D3.js 绘制弦图，展示关系之美

2023-05-02 13:06:40

D3.js 入门：绘制弦图

简介

弦图是一种强大的数据可视化技术，用于展示复杂网络或关系。它以圆形对称布局的形式呈现数据，其中弧线表示节点之间的连接强度。借助 D3.js 的强大功能，您可以轻松地创建交互式、高度定制的弦图。

步骤详解

1. 引入必要的库

首先，在您的 HTML 页面中引入 D3.js 库和弦图布局模块：

<script src="https://d3js.org/d3.v7.min.js"></script>
<script src="https://d3js.org/d3-chord.v1.min.js"></script>

2. 准备数据

弦图使用邻接矩阵作为输入数据。邻接矩阵是一个二维数组，其中单元格中的值表示两个节点之间的连接强度。例如，考虑以下邻接矩阵：

[[1, 0, 0, 0, 0],
 [0, 1, 0, 0, 0],
 [0, 0, 1, 0, 0],
 [0, 0, 0, 1, 0],
 [0, 0, 0, 0, 1]]

3. 创建弦图布局

使用 D3.js 的 chord() 函数可以创建弦图布局。该函数接受邻接矩阵作为参数，并返回一个弦图布局对象。该对象包含用于绘制弦图所需的所有信息。

var chord = d3.chord()
  .padAngle(0.05) // 弧线之间的间距
  .sortSubgroups(d3.descending) // 对组内弧线进行排序
  .matrix(data); // 传入邻接矩阵

4. 绘制弦图

使用弦图布局对象可以绘制弦图。D3.js 提供了 ribbon() 和 arc() 函数，分别用于绘制弦带和组弧。

svg.append("g")
  .selectAll("path")
  .data(chord.chords())
  .enter().append("path")
  .attr("d", d3.ribbon()
    .radius(innerRadius) // 弦带的半径
    .startAngle(d => d.source.startAngle) // 起始角度
    .endAngle(d => d.source.endAngle)) // 结束角度
  .style("fill", d => color(d.source.index)); // 节点颜色

svg.append("g")
  .selectAll("g")
  .data(chord.groups())
  .enter().append("g")
  .attr("transform", d => "translate(" + d.x + "," + d.y + ")")
  .append("path")
  .attr("d", d3.arc()
    .innerRadius(innerRadius) // 组弧的内半径
    .outerRadius(outerRadius) // 组弧的外半径
    .startAngle(d.startAngle) // 起始角度
    .endAngle(d.endAngle)) // 结束角度
  .style("fill", d => color(d.index)); // 节点颜色

5. 添加交互

可以通过添加交互性来增强弦图的可用性。例如，可以添加鼠标悬停事件以显示节点信息，或添加单击事件以导航到特定节点的子图。

svg.selectAll("path")
  .on("mouseover", function(d) {
    // 显示节点信息
  })
  .on("click", function(d) {
    // 导航到子图
  });

示例

以下代码示例展示了如何使用 D3.js 绘制一个基本的弦图：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <meta charset="utf-8">
  
  <script src="https://d3js.org/d3.v7.min.js"></script>
  <script src="https://d3js.org/d3-chord.v1.min.js"></script>
</head>
<body>
  <svg width="960" height="960"></svg>
  <script>
    // 数据准备
    var data = [
      [1, 0, 0, 0, 0, 0],
      [0, 1, 0, 0, 0, 0],
      [0, 0, 1, 0, 0, 0],
      [0, 0, 0, 1, 0, 0],
      [0, 0, 0, 0, 1, 0],
      [0, 0, 0, 0, 0, 1]
    ];

    // 创建弦图布局
    var chord = d3.chord()
      .padAngle(0.05)
      .sortSubgroups(d3.descending)
      .matrix(data);

    // 获取 SVG 容器
    var svg = d3.select("svg");

    // 绘制弦带
    svg.append("g")
      .selectAll("path")
      .data(chord.chords())
      .enter().append("path")
      .attr("d", d3.ribbon()
        .radius(200)
        .startAngle(d => d.source.startAngle)
        .endAngle(d => d.source.endAngle))
      .style("fill", d => color(d.source.index));

    // 绘制组弧
    svg.append("g")
      .selectAll("g")
      .data(chord.groups())
      .enter().append("g")
      .attr("transform", d => "translate(" + d.x + "," + d.y + ")")
      .append("path")
      .attr("d", d3.arc()
        .innerRadius(200)
        .outerRadius(220)
        .startAngle(d.startAngle)
        .endAngle(d.endAngle))
      .style("fill", d => color(d.index));
  </script>
</body>
</html>