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你可能不知道的前端算法之文字避让(inMap)

程序员文章站 2022-09-02 13:57:21
前言 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...

前言

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。

github 地址:https://github.com/talkingdata/inmap()

文档地址:

在地理信息可视化中,我们经常会遇到在地图上标记文字的需求,下面展示的是某流行 chart 图表框架的效果:

你可能不知道的前端算法之文字避让(inMap)

要显示的文字空间不够时,就会造成文字重叠显示混乱,用户体验很不友好。

怎么解决这个问题呢?我们采用文字避让算法,解决这种坑爹的问题。

下面展示的是 inmap 文字避让效果:

你可能不知道的前端算法之文字避让(inMap)

文字标注算法是 gis 中最复杂的问题之一(属于 np 复杂度问题,所以通常不能找到最优解,只能找到较优解)。

inmap 避让算法采用的是四分位模型算法,接下来手把手教你写避让算法,老司机带你装逼带你飞。

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:

[
 {
 "name": "海门",//要显示的文字
 "lng": 121.15,
 "lat": 31.89,
 "count": 7,
 "pixel": { //像素坐标
  "x": 968,
  "y": 736
 }
 },
 {
 "name": "鄂尔多斯",
 "lng": 109.781327,
 "lat": 39.608266,
 "count": 5,
 "pixel": {
  "x": 659,
  "y": 478
 }
 },
...
]

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。

求出每段文字矩形的实际大小

measuretext() 是 canvas 内置的方法,返回字体宽度的像素单位:

let ctx = this.container.getcontext('2d'); // canvas 上下文
let width= ctx.measuretext(name).width;

我们通过 measuretext 得到每个文字的宽度,canvas 并没有直接获取文字的方法,那文字的高度如何的得到呢?

我们通过反复测试发现 canvas 的 font 等于 “13px arial” 字体(别的字体不敢保证)的时候,文字的高度大概是 fontsize 的 1.1 倍。

所以代码如下:

let fontsize = parseint(ctx.font);
let height = fontsize * 1.1;

文字的宽度和高度得到后,我们就可以创建文字矩形的坐标系了。

创建四分位模型

你可能不知道的前端算法之文字避让(inMap)

所谓四分位模型,每一个标记点都有上下左右四个放文字的位子,如果左边放不下,那就放右边试试,还不行就放到下面试试,以此类推,原理就这么简单,哈哈。

创建右侧虚拟矩形坐标描述:

你可能不知道的前端算法之文字避让(inMap)

右侧虚拟矩形坐标的描述把圆点也包含在内了,是为了防止文字和圆点重叠。

在计算虚拟矩形的高度时有些坑,圆点大小不是固定的,是根据用户动态配置的,圆点的直径可能大于文字的高度,我们就设定虚拟矩形的高度永远都是最大的那个,需要做一些特殊处理。

代码如下:

_getleftanchor() {
  let x = this.center.x - this.radius - this.textreact.width,
    y = this.center.y - this.textreact.height / 2,
    diam = this.radius * 2,
    maxh = diam > this.textreact.height ? diam : this.textreact.height; //矩形的高度
  return {
    x,
    y,
    minx: x,
    maxx: this.center.x + this.radius,
    miny: this.center.y - maxh / 2,
    maxy: this.center.y + maxh / 2
  };
}

以此类推,描述下面、左面、上面的虚拟矩形坐标。

判断碰撞

判断两个矩形是否覆盖相交,根据矩形的 minx,maxx,miny,maxy 判断相交,原理比较简单,代码如下:

/**
 * 判断分位是否相交
 * @param {*} target 
 */ 
isanchormeet(target) {
  let react = this.getcurrentrect(),
    targetreact = target.getcurrentrect();
  if ((react.minx < targetreact.maxx) && (targetreact.minx < react.maxx) &&
    (react.miny < targetreact.maxy) && (targetreact.miny < react.maxy)) {
    return true;
  }
  return false;
}

创建虚拟文字集合对象

let labels = pixels.map((val) => {
  let radius = val.pixel.radius + this.style.normal.borderwidth; //圆点半径
  return new label(val.pixel.x, val.pixel.y, radius, fontsize, bytewidth, val.name);
});

递归遍历虚拟文字集合、判断是否与其他相交,如果有相交就移动当前文字位子,直到不相交为止。当找不到合适位置时,就选择隐藏当前文字。

代码如下:

do {
  var meet = false; //本轮是否有相交
  for (let i = 0; i < labels.length; i++) {
    let temp = labels[i];
    for (let j = 0; j < labels.length; j++) {
      if (i != j && temp.show && temp.isanchormeet(labels[j])) {
        temp.next();
        meet = true;
        break;
      }
    }
  }
} while (meet);

绘画文字

labels.foreach(function (item) {
  if (item.show) { //是否显示
    let pixel = item.getcurrentrect();
    ctx.beginpath();
    ctx.filltext(item.text, pixel.x, pixel.y);
    ctx.fill();
  }
});

文字避让算法到目前介绍完了,对应的 inmap 文件地址为https://github.com/talkingdata/inmap/blob/master/src/worker/helper/label.js,接下来还会继续给大家分享干货。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对的支持。