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  • 基于D3.js实现力导向图
    2021-07-14 00:39:19

    HTML

    导入代码模板:

    力导向图

    var nodes = [{

    name: "桂林"

    }, {

    name: "广州"

    }, {

    name: "厦门"

    }, {

    name: "杭州"

    }, {

    name: "上海"

    }, {

    name: "青岛"

    }, {

    name: "天津"

    }];

    var edges = [{

    source: 0,

    target: 1

    }, {

    source: 0,

    target: 2

    }, {

    source: 0,

    target: 3

    }, {

    source: 1,

    target: 4

    }, {

    source: 1,

    target: 5

    }, {

    source: 1,

    target: 6

    }];

    var width = 400;

    var height = 400;

    var svg = d3.select("body")

    .append("svg")

    .attr("width", width)

    .attr("height", height);

    var force = d3.layout.force()

    .nodes(nodes) //指定节点数组

    .links(edges) //指定连线数组

    .size([width, height]) //指定范围

    .linkDistance(150) //指定连线长度

    .charge(-400); //相互之间的作用力

    force.start(); //开始作用

    console.log(nodes);

    console.log(edges);

    //添加连线

    var svg_edges = svg.selectAll("line")

    .data(edges)

    .enter()

    .append("line")

    .style("stroke", "#ccc")

    .style("stroke-width", 1);

    var color = d3.scale.category20();

    //添加节点

    var svg_nodes = svg.selectAll("circle")

    .data(nodes)

    .enter()

    .append("circle")

    .attr("r", 20)

    .style("fill", function(d, i) {

    return color(i);

    })

    .call(force.drag); //使得节点能够拖动

    //添加描述节点的文字

    var svg_texts = svg.selectAll("text")

    .data(nodes)

    .enter()

    .append("text")

    .style("fill", "black")

    .attr("dx", 20)

    .attr("dy", 8)

    .text(function(d) {

    return d.name;

    });

    force.on("tick", function() { //对于每一个时间间隔

    //更新连线坐标

    svg_edges.attr("x1", function(d) {

    return d.source.x;

    })

    .attr("y1", function(d) {

    return d.source.y;

    })

    .attr("x2", function(d) {

    return d.target.x;

    })

    .attr("y2", function(d) {

    return d.target.y;

    });

    //更新节点坐标

    svg_nodes.attr("cx", function(d) {

    return d.x;

    })

    .attr("cy", function(d) {

    return d.y;

    });

    //更新文字坐标

    svg_texts.attr("x", function(d) {

    return d.x;

    })

    .attr("y", function(d) {

    return d.y;

    });

    });

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    问题

    需要展示复杂的力导向图,通过neo4j的实例代码可以知道,使用d3.js来处理相关前端渲染。这里通过集成vue3,vite来使用D3.js v7版本。

    解决

    Vite+Vue3

    创建vue工程:

    npm init vue@latest
    

    配置:

    Vue.js - The Progressive JavaScript Framework
    
    ✔ Project name: … vue-d3v7
    ✔ Target directory "vue-d3v7" is not empty. Remove existing files and continue? … yes
    ✔ Add TypeScript? … No / Yes
    ✔ Add JSX Support? … No / Yes
    ✔ Add Vue Router for Single Page Application development? … No / Yes
    ✔ Add Pinia for state management? … No / Yes
    ✔ Add Vitest for Unit Testing? … No / Yes
    ✔ Add Cypress for both Unit and End-to-End testing? … No / Yes
    ✔ Add ESLint for code quality? … No / Yes
    
    Scaffolding project in /Users/zhangyalin/Downloads/vue-d3v7...
    
    Done. Now run:
    
      cd vue-d3v7
      npm install
      npm run dev
    

    安装依赖:

      npm install
    

    运行工程:

      npm run dev
    

    vite.config.js

    import { fileURLToPath, URL } from 'url'
    
    import { defineConfig } from 'vite'
    import vue from '@vitejs/plugin-vue'
    
    // https://vitejs.dev/config/
    export default defineConfig({
      plugins: [vue()],
      resolve: {
        alias: {
          '@': fileURLToPath(new URL('./src', import.meta.url))
        }
      },
      // 开启sourcemap配置
      css:{
        devSourcemap: true
      },
      build:{
        sourcemap: true
      }
    })
    
    

    d3 v7

    npm i d3@latest 
    

    在项目中安装d3最新版本,注意这里使用的d3的v7版本。

    D3v7.vue

    创建自定义vue组件

    <script setup>
    import * as d3 from "d3";
    function go() {
      const width = 600, height = 1000;
    
      const color = d3.scaleOrdinal(d3.schemeCategory10);
    
      const types = ["CITED_BY"]
    
      const strokeWidth = 1.5
    
    
      // d3.json("/api/article/graph").then(function(data) {
    
        // let graph = data.data;
        let graph = {
          "links": [
            { "source": "18470926", "target": "10097404", "type": "CITED_BY" }
          ],
          "nodes": [
            {
              "label": "Article",
              "id": "18470926"
            },
            {
              "label": "Article",
              "id": "10097404"
            }
          ]
        };
        const simulation = d3.forceSimulation(graph.nodes)
            .force("charge", d3.forceManyBody().strength(-3000))
            .force("x", d3.forceX(width / 2).strength(1))
            .force("y", d3.forceY(height / 2).strength(1))
            .force("link", d3.forceLink(graph.links).id(function(d) {return d.id; }).distance(50).strength(1))
            .on("tick", ticked);
    
        const svg = d3.select("#graph").append("svg")
            .attr("width", width).attr("height",height)
            .attr("pointer-events", "all");
    
        // Per-type markers, as they don't inherit styles.
        svg.append("defs").selectAll("marker")
            .data(types)
            .join("marker")
            .attr("id", d => `arrow-${d}`)
            .attr("viewBox", "0 0 10 10")
            .attr("refX", 10)
            .attr("refY", 5)
            .attr("markerUnits", strokeWidth)
            .attr("markerWidth", 10)
            .attr("markerHeight", 10)
            .attr("orient", "auto")
            .append("path")
            .attr("fill", color)
            .attr("d", 'M 0 0 L 10 5 L 0 10 z');
    
        const link = svg.append("g")
            .selectAll("g")
            .data(graph.links)
            .enter()
            .append("line")
            .attr("stroke", d => color(d.type))
            .attr("stroke-width", strokeWidth)
            .attr("marker-end", d => `url(${new URL(`#arrow-${d.type}`, location)})`);
    
        const node = svg.append("g")
            .selectAll("g")
            .data(graph.nodes)
            .enter().append("g");
    
        node.append("circle")
            .attr("r", 5)
            .attr("fill", function(d) { return color(d.label); })
    
        node.call(
            d3.drag()
                .on("start", dragstarted)
                .on("drag", dragged)
                .on("end", dragended)
        );
        node.append("text")
            .text(function(d) {
              return d.id;
            })
            .attr('x', 6)
            .attr('y', 3).style('fill', 'white');
    
        node.append("title")
            .text(function(d) { return d.label; });
    
        function ticked() {
    
          node.call(updateNode);
          link.call(updateLink);
    
        }
    
        function fixna(x) {
          if (isFinite(x)) return x;
          return 0;
        }
    
        function updateLink(link) {
          link.attr("x1", function(d) { return fixna(d.source.x); })
              .attr("y1", function(d) { return fixna(d.source.y); })
              .attr("x2", function(d) { return fixna(d.target.x); })
              .attr("y2", function(d) { return fixna(d.target.y); });
        }
    
        function updateNode(node) {
          node.attr("transform", function(d) {
            return "translate(" + fixna(d.x) + "," + fixna(d.y) + ")";
          });
        }
    
        function dragstarted(event, d) {
          event.sourceEvent.stopPropagation();
          if (!event.active) simulation.alphaTarget(0.3).restart();
          d.fx = d.x;
          d.fy = d.y;
        }
    
        function dragged(event, d) {
          d.fx = event.x;
          d.fy = event.y;
        }
    
        function dragended(event, d) {
          if (!event.active) simulation.alphaTarget(0);
          d.fx = null;
          d.fy = null;
        }
    
      // });
    }
    
    </script>
    <template>
      <button @click="go">Go</button>
      <div id="graph">
    
      </div>
    </template>
    
    
    
    <style scoped>
    
    </style>
    
    

    App.vue

    使用自定义组件:

    <script setup>
    import HelloWorld from './components/HelloWorld.vue'
    import D3v7 from './components/D3v7.vue'
    </script>
    
    <template>
      <header>
        <img alt="Vue logo" class="logo" src="./assets/logo.svg" width="125" height="125" />
    
        <div class="wrapper">
          <HelloWorld msg="You did it!" />
        </div>
      </header>
    
      <main>
        <D3v7 />
      </main>
    </template>
    
    <style>
    @import './assets/base.css';
    
    #app {
      max-width: 1280px;
      margin: 0 auto;
      padding: 2rem;
    
      font-weight: normal;
    }
    
    header {
      line-height: 1.5;
    }
    
    .logo {
      display: block;
      margin: 0 auto 2rem;
    }
    
    a,
    .green {
      text-decoration: none;
      color: hsla(160, 100%, 37%, 1);
      transition: 0.4s;
    }
    
    @media (hover: hover) {
      a:hover {
        background-color: hsla(160, 100%, 37%, 0.2);
      }
    }
    
    @media (min-width: 1024px) {
      body {
        display: flex;
        place-items: center;
      }
    
      #app {
        display: grid;
        grid-template-columns: 1fr 1fr;
        padding: 0 2rem;
      }
    
      header {
        display: flex;
        place-items: center;
        padding-right: calc(var(--section-gap) / 2);
      }
    
      header .wrapper {
        display: flex;
        place-items: flex-start;
        flex-wrap: wrap;
      }
    
      .logo {
        margin: 0 2rem 0 0;
      }
    }
    </style>
    
    

    验证

    npm run dev
    

    效果:
    力导向图效果

    源代码

    https://github.com/fxtxz2/vue-d3v7

    参考:

    展开全文
  • D3力导向图

    千次阅读 2019-04-18 16:17:50
    力导向图非常适合于渲染关系型信息图。 二、什么是力导向图(Force-directed)? 我们可以把整张 Network 想象成一个物理仿真系统(Simulation)。系统中的每个节点(Node)都是一个带有能量的粒子,粒子与粒子之间存在...

    一、背景

    力导向图非常适合于渲染关系型信息图

    二、什么是力导向图(Force-directed)?

    我们可以把整张 Network 想象成一个物理仿真系统(Simulation)。系统中的每个节点(Node)都是一个带有能量的粒子粒子与粒子之间存在斥力(如模拟库伦斥力),而被边(Link)所连结的粒子受到牵引力(如模拟胡克弹力)。系统中的粒子在斥力和引力的不断作用下,从随机无序的布局(Layout)不断发生位移,逐渐趋于平衡有序的布局。同时整个仿真系统的能量也在不断消耗,经过数次迭代后,粒子之间不再发生相对位移,整个系统达到最终稳定平衡的状态。

    此动效实现的本质就是每一帧都重新渲染图中节点的位置(x,y), 节点的位置(x,y)是由节点上一帧所处的位置(x,y)+速度(vx,vy)所决定的。而速度就是通过力学模型所计算出来的。

    关键在于力(Forces)D3.js 中内置了几种经典的力模型:

    1. 中心力(Centering)

    中心力可以使得节点最终布局是围绕着某个中心的。相当于某个中心点对所有的节点都有一个制约,不会让布局的中心偏离。

    2. 碰撞力(Collision)

    • 碰撞力为每个节点都设定一个圆形的碰撞区域,从而防止节点之间重叠。
    • 关键参数:radius 碰撞半径

    3. 牵引力(Links)

    • 牵引力的强度与节点之间的距离成正比,类似于弹簧力。
    • 关键参数:distance。影响两个节点之间的最终距离。

    4. N 体力(Many-Body)

    N体问题是天体力学的一种力学模型,它研究 N 个质点相互之间在万有引力作用下的运动规律。

    • Many-Body 力是作用于所有节点之间的,是全局的,任何两个节点之间都将受到此力的影响。(与 牵引力 Links 不同,Links 力仅仅会影响有连接关系的两个节点)
    • 它可以用来模拟引力(吸引力),只需设置的 strength 参数为正数;
    • 它也可用来模拟电荷力(排斥力),只需设置的 strength 参数为负数。
    • 实现算法使用了 the Barnes–Hut approximation(通过将平面不断递归地划分成四个小区域来构建一棵四叉树) 来提高性能;

    5. 方向力(Positioning)

    方向力分为 X 方向和 Y 方向,即将作用力限制在一个维度上( X 维度或者 Y 维度)


    说明

    • 以上这几个力学模型是 D3.js 封装的几个经典力学模型,开发者也可根据自身的业务场景,应用自定义的力模型;
    • 力模型是可以多重复叠加的,即可同时叠加中心力、碰撞力、牵引力等等;

    三、最终效果

    通过控制右侧面板,所见即所得地为 Chart 添加不同的力,用户可灵活定制想要的效果。

     

    展开全文
  • D3.js实现力导向图(Dray和Zoom)

    万次阅读 热门讨论 2017-03-02 21:56:43
    今天遇到个问题就是把json(里面nodes和edges属性)文件通过D3.js展示出来,下午... 什么是力导向图D3.js官网:http://d3js.org/ D3.js github:https://github.com/d3/d3 力导向图(Force-Directed Graph),是绘图

    今天遇到个问题就是把json(里面nodes和edges属性)文件通过D3.js展示出来,下午终于弄出来了,写篇博客记录一下。
    先展示一下效果图:
    这里写图片描述
    放大后是这个效果:
    这里写图片描述

    什么是力导向图

    D3.js官网:http://d3js.org/
    D3.js github:https://github.com/d3/d3
    力导向图(Force-Directed Graph),是绘图的一种算法。在二维或三维空间里配置节点,节点之间用线连接,称为连线。各连线的长度几乎相等,且尽可能不相交。节点和连线都被施加了力的作用,力是根据节点和连线的相对位置计算的。根据力的作用,来计算节点和连线的运动轨迹,并不断降低它们的能量,最终达到一种能量很低的安定状态。

    添加d3.js

    //我使用的是v4,v3不能这样使用,具体看API
    <script src="https://d3js.org/d3.v4.min.js"></script>

    定义canvas画板

    var width = 900 ,
       height = 600,
       dataset,
    var svg = d3.select("body").append("svg"),

    构建布局

     /* 相关API
    d3.forceSimulation - 创建一个力模拟。
    simulation.restart - 重启力模拟。
    simulation.stop - 停止力模拟。
    simulation.tick - 将力模拟向前推进一步。
    simulation.nodes - 设置力模拟的节点。
    simulation.alpha - 设置当前的α值。
    simulation.alphaMin -设置α最小阈值。
    simulation.alphaDecay - 设置α指数衰减率。
    simulation.alphaTarget - 设置目标α。
    simulation.drag - 设置曳引系数。
    simulation.force - 添加或移除力。
    simulation.fix - 固定节点位置。
    simulation.unfix - 释放固定的节点。
    simulation.find - 查找给定位置最近的节点。
    simulation.on - 添加或移除事件监听器。
    force - 应用力模拟。
    force.initialize - 使用给定的节点初始化力布局。
    d3.forceCenter - 创建一个力中心。
    center.x - 设置中心的x-坐标。
    center.y - 设置中心的y-坐标。
    d3.forceCollide - 创建一个圆碰撞力。
    collide.radius - 设置圆的半径。
    collide.strength - 设置碰撞检测强度。
    collide.iterations - 设置迭代次数。
    d3.forceLink - 创建连接力。
    link.links - 设置连接数组。
    link.id - 连接数组。
    link.distance - 设置连接距离。
    link.strength - 设置连接强度。
    link.iterations - 设置迭代次数。
    d3.forceManyBody - 创建多体力。
    manyBody.strength - 设置力强度。
    manyBody.theta - 设置Barnes-Hut近似精度。
    manyBody.distanceMin - 当节点关闭限制力。
    manyBody.distanceMax - 当节点太远限制力。
    d3.forceX - 创建x-定位力。
    x.strength - 设置力强度。
    x.x - 设置目标x-坐标。
    d3.forceY - 创建y-定位力。
    y.strength - 设置力强度。
    y.y - 设置目标y-坐标。
    */
    
    var simulation = d3.forceSimulation()
        .force("link", d3.forceLink().id(function(d) { return d.id; }))
        .force("charge", d3.forceManyBody())
        .force("center", d3.forceCenter(width / 2, height / 2));
    

    加载数据

    (说明:加载数据我以实际遇到的为标准,因为在真正的项目中我们必然使用的是加载数据)

    d3.json("dd.json", function(error, data) {
      if (error) throw error;
        dataset = data;

    数据放入布局中

    simulation
          .nodes(dataset.nodes)
          .on("tick", ticked);
    
      simulation.force("link")
          .links(dataset.edges);

    绘制node和edge

    //加载连线
    var link = g.selectAll("line")
        .data(graph.edges)
        .enter().append("line")
        .attr("stroke",function (d) { return d.color; })
        .attr("stroke-width", function(d) { return d.size; })
        .call(d3.zoom()
            .scaleExtent([-5, 2])
            .on("zoom", zoomed));
    //加载圆
      var node = g.selectAll("circle")
        .data(graph.nodes)
        .enter().append("circle")
          .attr("cx", function(d) { return d.x; })
          .attr("cy", function(d) { return d.y; })
          .attr("r", function(d) { return d.size; })
          .attr("fill", function(d) { return d.color; })
          .on("click",click)//收起子节点
          .call(d3.drag()
              .on("start", dragstarted)
              .on("drag", dragged)
              .on("end", dragended));
       function dragstarted(d) {
          if (!d3.event.active) simulation.alphaTarget(0.3).restart();
          d.fx = d.x;
          d.fy = d.y;
        }
    
        function dragged(d) {
          d.fx = d3.event.x;
          d.fy = d3.event.y;
        }
    
        function dragended(d) {
          if (!d3.event.active) simulation.alphaTarget(0);
          d.fx = null;
          d.fy = null;
        }
    
       //加载label
      node.append("title")
          .text(function(d) { return d.id; });

    添加tick函数(必须)

    tick函数的作用:由于力导向图是不断运动的,每一时刻都在发生更新,因此,必须不断更新节点和连线的位置。
    力导向图布局 force 有一个事件 tick,每进行到一个时刻,都要调用它,更新的内容就写在它的监听器里就好。

    function ticked() {
        link
            .attr("x1", function(d) { return d.source.x; })
            .attr("y1", function(d) { return d.source.y; })
            .attr("x2", function(d) { return d.target.x; })
            .attr("y2", function(d) { return d.target.y; });
    
        node
            .attr("cx", function(d) { return d.x; })
            .attr("cy", function(d) { return d.y; });
      }

    最后

    推荐几个比较的学习网站:
    https://bl.ocks.org/mbostock
    http://www.ourd3js.com/
    https://github.com/tianxuzhang/d3.v4-API-Translation#hierarchies
    http://blockbuilder.org/search#d3version=v4

    展开全文
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    2021-01-13 10:21:19
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  • 产生一个2个nodes间有多个关系的力导向图

空空如也

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d3实现力导向图

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