前端vue实现腾讯热力图 (热力图实现算法)

inMap 是一款基于 canvas 的大数据可视化库,专注于大数据方向点线面的可视化效果展示。目前支持散点、围栏、热力、网格、聚合等方式;致力于让大数据可视化变得简单易用。

热力图这个名字听起来很高大上,其实等同于我们常说的密度图。

前端图算法,前端实现热力图

如图表示,红色区域表示分析要素的密度大,而蓝色区域表示分析要素的密度小。只要点密集,就会形成聚类区域。

看到这么炫的效果,是不是自己也很想实现一把?接下来手把手实现一个热力(带你装逼带你飞、 哈哈),郑重声明:下面代码片段均来自 inMap 。

准备数据

inMap 接收的是经纬度数据,需要把它映射到 canvas 的像素坐标,这就用到了墨卡托转换,墨卡托算法很复杂,以后我们会有单独的一篇文章来讲讲他的原理。经过转换,你得到的数据应该是这样的:

[
{
 "lng": "116.395645", 
 "lat": 39.929986, 
 "count": 6, 
 "pixel": { //像素坐标
 "x": 689, 
 "y": 294
}
},
{
 "lng": "121.487899", 
 "lat": 31.249162, 
 "count": 10, 
 "pixel": { //像素坐标 
 "x": 759, 
 "y": 439
}
},
...
]

好了,我们得到转换后的像素坐标数据(x、y),就可以做下面的事情了。

创建 canvas 渐变填充

创建一个由黑到白的渐变圆

let gradient = ctx.createRadialGradient(x, y, 0, x, y, radius);
gradient.addColorStop(0, ’rgba(0,0,0,1)’);
gradient.addColorStop(1, ’rgba(0,0,0,0)’);
ctx.fillStyle = gradient;
ctx.arc(x, y, radius, 0, Math.PI * 2, true);
  • createRadialGradient() 创建线性的渐变对象

  • addColorStop() 定义一个渐变的颜色带

那么问题就来了,如果每个数据权重值 count 不一样,我们该如何表示呢?

设置 globalAlpha

根据不同的count值设置不同的Alpha,假设最大的count的Alpha等于1,最小的count的Alpha为0,那么我根据count求出Alpha。

let alpha = (count - minValue) / (maxValue - minValue);

然后我们代码如下:

drawPoint(x, y, radius, alpha) { let ctx = this.ctx;
ctx.globalAlpha = alpha; //设置 Alpha 透明度
ctx.beginPath(); let gradient = ctx.createRadialGradient(x, y, 0, x, y, radius);
gradient.addColorStop(0, ’rgba(0,0,0,1)’);
gradient.addColorStop(1, ’rgba(0,0,0,0)’);
ctx.fillStyle = gradient;
ctx.arc(x, y, radius, 0, Math.PI * 2, true);
ctx.closePath();
ctx.fill();
}

效果跟上一个截图有很大区别,可以对比一下透明度的变化。

前端图算法,前端实现热力图

(这么黑乎乎的一团,跟热力差距好大啊)

前端图算法,前端实现热力图

重置 canvas 画布颜色

  • getImageData() 复制画布上指定矩形的像素数据

  • putImageData() 将图像数据放回画布:

getImageData()返回的数据格式如下:

{
 "data": {
 "0": 0, //R 
 "1": 128, //G 
 "2": 0, //B 
 "3": 255, //Aplah 
 "4": 0, //R 
 "5": 128, //G 
 "6": 0, //B 
 "7": 255, //Aplah 
 "8": 0, 
 "9": 128, 
 "10": 0, 
 "11": 255, 
 "12": 0, 
 "13": 128, 
 "14": 0, 
 "15": 255, 
 "16": 0, 
 "17": 128, 
 "18": 0, 
 "19": 255, 
 "20": 0, 
 "21": 128, 
 "22": 0
...

返回的数据是一维数组,每四个元素表示一个像素(rgba)值。

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实现热力原理:读取每个像素的alpha值(透明度),做一个颜色映射。

代码如下:

let palette = this.getColorPaint(); 
//取色面板let img = ctx.getImageData(0, 0, container.width, container.height);
 let imgData = img.data; let max_opacity = normal.maxOpacity * 255; 
 let min_opacity = normal.minOpacity * 255; //权重区间
let max_scope = (normal.maxScope > 1 ? 1 : normal.maxScope) * 255; let min_scope = (normal.minScope < 0 ? 0 : normal.minScope) * 255; let len = imgData.length; for (let i = 3; i < len; i += 4) { let alpha = imgData[i];
let offset = alpha * 4; if (!offset) { continue;
} //映射颜色
imgData[i - 3] = palette[offset];
imgData[i - 2] = palette[offset + 1];
imgData[i - 1] = palette[offset + 2]; // 范围区间
if (imgData[i] > max_scope) {
imgData[i] = 0;
} if (imgData[i] < min_scope) {
imgData[i] = 0;
} // 透明度
if (imgData[i] > max_opacity) {
imgData[i] = max_opacity;
} if (imgData[i] < min_opacity) {
imgData[i] = min_opacity;
}
} //将设置后的像素数据放回画布ctx.putImageData(img, 0, 0, 0, 0, container.width, container.height);

创建颜色映射,一个好的颜色映射决定最终效果。

inMap 创建一个长256px的调色面板:

let paletteCanvas = document.createElement(’canvas’);let paletteCtx = paletteCanvas.getContext(’2d’);
paletteCanvas.width = 256;
paletteCanvas.height = 1;let gradient = paletteCtx.createLinearGradient(0, 0, 256, 1);

inMap 默认颜色如下:

this.gradient = { 0.25: ’rgb(0,0,255)’, 0.55: ’rgb(0,255,0)’, 0.85: ’yellow’, 1.0: ’rgb(255,0,0)’};

将gradient颜色设置到调色面板对象中

for (let key in gradient) {
gradient.addColorStop(key, gradientConfig[key]);
}

返回调色面板的像素点数据:

return paletteCtx.getImageData(0, 0, 256, 1).data;

创建出来的调色面板效果图如下:(看起来像一个渐变颜色条)

前端图算法,前端实现热力图

最终我们实现的热力图如下:

前端图算法,前端实现热力图

作者 | Aresn

原文 | https://segmentfault.com/a/1190000012589613