svg、canvas、css 3d 实现数据可视化(伪 3D 效果)

前言：

这次项目用到了一些自定义的数据可视化组件，我把我做的部分抽出来几个典型做个汇总。

分为如下：

• 星球环绕旋转图
• 方法一： svg：animateMotion+ animateTransform
• 方法二：css3d
• 地图
• svg 渲染 + div 悬浮框 + js 事件
• 二维饼图（风车图）
• canvas： dragCircle 、 stopDragging
• 三棱锥
• canvas + 对数排列
• 长方体
• css3d + 增量增长

星球环绕旋转图

效果展示：

有些图片（例如上面这个 jpg 动图）太大，进行了一定程度的压缩，有点模糊（＾_＾）。

我的碎碎念（*＾3＾）： 之所以出现两个版本的原因：本来用 svg 实现了一版，结果后来我这个星球的 svg 和同事的其他动画 svg 冲突了(?????????)，发生了巨大改变，本身 svg 又臭又长，改的太累，干脆用 css3d 重新画一个了( ′▽｀)。

步骤：

／／举例一个星球的动画
<animateMotion dur="6s" begin="0" repeatCount="indefinite">
 <mpath xlinkHref="#Path-12" /> //轨迹动画
</animateMotion>
<animateTransform ／／自身动画，靠近我的时候星球变大，远离我时变小
 id="first"
 attributeType="XML"
 attributeName="transform"
 type="scale"
 begin="0;second.end "
 from="1"
 to="0.512"
 dur="3s"
 fill="freeze"
/>
<animateTransform
 id="second"
 attributeType="XML"
 attributeName="transform"
 type="scale"
 begin="first.end"
 from="0.512"
 to="1"
 dur="3s"
 fill="freeze"
/>
作者：溯朝
链接：https://juejin.im/post/5b690a66f265da0f820254bd
来源：掘金
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

参考链接：https://www.jianshu.com/p/2b85973ad1ed

• html:

 <!-- 轨道 -->
<div class="orbit">
 <!-- 行星 -->
 <div class="planet planet1">
 <!-- <span class="name"></span> -->
 </div>
 <div class="planet planet2">
 <!-- <span class="name"></span> -->
 </div>
</div>

• css:

.orbit { //轨道旋转，公转
 border: 5px solid red;
 transform-style: preserve-3d;
 padding: 65px;
 width: 500px;
 height: 500px;
 border-radius: 50%;
 animation: orbit-rotate 10s linear infinite;
}
.planet { ／／星球自转
 width: 50px;
 height: 50px;
 background: url('../../img/ball1.png') no-repeat;
 background-size: 100% 100%;
 border-radius: 50%;
 animation: self-rotate 10s linear infinite;
}
// （1）rotateX 是为了让整个面倾斜，translateZ是为了防止椭圆（border）因为倾斜发生锯齿，
// （2）停顿效果的产生，其实我是走了野路子的。五个球，根据360/5=72,写了五个不同的关于orbit的class，
// 0 + 72，....360依次增加72，直到360，利用setimeout每隔4秒，按顺序切换一个class
@keyframes orbit-rotate { 
 0% {
 transform: rotateX(70deg) rotateZ(0deg) translateZ(0); 
 }
 100% {
 transform: rotateX(70deg) rotateZ(-360deg) translateZ(0);
 }
}
@keyframes self-rotate {
 0% {
 transform: rotateX(-90deg) rotateY(360deg) rotateZ(0deg);
 }
 100% {
 transform: rotateX(-90deg) rotateY(0deg) rotateZ(0deg);
 }
}
.planet1 { ／／确定星球开始位置
 position: absolute;
 top: 65px;
 right: 65px;
}
.planet2 { ／／确定星球开始位置
 position: absolute;
 bottom: 65px;
 right: 65px;
}

?───Ｏ（≧?≦）Ｏ────?可爱的分割线?───Ｏ（≧?≦）Ｏ────?

地图

我的碎碎念（*＾3＾）： 奇葩的需求(?o?;;, 因为甲方认为百度地图等位置不准确，不准使用百度地图和高德地图的api，又不满意天地图的样式，所以我们采用的方案是ui画地图，导出svg，再让前端根据svg做各种效果展示。

步骤：

• 文件内容

地图文件如下：index.js主文件包含悬浮事件，index.less样式文件，mapStyle.js存放背景地图，pathStyle.js数组格式存放代表地图上小块的路径

• 渲染地图

代码如下：

根据接口给的数据，按照五个色系分别给不同的path填充（fill）不同的颜色

const colorMap = [
 'rgba(89, 126, 247, 0.8)',
 'rgba(0, 121, 254, 0.8)',
 'rgba(0, 121, 254, 0.8)',
 'rgba(38, 168, 254, 0.8)',
 'rgba(192, 228, 253, 0.8)',
];

• 增加悬浮事件

render 代码如下：

• 鼠标移入事件：

• 鼠标移出事件

?───Ｏ（≧?≦）Ｏ────?可爱的分割线?───Ｏ（≧?≦）Ｏ────?

二维饼图（风车图）

效果展示：

我的碎碎念（*＾3＾）：因为 echarts 的饼图都是一个参数纬度的饼图，而这次ui要求两个参数纬度的饼图，只能自己画了(′；ω；｀)。因为之前用 canvas 画过饼图，本来以为还是简单的，结果甲方爸爸看了成果，说要加自定义悬浮事件（刚开始 prd 没有的），废了3天画了一个够用版的。

步骤：

• 传入参数

option.push=[{
 color: color[i], //饼图块颜色
 radius: item.revenueTaxAvg, //饼图块半径
 name: item.domainName, // 饼图块名称
 angle: item.companyCnt, //饼图块角度 
}];

• 画饼图，PieCanvas.drawPieCanvas('econComposChart', option);
• 怎么画饼图？，可以参考我以前写的一篇文章：https://juejin.im/post/5b1e27726fb9a01e345ba2e1
• ==／* 注意 *／==：这篇文章画的是 angle 一个纬度，只要再增加另外一个纬度 radius 就好。
• canvas 画的文字和图，会有一定程度的模糊，解决方案：把画布的宽高增加 2 倍。
• 悬浮事件

进行碰撞检测，判断鼠标悬浮是落在哪个弧度的饼图块之间，如果不再饼图块里面悬浮样式消失。

数学里主要判断逻辑如下：

• if(点到圆心的距离<圆的最大半径&&点到圆心的距离>圆的最小半径&&点到圆心的直线的角度>扇形的起始角度&&点到圆心的直线的角度<扇形的结束角度){
• 点在扇形区域内}

//使用勾股定理计算这个点与圆心之间的距离 
distanceFromCenter = 
Math.sqrt(Math.pow(circle.x - clickX, 2) + Math.pow(circle.y - clickY, 2))
//α（弧度）= L （弧长）/ r(半径)，但是弧长，我求不出来。
（点到圆心的直线的角度）的范围我主要使用sin（x），如下方法。
判断不同区间的sin（x）值大小，推断出悬浮区域所在的值是什么。

?───Ｏ（≧?≦）Ｏ────?可爱的分割线?───Ｏ（≧?≦）Ｏ────?

三棱锥

效果展示：

步骤：

主要原理：两个三角形 + 一个园 = 三棱锥

canvas.width = canvas.offsetWidth; //防止图片变形
canvas.height = canvas.offsetHeight;
ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height); 清除画布
const { height } = canvas; // 计算等边三角形的高
//如下图，第一个三角形 A-B-C
ctx.moveTo(100, 0); // 从A（100,0）开始
ctx.lineTo(0, height); // 从A(100,0)开始，画到B (0,height)结束
ctx.lineTo(144, height); // B(0,height)-C(144, height)
//第二个三角形 A-C-D
ctx.moveTo(100, 0); // 从A（100,0）开始
ctx.lineTo(143, height); // A-C
ctx.lineTo(210, height); // C-D
//第三个画圆
ctx.arc(100, 23 , 23, 0, Math.PI * 2, false); // 画圆
<canvas id={`pyramid${id}`} height={itemHeight} /> //计算itemHeight

对数增长--三棱锥高度（itemHeight）计算：

假设输入
 data = [0, 1, 2, 3, 4, 5]，x为其中任意值;
 maxHeight 为最大高度；
输出
 itemHeight(0 <= itemHeight< maxHeight)，成对数增长
//求最大值
const max = MAX(data)
//排除 x === 0 的情况
因为logmax（max）= 1,且x > 0
由上图可得 0 < logmax（x）< 1
所以 0 < logmax(x) * maxHeight < maxHeight
可知 logmax(x) * maxHeight 成对数变化
又因为logmax(x) = loge(x) / loge(max) 
//写成代码为
const max =data.reduce((a, b) => {
 return a > b ? a : b;
}, 0);
itemHeight = x===0 ? 0 : Math.log(x) / Math.log(max) * maxHeight

==／* 注意 *／==

y 轴计算采用指数增长，因为任意 max 的 0 次方 = 1， 所以单独判断 i <= 0的情况

i > 0 ? Math.round(max ** (i * 0.25)) : 0

长方体

效果展示：

步骤：

html

<div id="cube">
 <figure class="front">1</figure>
 <figure class="back">2</figure>
 <figure class="right">3</figure>
 <figure class="left">4</figure>
 <figure class="top">5</figure>
 <figure class="bottom">6</figure>
 </div>

css

#box.show-front { transform: translateZ( -50px ) rotateY( 0deg ); }
#box.show-back { transform: translateZ( -50px ) rotateX( -180deg ); }
#box.show-right { transform: translateZ( -150px ) rotateY( -90deg ); }
#box.show-left { transform: translateZ( -150px ) rotateY( 90deg ); }
#box.show-top { transform: translateZ( -100px ) rotateX( -90deg ); }
#box.show-bottom { transform: translateZ( -100px ) rotateX( 90deg ); } 

增量增长--长方形高度（itemHeight）计算：

//求数据的和
const sum =data.reduce((a, b) => {
 return a + b;
}, 0);
itemHeight = x <= min ? min : min + (max-min) * x /sum; 

?───Ｏ（≧?≦）Ｏ────?可爱的分割线?───Ｏ（≧?≦）Ｏ────?

总结

我第一次写这么多字的总结技术的文章，排版有点乱，(╯°□°）╯︵ ┻━┻。大部分的内容其实很简单，用到的基本上是初中、高中里面最基础的数学（其实难了，我也不会了φ(??）。

厚着脸皮说，我可能文字功底不咋地，但是每个例子的中心思想应该都表达了。

最后的最后，看在我第一次写了这么多字的份上，给个赞呗(///▽///)。