CN111859053B - 一种可视化图表的数据定义方法及图表库系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可视化图表的数据定义方法及其实现图表库，所述的数据定义方法具体包括以下步骤：将可视化实例的通用信息放在高等级层级，将可视化实例的个性化信息放在低层级；所述通用信息包括实例标识类、属性化信息、辅助信息及数据总体定义；所述个性化信息包括具体的数据信息、主题样式及图表能力配置项。本申请的一种可视化图表的数据定义方法，定义图表背后的数据、数据类型、图表样式、图表与说明等信息，形成了通用、普适的可视化数据结构标准；基于此数据定义，实现了一套图表组件库，能展示静态图表、交互图表、时间轴动态图表，能够展示数据在时间维度上的变化规律，更好的满足人们对视觉层面的追求。
Description
技术领域
本发明涉及数据可视化技术领域，特别是涉及一种可视化图表的数据定义方法及图表库系统。
背景技术
随着大数据时代的到来，如何通过大数据“预测”未来、剖析数据背后的规律与真相，已受到了广泛的关注。而数据可视化则是正确解读数据、表达数据、挖掘数据背后的真相最常用的技术手段。但在实际的可视化领域中，没有通用、普适的可视化数据结构标准，但却存在图表模板形式众多、人们视觉层面的需求又丰富多样、常见的静态图表也很难展示数据在时间维度上的变化规律等问题。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明提出了一种可视化图表的数据定义方法，解决现有没有通用可视化数据结构标准以及图表无法展示数据在时间维度上变化规律的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种可视化图表的数据定义方法，具体包括以下步骤：
将可视化实例的通用信息放在高等级层级，将可视化实例的个性化信息放在低层级；
所述通用信息包括实例标识类、属性化信息、辅助信息及数据总体定义；
所述个性化信息包括具体的数据信息、主题样式及图表能力配置项。
进一步的，所述数据信息采用二维数组定义。
进一步的，所述主题样式信息包括图表的色彩及决定图表整体出图一致性的信息，决定图表整体出图一致性的信息包括有图表标题的文字属性、图表附属的文字属性、网格轴线及背景色。
进一步的，所述图表能力配置项包括通用能力配置项、图表个性化配置项及冗余的配置可选项。
进一步的，所述实例标识类、属性化信息、辅助信息及数据总体定义具体包括有：实例标识、实例名称、示意图、数据源、图表模板标识、图表模板的数据类型、主题色、图表配置项、图标分类及功能分类。
进一步的，所述图表配置项具体包括有图表尺寸、细节样式配置项、图表标签、数据映射、图例、交互提示框、字体、颜色、背景色、标题、动画、单位、数据来源、出品方、商标、水印、留白布局、轴与网格线。
一种基于组件化的图表库，是采用所述可视化图表的数据定义方法实现的，所述图表库包括图表核心组件，用于图表主体的绘制；
图表辅助组件，包含图表各种幅面元素，通过传入不同的参数来适配不同的图表；
图表插件，用于对外部js文件的引用及改写；
图表辅助工具模块，复用工具函数方法的集合；
图表配置项处理模块，对传入的可视化数据定义的内容进行筛选及分类处理，并转换成易于读取的option对象；
图表数据处理模块，对由图表配置项处理模块处理之后的数据进行二次处理，根据图表种类匹配不同的数据处理方法，将数据处理为图表核心组件需要的数据格式；
图表模板组件，引入图表所需要组件，并按图表绘制所需流程先后调用，传入所需数据。
进一步的，所述图表库输出静态图表、交互图表的具体步骤包括：
S11：开发者调用所需图表并上传相应数据定义文件，图表库进行配置项的筛选；
S12：对于所有图表的公共配置项，直接在图表配置项处理模块中进行处理，对于每个图表的特殊配置项，则在各个图表的模板组件中进行处理，处理完的数据定义内容变成易于读取的option对象；
S13：将S12获得的图表数据采用图表数据处理模块进行二次处理，根据图表种类匹配不同的数据处理方法，图表模板组件将处理好的数据传入图表核心组件；
S14：图表模板组件相应的引入以及调用图表辅助组件，进行图表幅面元素的设置；
S15：图表绘制渲染在前端页面上；
S16：如需获得静态图表，图表库以SVG格式导出；如需获得交互图表，则在S15所述的成果页面上用鼠标或手指点击图表的主体图形元素对象，获得具体的数据响应。
进一步的，所述图表库输出时间轴动态图表的具体步骤包括：
S21：开发者调用所需图表并上传相应数据定义文件，图表库中的图表模板组件进行处理，将获得的图表数据进行时间数据处理；
S22：判断是否需要动态时间轴，对于需要动态时间轴的图表，单帧数据轴按值域计算后进行渲染，对于不需要动态时间轴的图表，则直接将单帧数据图表进行渲染；
S23：上述获得的图表数据进行延时渲染与帧动画；
S24：图表绘制完成并动态播放。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提出的一种可视化图表的数据定义方法，1）将可视化所需的数值数据、图表的配置项及数据与图表的关系定义都囊括在一个定义实例中，在实际的业务与应用系统中，这样的一体化设计更利于管理，成果展现更灵活；2）数据定义的各类属性、节点的定义，均考虑到了最大的需求可能性，为今后的扩展提供了灵活的结构支持，如有些数据图表需要多张表格作为其数据支撑，本数据定义中就将数据定义为了二维数组，具有很强的数据适应性；3）本方法兼顾考虑了实现层面的一些具体问题，让整个数据定义更具备独立性，如图表的个性化配置项会有多条选项，而现有的只能配置用户的设定值，而对于其他选项在数据定义中无法获知，需查询配置项文档，而本方案中，在数据定义中已经包含了这些个性化配置项的各种选项，因此，人们会非常明了各配置项的情况，能方便的进行赋值，也减少了配置项学习成本和开发时出错的概率；4）实用性强，能够支撑不断变化发展中的可视化需求；
本发明提出的一种基于组件化的图表库，1）每一个图表组件都遵守了同一套标准，使得不同的开发人员据此标准开发出一套标准统一的组件；2）任何一个组件都是一个可以独立的个体，可以使其应用在不同的场景中，复用性强；3）对于不同的图表来说，每个模块的子组件不是必须的，因此，不同的图表可按需引入不同的组件，便于开发者进行代码的管理与编写，同时也可按照不同模块的不同功能进行修改即可快速实现需求。
附图说明
图1为本发明实施例所述一种可视化图表的数据定义方法中高等级层级的节点结构示意图；
图2为本发明实施例所述一种可视化图表的数据定义方法中图表配置项的二级节点结构示意图；
图3为本发明实施例所述一种基于组件化的图表库的结构图；
图4为本发明实施例所述一种基于组件化的图表库输出静态图表与交互图表的流程示意图；
图5为本发明实施例所述一种基于组件化的图表库输出时间轴动态图表的流程示意图。
实施方式
展示一下实例来具体说明本发明的某些实施例，且不应解释为限制本发明的范围。对本发明公开的内容可以同时从材料、方法和反应条件进行改进，所有这些改进，均应落入本发明的精神和范围之内。
一种可视化图表的数据定义方法，具体包括以下步骤：
将可视化实例较稳定的通用信息放在高等级层级，如实例标识类、属性化信息、辅助信息及数据总体定义；将可视化实例的个性化信息、经常需要修改的信息放在低层级，如具体的数据信息、主题样式及图表能力配置项；
在本实施例中，所述数据信息采用二维数组定义，可以支持多张表格为同一图表提供数据支持，也给可视化图表的类型提供更多可能。
在本实施例中，所述主题样式信息包括图表的色彩及决定图表整体出图一致性的信息，决定图表整体出图一致性的信息包括有图表标题的文字属性、图表附属的文字属性、网格轴线等辅助形状及背景色。在图表定义中加入主题信息的定义，可以提高可视化的视觉的灵活性。
在本实施例中，所述图表能力配置项包括通用能力配置项、图表个性化配置项及冗余的配置可选项。冗余的配置可选项的增加对于数据定义文档的读者和图表应用层的开发工程师都是非常友好的，不需要查询配置项文档就可以了解图表在此配置项中的所有选项，充分贴合了应用开发的需求，减少了开发时出错的概率。
在本实施例中，所述实例标识类、属性化信息、辅助信息及数据总体定义具体包括有：实例标识、实例名称、示意图、数据源、图表模板标识、图表模板的数据类型、主题色、图表配置项、图标分类及功能分类，如图1所示：
实例标识(projectId)：通常为一个唯一标识码，用以标识单个图表实例；
实例名称(title)：用以定义单个图表实例的名称；
示意图（thumb）：保留一个可配置的URL字段，用以存放图表实例的现状截图；
数据源(dataSrc)：此节点用以定义数据的来源，存储图表中的数值数据本身，及其基本的数据格式，如：对象表或二维交叉表，可作为图表配置工具进行数据处理的基础；
图表模板标识（templateId）：具体图表模板的唯一标识码，用以定义使用的图表模板的类型；
图表模板的数据类型（templateSwitch）：在实际的数据可视化过程中，可以发现在数据相对固定的情况下，我们其实对于其呈现的图表模板有多种选择。这种情况从本质上来说，是这些图表模板的数据格式定义是相同的。本数据方法中将大量数据图表的数据进行了划分，分为了：键值对象数据（key-value）、二维交叉表数据（cross）、树状结构数据（tree）、有权重的树形结构数据（tree-value）、有权重流向关系数据(sankey)、多维对象数据（obj-n-value）、一级分类对象数据（obj-type-value）、两级分类数据（sunburst）、时间对象数据(obj-n-value-time)、时间二维表数据（cross-time）、任意型数据（obj-any）；
主题色（theme）：为图表快速配色所定义的主题色列表，及相关附属元素的优化配置参数；
图表配置项（props）：其中配置了图表的映射、标题、附属元素的基本信息，后面详述；
图表分类（chart_type）：定义了该图表所属的普适大类，如饼图、柱状图、折线图等；
功能分类（function_type）：定义了该图表所属的功能类型。
在本实施例中，所述图表配置项具体包括有图表尺寸、细节样式配置项、图表标签、数据映射、图例、交互提示框、字体、颜色、背景色、标题、动画、单位、数据来源、出品方、商标、水印、留白布局、轴与网格线，如图2所示：
尺寸(size)：图表尺寸的相关定义；
细节样式配置项（Display）：图表显示细节的定义，如线宽、节点大小等；
图表标签(Label)：图表标签的样式选项，及其文字相关的定义；
数据映射（Map）：连接图表与数据列之间的关系定义；
图例（Legend）：图例的样式选项及其文字相关定义；
交互提示框（Tooltip）：交互图表中的样式定义和文字定义；
字体（Font）：图表其他部分的文字定义；
颜色（Colors）：图表的颜色定义；
背景色（Backgroundcolor）：图表的背景色；
标题（titleDisplay）：图表标题及其文字属性；
动画（animation）：图表动画样式的选项及动画时长控制；
单位（unitDisplay）：图表单位文字的定义和相关属性配置；
数据来源（sourceDisplay）：图表数据来源的定义和相关属性；
出品方（publishDisplay）：图表出品方的定义和相关属性；
商标（logoDisplay）：图表版权方Logo的定义和相关属性；
水印（wartermarkDisplay）：图表水印的定义和相关属性；
留白布局（paddings）：图表留白与页面布局控制项；
轴与网格线（axis）：对于具有坐标系的图表，其轴与网格线的相关配置项。
如图3所示，一种基于组件化的图表库，是采用所述可视化图表的数据定义方法实现的，所述图表库包括图表核心组件，是图表库的绘图组件，用于图表主体的绘制，大部分不可复用，每个图表都需要重新设计并编写绘图代码；
图表辅助组件，包含图表各种幅面元素，如标题、图例等，基本可复用，通过传入不同的参数来适配不同的图表；
图表插件，用于对外部js文件的引用及改写，特殊图表适用；
图表辅助工具模块，复用工具函数方法的集合；
图表配置项处理模块，对传入的可视化数据定义的内容进行筛选及分类处理，并转换成易于读取的option对象；
图表数据处理模块，对由图表配置项处理模块处理之后的数据进行二次处理，根据图表种类匹配不同的数据处理方法，将数据处理为图表核心组件需要的数据格式；
图表模板组件，引入图表所需要组件，并按图表绘制所需流程先后调用，传入所需数据。
在本实施例中，如图4所示，所述图表库输出静态图表、交互图表的具体步骤包括：
S11：开发者调用所需图表并上传相应数据定义文件，图表库进行配置项的筛选；
S12：对于所有图表的公共配置项，直接在图表配置项处理模块中进行处理，对于每个图表的特殊配置项，则在各个图表的模板组件中进行处理，处理完的数据定义内容变成易于读取的option对象；
S13：将S12获得的图表数据采用图表数据处理模块进行二次处理，根据图表种类匹配不同的数据处理方法，图表模板组件将处理好的数据传入图表核心组件；
S14：图表模板组件相应的引入以及调用图表辅助组件，进行图表幅面元素的设置；
S15：图表绘制渲染在前端页面上；
S16：如需获得静态图表，图表库以SVG格式导出；如需获得交互图表，则在S15所述的成果页面上用鼠标或手指点击图表的主体图形元素对象，获得具体的数据响应。
在本实施例中，如图5所示，所述图表库输出时间轴动态图表，其数据具备一个时间戳的维度，每一个时间戳对应的数据渲染过程与静态图表、交互图表的渲染过程一致，只不过在每个时间戳的渲染过程中加入了延时刷新，且数据轴的值域与呈现也进行了实时计算，具体步骤包括：
S21：开发者调用所需图表并上传相应数据定义文件，图表库中的图表模板组件进行处理，将获得的图表数据进行时间数据处理；
S22：判断是否需要动态时间轴，对于需要动态时间轴的图表，单帧数据轴按值域计算后进行渲染，对于不需要动态时间轴的图表，则直接将单帧数据图表进行渲染；
S23：上述获得的图表数据进行延时渲染与帧动画；
S24：图表绘制完成并动态播放。
综上，本申请的可视化图表的数据定义方法，通过定义图表背后的数据、数据类型、图表样式、图表与说明等信息，能更方便定义数据的可视化能力，提高数据可视图表的应用的广泛性；
相对于传统的图表框架，其绘制思路为根据不同的图表需求，为每个图表配置不同的绘制流程，有时候图表代码量太大，逻辑太多或者同一个功能组件在许多场景均有使用，维护起来相当复杂。而本申请的基于数据定义实现的可视化图表库，使用组件化开发来进行功能拆分、组件封装，已达到组件通用性，增强代码可读性，维护成本也能大大降低，具有低耦合，高复用，可扩展性好等特点。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于组件化的图表库系统，其特征在于，所述图表库包括图表核心组件，用于图表主体的绘制；
图表辅助组件，包含图表各种幅面元素，通过传入不同的参数来适配不同的图表；
图表插件，用于对外部js文件的引用及改写；
图表辅助工具模块，复用工具函数方法的集合；
图表配置项处理模块，对传入的可视化数据定义的内容进行筛选及分类处理，并转换成易于读取的option对象；
图表数据处理模块，对由图表配置项处理模块处理之后的数据进行二次处理，根据图表种类匹配不同的数据处理方法，将数据处理为图表核心组件需要的数据格式；
图表模板组件，引入图表所需要组件，并按图表绘制所需流程先后调用，传入所需数据；
所述可视化数据的定义方法具体包括以下步骤：
将可视化实例的通用信息放在高等级层级，将可视化实例的个性化信息放在低层级；
所述通用信息包括实例标识类、属性化信息、辅助信息及数据总体定义；
所述个性化信息包括具体的数据信息、主题样式及图表能力配置项。
2.根据权利要求1所述的一种基于组件化的图表库系统，其特征在于，所述数据信息采用二维数组定义。
3.根据权利要求1所述的一种基于组件化的图表库系统，其特征在于，所述主题样式信息包括图表的色彩及决定图表整体出图一致性的信息，决定图表整体出图一致性的信息包括有图表标题的文字属性、图表附属的文字属性、网格轴线及背景色。
4.根据权利要求1所述的一种基于组件化的图表库系统，其特征在于，所述图表能力配置项包括通用能力配置项、图表个性化配置项及冗余的配置可选项。
5.根据权利要求1所述的一种基于组件化的图表库系统，其特征在于，所述实例标识类、属性化信息、辅助信息及数据总体定义具体包括有：实例标识、实例名称、示意图、数据源、图表模板标识、图表模板的数据类型、主题色、图表配置项、图标分类及功能分类。
6.根据权利要求5所述的一种基于组件化的图表库系统，其特征在于，所述图表配置项具体包括有图表尺寸、细节样式配置项、图表标签、数据映射、图例、交互提示框、字体、颜色、背景色、标题、动画、单位、数据来源、出品方、商标、水印、留白布局、轴与网格线。
7.根据权利要求1所述的一种基于组件化的图表库系统，其特征在于，所述图表库输出静态图表、交互图表的具体步骤包括：
S11：开发者调用所需图表并上传相应数据定义文件，图表库进行配置项的筛选；
S12：对于所有图表的公共配置项，直接在图表配置项处理模块中进行处理，对于每个图表的特殊配置项，则在各个图表的模板组件中进行处理，处理完的数据定义内容变成易于读取的option对象；
S13：将S12获得的图表数据采用图表数据处理模块进行二次处理，根据图表种类匹配不同的数据处理方法，图表模板组件将处理好的数据传入图表核心组件；
S14：图表模板组件相应的引入以及调用图表辅助组件，进行图表幅面元素的设置；
S15：图表绘制渲染在前端页面上；
S16：如需获得静态图表，图表库以SVG格式导出；如需获得交互图表，则在S15的成果页面上用鼠标或手指点击图表的主体图形元素对象，获得具体的数据响应。
8.根据权利要求1所述的一种基于组件化的图表库系统，其特征在于，所述图表库输出时间轴动态图表的具体步骤包括：
S21：开发者调用所需图表并上传相应数据定义文件，图表库中的图表模板组件进行处理，将获得的图表数据进行时间数据处理；
S22：判断是否需要动态时间轴，对于需要动态时间轴的图表，单帧数据轴按值域计算后进行渲染，对于不需要动态时间轴的图表，则直接将单帧数据图表进行渲染；
S23：上述获得的图表数据进行延时渲染与帧动画；
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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