起来,肯定是会给浏览器渲染带来负担的。

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