在说3D图表以前,首先要明确两个概念,一个是数据的维度,一个是呈现数据载体的维度。对于数据的维度,一维的数据呈现,但是呈现的载体是二维的平面图,比如饼图:
已经能够很清晰地观察到数据的分布情况。数据如果增加一个维度,变成二维,呈现载体依然是二维的平面图:
数据表达依然是清晰的。但是,倘若再增加一维,这个时候就面临了两个问题:
- 数据的维度增加,复杂性也增大了;
- 计算机发展到现在,绝大多数情况下数据载体依然是二维的平面图,如何展示三维的数据呢?
这两个问题中,第一个问题从本质上说,无法解决。数据的维度越大,理解起来理所当然地,也越来越困难。
但是第二个问题,我们至少有两种解决办法。一种,在当前二维图表的基础上,通过颜色、图形、数值的不同等等,来表示第三个维度的数据。例如,利用颜色不同来表示第三个维度的热图:
在两个维度经度和维度的情况下,第三个维度温度通过颜色的不同来展示了。
另一种,就是绘制3D的图形,把第三个维度展示出来。需要注意的是,绘制3D的图形仅仅是技术上的一种呈现形式,并不意味着它的易懂性要好于上面一种方式。实际上,我们还是需要看看具体的问题是什么。
明确了这些概念以后,我再来介绍两则JavaScript的3D图表,它们都是为了呈现三维的数据,而不仅仅是看起来3D而已,大部分JavaScript的3D图表库都是基于Canvas的,如果你对Canvas不了解请移步参阅这篇文章;其中一些则是支持WebGL的。WebGL是一种3D的绘图标准,有了它,JavaScript就可以实现OpenGL标准能做的事情了,在HTML5 Canvas基础上,WebGL允许硬件3D加速。
webgl-surface-plot
主页点此。特性列表:
- 纯JavaScript实现,不需要Flash;
- 鼠标左键拖拽可以翻转图像;
- 按住Shift键可以缩放;
- Web GL不可用的时候,可以直接使用Canvas绘制;
- 自定义坐标轴名称;
- 自定义颜色梯度和渐变;
- 包装为Google Visualization API的一部分。
在IE下,借助excanvas可以在VML下得到一样的效果。
对于这个例子,简单过一下重点代码,首先这部分是着色器的代码(片段着色器和顶点着色器),包括坐标轴和纹理:
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<script id="shader-fs" type="x-shader/x-fragment"> #ifdef GL_ES precision highp float; #endif varying vec4 vColor; varying vec3 vLightWeighting; void main(void) { gl_FragColor = vec4(vColor.rgb * vLightWeighting, vColor.a); } </script> <script id="shader-vs" type="x-shader/x-vertex"> attribute vec3 aVertexPosition; attribute vec3 aVertexNormal; attribute vec4 aVertexColor; uniform mat4 uMVMatrix; uniform mat4 uPMatrix; uniform mat3 uNMatrix; varying vec4 vColor; uniform vec3 uAmbientColor; uniform vec3 uLightingDirection; uniform vec3 uDirectionalColor; varying vec3 vLightWeighting; void main(void) { gl_Position = uPMatrix * uMVMatrix * vec4(aVertexPosition, 1.0); vec3 transformedNormal = uNMatrix * aVertexNormal; float directionalLightWeighting = max(dot(transformedNormal, uLightingDirection), 0.0); vLightWeighting = uAmbientColor + uDirectionalColor * directionalLightWeighting; vColor = aVertexColor; } </script> <script id="axes-shader-fs" type="x-shader/x-fragment"> precision mediump float; varying vec4 vColor; void main(void) { gl_FragColor = vColor; } </script> <script id="axes-shader-vs" type="x-shader/x-vertex"> attribute vec3 aVertexPosition; attribute vec4 aVertexColor; uniform mat4 uMVMatrix; uniform mat4 uPMatrix; varying vec4 vColor; uniform vec3 uAxesColour; void main(void) { gl_Position = uPMatrix * uMVMatrix * vec4(aVertexPosition, 1.0); vColor = vec4(uAxesColour, 1.0); } </script> <script id="texture-shader-fs" type="x-shader/x-fragment"> #ifdef GL_ES precision highp float; #endif varying vec2 vTextureCoord; uniform sampler2D uSampler; void main(void) { gl_FragColor = texture2D(uSampler, vTextureCoord); } </script> <script id="texture-shader-vs" typecrayon-line crayon-striped-line" id="crayon-5812f24075126024195868-64"></script> <script id="texture-shader-vs" typeiyun.com/2013/08/image_thumb.png">
已经能够很清晰地观察到数据的分布情况。数据如果增加一个维度,变成二维,呈现载体依然是二维的平面图: 数据表达依然是清晰的。但是,倘若再增加一维,这个时候就面临了两个问题:
这两个问题中,第一个问题从本质上说,无法解决。数据的维度越大,理解起来理所当然地,也越来越困难。 但是第二个问题,我们至少有两种解决办法。一种,在当前二维图表的基础上,通过颜色、图形、数值的不同等等,来表示第三个维度的数据。例如,利用颜色不同来表示第三个维度的热图: 在两个维度经度和维度的情况下,第三个维度温度通过颜色的不同来展示了。 另一种,就是绘制3D的图形,把第三个维度展示出来。需要注意的是,绘制3D的图形仅仅是技术上的一种呈现形式,并不意味着它的易懂性要好于上面一种方式。实际上,我们还是需要看看具体的问题是什么。 明确了这些概念以后,我再来介绍两则JavaScript的3D图表,它们都是为了呈现三维的数据,而不仅仅是看起来3D而已,大部分JavaScript的3D图表库都是基于Canvas的,如果你对Canvas不了解请移步参阅这篇文章;其中一些则是支持WebGL的。WebGL是一种3D的绘图标准,有了它,JavaScript就可以实现OpenGL标准能做的事情了,在HTML5 Canvas基础上,WebGL允许硬件3D加速。 webgl-surface-plot 主页点此。特性列表:
在IE下,借助excanvas可以在VML下得到一样的效果。 对于这个例子,简单过一下重点代码,首先这部分是着色器的代码(片段着色器和顶点着色器),包括坐标轴和纹理:
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