2014.10.15日以来的一个月，挤破了头、跑断了腿、伤透了心、吃够了全国最大餐饮连锁店——沙县小吃。其中酸甜苦辣，绝不是三言两语能够说得清道的明的。校招的兄弟姐妹们，你们懂得……
体会最深的一句话还是：出来混，迟早要还的。
一个月过去了，迷茫之际有太多无奈，无奈中又夹杂些许庆幸，岁月匆匆，人生不息，奋斗不止。
遵守最初的诺言，继续走我可视化的道路：
上集摘要：一个月博文中大概介绍了可视化的一些常用工具，从可操作性、实用性、交互性等各方面进行了简单的对比和总结，具体参见http://www.cnblogs.com/bigdataZJ/p/VisualizationSoloShow.html，结合自己的需求，挑出了Prefuse和Processing两员大将出来露了一手，详情请见http://www.cnblogs.com/bigdataZJ/p/VisualizationSoloShow2.html
一番角逐之后，Prefuse工具集脱颖而出，其强大的展示效果、开发者友好的API说明文档、丰富的自带Demo无一不让我对其欲罢不能。下面我们来好好分析下Prefuse的强大之处：
1.Prefuse主要特征：
（1）任意数据类型的表格、图和树形数据结构，数据索引、选择查询，有效的内存占用
（2）具有布局、着色、大小、图形编码、扭曲、动画等多个组件
（3）具有交互控制库
（4）支持动画过渡，通过一系列的活动调度机制
（5）支持平移、缩放等视图变换
（6）对于交互过滤数据的动态查询
（7）能够使用可用的搜索引擎进行文本检索
（8）具有布局和动画的力导向模拟引擎
（9）灵活的多视图展现，包括“概述+细节”和“小倍数”显示
（10）内置类SQL语句查询，可以用于编写查询语句实现查询指定字段的数据
（11）提供查询语句到Prefuse数据结构的数据映射的SQL查询
（12）简单、开发者友好的APIs文档
2.Prefuse模型：
（1）prefuse.data包提供了 Table， Graph， Tree等数据结构；提供了一个data tables，他的行使用一个类 Tuple来表示；这个包中，Node和Edge来表示图或者树的一些成员。
作为一种高级特征的工具集，Prefuse提供了一种解释性的表达式语言，该语言可以用来请求Prefuse中的数据结构并根据已有的数据列创建衍生的列数据。表达式语言的功能实现类在prefuse.data.expression包中，文本表达式解析类在ExpressionParser类中。
（2）prefuse.data.io包提供了文件的读写，包括表，图和树的结构，其中，表的格式：CSV和任意分割的文本文件，对于网络，有 GraphML和 TreeML（XML也能）；prefuse.data.io.sql包提供了对SQL数据库的查询，并返回一个prefuse表
（3）可视化抽象是通过将数据添加到Visulization实例中来得到的，它除了包含原始数据外，还建立了一套完整的可视化体系，包括x、y的坐标轴，颜色，大小字体等值，任意的Tuple, Node, 或者 Edge被添加到Visulization实例中时候，相关的VisualItems实例就建立好了，如NodeItem和 EdgeItem就是VisualItems的实例。（也就是说，可视化抽象实现了添加的数据元素与VisualItems之间的映射）
（4）可视化映射工作由Action模块来完成，它是有一系列独立的处理模块组成的，这些模块来完成可视性、布局计算、颜色设定以及任何其他的可视化工作。prefuse.action包以及其子包会提供一系列布局，形变，动画以及可视化编码的工作。
（5）Renderer模块决定了VisualItems的出现情况，Renderers模块负责计算显示区域，即如何将可视化图形绘制在屏幕上。RendererFactory用来对Renderer进行管理，体现在给VisualItems分配适当的Renderer上。
（6）交互工作，Display组建负责完成交互方面的工作，起到一个类似于摄像机的功能，对显示的区域进行选取，缩放。它直接与用户相关。
一个Visualization可以与多个Display实例关联，以实现多视图参数配置，比如“概述+详细”以及小倍数显示视图等。
（7）每个Display实例都支持若干个Controls,他们负责处理Display上鼠标和键盘的action。prefuse.controls包提供了一个预处理的控制器可以用来完成旋转缩放Display的工作，通过prefuse.controls包的子类ControlAdapter可以实现对Display的控制。
（8）最后，prefuse.data.query 包提供了动态查询绑定（？）的功能，这些绑定能够生成合适的用户界面组建，来直接操作这些查询。
3.Prefuse自带Demo---GraphView.java详解
下面是自己在研读Prefuse源码文件夹demos下的GraphView加的一些注释：
1 //start of class GraphView
2
3 public class GraphView extends JPanel {
4
5 private static final String graph = "graph";
6
7 private static final String nodes = "graph.nodes";
8
9 private static final String edges = "graph.edges";
10
11 private Visualization m_vis;
12
13
14
15 public GraphView(Graph g, String label) {
16
17 super(new BorderLayout());//在GraphView的构造函数中调用超类的构造方法，并创建布局BorderLayout对象。
18
19 // create a new, empty visualization for our data
20
21 m_vis = new Visualization();//创建Visualization对象，使用默认的渲染工厂（DefaultRendererFactory）。Visualization类负责管理源数据与可视化组件之间的映射。
22
23 // --------------------------------------------------------------------
24
25 // set up the renderers
26
27 LabelRenderer tr = new LabelRenderer();
28
29 tr.setRoundedCorner(8, 8);
30
31 m_vis.setRendererFactory(new efaultRendererFactory(tr));//新建标签渲染器并注册到Visualization上，使用的还是DefaultRendererFactory。
32
33 // --------------------------------------------------------------------
34 // register the data with a visualization
35
36 // adds graph to visualization and sets renderer label field
37
38 setGraph(g, label);// 向Visualization添加图形Graph并为标签域赋值。
39
40
41
42 // fix selected focus nodes 声明一个数据元组集合，并为该集合添加一个数据元组的监听器
43
44 TupleSet focusGroup = m_vis.getGroup(Visualization.FOCUS_ITEMS);
45
46 focusGroup.addTupleSetListener(new TupleSetListener() {
47
48 public void tupleSetChanged(TupleSet ts, Tuple[] add, Tuple[] rem)
49
50 {
51
52 for ( int i=0; i<rem.length; ++i )
53
54 ((VisualItem)rem[i]).setFixed(false);
55
56 for ( int i=0; i<add.length; ++i ) {
57
58 ((VisualItem)add[i]).setFixed(false);
59
60 ((VisualItem)add[i]).setFixed(true);
61
62 }
63
64 if ( ts.getTupleCount() == 0 ) {
65
66 ts.addTuple(rem[0]);
67
68 ((VisualItem)rem[0]).setFixed(false);
69
70 }
71
72 m_vis.run("draw");
73
74 }
75
76 });//声明一个数据元组集合，并通过匿名内部类的形式为该集合添加一个数据元组的监听器（TupleSetListener），其中ts：变化的数据元组；add：已经加入的元组数组集合；rem：移除的数据集合。
77
78 // --------------------------------------------------------------------
79
80 // create actions to process the visual data
81
82
83
84 int hops = 30;
85
86 final GraphDistanceFilter filter = new GraphDistanceFilter(graph, hops);
87
88
89
90 ColorAction fill = new ColorAction(nodes,
91
92 VisualItem.FILLCOLOR, ColorLib.rgb(200,200,255));
93
94 fill.add(VisualItem.FIXED, ColorLib.rgb(255,100,100));
95
96 fill.add(VisualItem.HIGHLIGHT, ColorLib.rgb(255,200,125));
97
98
99
100 ActionList draw = new ActionList();
101
102 draw.add(filter);
103
104 draw.add(fill);
105
106 draw.add(new ColorAction(nodes, VisualItem.STROKECOLOR, 0));
107
108 draw.add(new ColorAction(nodes, VisualItem.TEXTCOLOR, ColorLib.rgb(0,0,0)));
109
110 draw.add(new ColorAction(edges, VisualItem.FILLCOLOR, ColorLib.gray(200)));
111
112 draw.add(new ColorAction(edges, VisualItem.STROKECOLOR, ColorLib.gray(200)));// 根据设定距离hops新建一个图形距离过滤器类；针对nodes，采取完全填充颜色的方式（FILLCOLOR），并对聚焦点（fixed ）、高亮点（与fixed node相邻的点即highlight）以及剩余点分别赋予不同的颜色表现.将GraphDistanceFilter和ColorAction都注册到声明的ActionList对象上，并同时添加点与边的描边颜色以及填充颜色的ColorAction。
113
114 ActionList animate = new ActionList(Activity.INFINITY);
115
116 animate.add(new ForceDirectedLayout(graph));
117
118 animate.add(fill);
119
120 animate.add(new RepaintAction());//声明一个ActionList的animate对象，在该对象上添加布局方式（这里采用力导向布局方法ForceDirectedLayout），并添加上面的ColorAction类的fill对象以及一个重绘图形Action。
121 // finally, we register our ActionList with the Visualization.
122
123 // we can later execute our Actions by invoking a method on our
124
125 // Visualization, using the name we‘ve chosen below.
126
127 m_vis.putAction("draw", draw);
128
129 m_vis.putAction("layout", animate);
130
131 m_vis.runAfter("draw", "layout");//将draw和animate注册到m_vis上，后面通过Visualization的方法触发执行每个注册的Action。
132
133 // --------------------------------------------------------------------
134
135 // set up a display to show the visualization
136 Display display = new Display(m_vis);
137 display.setSize(700,700);
138 display.pan(350, 350);
139 display.setForeground(Color.GRAY);
140 display.setBackground(Color.WHITE);
141
142
143
144 // main display controls
145 display.addControlListener(new FocusControl(1));
146 display.addControlListener(new DragControl());
147 display.addControlListener(new PanControl());
148 display.addControlListener(new ZoomControl());
149 display.addControlListener(new WheelZoomControl());
150 display.addControlListener(new ZoomToFitControl());
151 display.addControlListener(new NeighborHighlightControl());//通过Display展现Visualization包括：设置画布大小，平移范围，前景背景颜色以及添加聚焦、拖拽、平移、缩放、滑轮、缩放至适合显示、紧邻高亮监听器。
152
153
154
155 // overview display
156
157 // Display overview = new Display(vis);
158
159 // overview.setSize(290,290);
160
161 // overview.addItemBoundsListener(new FitOverviewListener());
162
163
164
165 display.setForeground(Color.GRAY);
166
167 display.setBackground(Color.WHITE);
168
169
170
171 // --------------------------------------------------------------------
172
173 // launch the visualization
174
175
176
177 // create a panel for editing force values
178
179 ForceSimulator fsim = ((ForceDirectedLayout)animate.get(0)).getForceSimulator();
180
181 JForcePanel fpanel = new JForcePanel(fsim);
182
183
184
185 final JValueSlider slider = new JValueSlider("Distance", 0, hops, hops);
186
187 slider.addChangeListener(new ChangeListener() {
188
189 public void stateChanged(ChangeEvent e) {
190
191 filter.setDistance(slider.getValue().intValue());//只要调节面板上的值有变动就执行下面的run函数，重新布局界面
192
193 m_vis.run("draw");
194
195 }
196
197 });
198
199 slider.setBackground(Color.WHITE);
200
201 slider.setPreferredSize(new Dimension(300,30));
202
203 slider.setMaximumSize(new Dimension(300,30));//设置调节面板的背景颜色、大小
204
205
206
207
208
209 Box cf = new Box(BoxLayout.Y_AXIS);
210
211 cf.add(slider);
212
213 cf.setBorder(BorderFactory.createTitledBorder("Connectivity Filter"));
214
215 fpanel.add(cf);
216
217 //fpanel.add(opanel);
218
219 fpanel.add(Box.createVerticalGlue());
220
221
222
223 // create a new JSplitPane to present the interface
224
225 JSplitPane split = new JSplitPane();
226
227 split.setLeftComponent(display);
228
229 split.setRightComponent(fpanel);
230
231 split.setOneTouchExpandable(true);
232
233 split.setContinuousLayout(false);
234
235 split.setDividerLocation(700);//为整张画布布局，包括左边、右边应该呈现什么内容等
236
237 // now we run our action list
238
239 //m_vis.run("draw");
240
241 add(split);
242
243 }
244
245
246
247 public void setGraph(Graph g, String label) {
248
249 // update labeling
250
251 DefaultRendererFactory drf = (DefaultRendererFactory)
252
253 m_vis.getRendererFactory();
254
255 ((LabelRenderer)drf.getDefaultRenderer()).setTextField(label);
256
257 // update graph
258
259 m_vis.removeGroup(graph);
260
261 VisualGraph vg = m_vis.addGraph(graph, g);
262
263 m_vis.setValue(edges, null, VisualItem.INTERACTIVE, Boolean.FALSE);
264
265 VisualItem f = (VisualItem)vg.getNode(0);
266
267 m_vis.getGroup(Visualization.FOCUS_ITEMS).setTuple(f);
268
269 f.setFixed(false);
270
271 }
272
273
274
275 // ------------------------------------------------------------------------
276
277 // Main and demo methods
278
279
280
281 public static void main(String[] args) {
282
283 UILib.setPlatformLookAndFeel();
284
285
286
287 // create graphview
288
289 String datafile = null;
290
291 String label = "label";
292
293 if ( args.length > 1 ) {//如果用户在运行时有参数传值则分别赋值给datafile和label
294
295 datafile = args[0];
296
297 label = args[1];
298
299 }
300
301 JFrame frame = demo(datafile, label); //通过调用demo函数完成整个界面的设计布局等，最终呈现一个JFrame
302
303 frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); // 关闭按钮的动作为退出
304 }
305
306
307
308 public static JFrame demo() {
309
310 return demo((String)null, "label");
311
312 }
313
314
315
316 public static JFrame demo(String datafile, String label) {
317
318 Graph g = null;
319
320 if ( datafile == null ) {
321
322 g = GraphLib.getGrid(15,15);//如果datafile为空，则通过调用图形库GraphLib中的getGrid得到15*15的网状图形，如下图所示
323 label = "label";
324
325 } else {
326
327 try {
328
329 g = new GraphMLReader().readGraph(datafile);//否则通过指定路径读取datafile文件并转换为图形
330
331 } catch ( Exception e ) {
332
333 e.printStackTrace();
334
335 System.exit(1);
336
337 }
338
339 }
340
341 return demo(g, label);
342
343 }
344
345
346
347 public static JFrame demo(Graph g, String label) {
348
349 final GraphView view = new GraphView(g, label);
350
351
352
353 // set up menu
354
355 JMenu dataMenu = new JMenu("Data");//新建菜单栏
356
357 dataMenu.add(new OpenGraphAction(view));//注册“打开文件”选项卡
358
359 dataMenu.add(new GraphMenuAction("Grid","ctrl 1",view) {//添加网状布局选项卡
360
361 protected Graph getGraph() {
362
363 return GraphLib.getGrid(15,15);
364
365 }
366
367 });
368
369 dataMenu.add(new GraphMenuAction("Clique","ctrl 2",view) {//添加团状布局选项卡
370
371 protected Graph getGraph() {
372
373 return GraphLib.getClique(10);
374
375 }
376
377 });
378
379 dataMenu.add(new GraphMenuAction("Honeycomb","ctrl 3",view) {//添加蜂窝状布局选项卡
380
381 protected Graph getGraph() {
382
383 return GraphLib.getHoneycomb(5);
384
385 }
386
387 });
388
389 dataMenu.add(new GraphMenuAction("Balanced Tree","ctrl 4",view) {//添加平衡树布局选项卡
390
391 protected Graph getGraph() {
392
393 return GraphLib.getBalancedTree(3,5);
394
395 }
396
397 });
398
399 dataMenu.add(new GraphMenuAction("Diamond Tree","ctrl 5",view) {
400
401 protected Graph getGraph() {
402
403 return GraphLib.getDiamondTree(3,3,3); //添加钻石树形图布局选项卡
404
405 }
406
407 });
408
409 JMenuBar menubar = new JMenuBar();
410
411 menubar.add(dataMenu);//将以上菜单选项注册到menubar菜单栏上
412
413
414
415 // launch window
416
417 JFrame frame = new JFrame("p r e f u s e | g r a p h v i e w");
418
419 frame.setJMenuBar(menubar);
420
421 frame.setContentPane(view);
422
423 frame.pack();
424
425 frame.setVisible(true);//添加菜单栏、图形等
426
427
428
429 frame.addWindowListener(new WindowAdapter() {
430
431 public void windowActivated(WindowEvent e) {
432
433 view.m_vis.run("layout");
434
435 }
436
437 public void windowDeactivated(WindowEvent e) {
438
439 view.m_vis.cancel("layout");
440
441 }
442
443 });
444
445
446
447 return frame;
448
449 }
450
451
452 // ------------------------------------------------------------------------
453
454 /**
455
456 * Swing menu action that loads a graph into the graph viewer.
457
458 * 该类主要负责为每一种布局选项配置相应的快捷键
459
460 */
461
462 public abstract static class GraphMenuAction extends AbstractAction {
463
464 private GraphView m_view;
465
466 public GraphMenuAction(String name, String accel, GraphView view) {
467
468 m_view = view;
469
470 this.putValue(AbstractAction.NAME, name);
471
472 this.putValue(AbstractAction.ACCELERATOR_KEY,
473
474 KeyStroke.getKeyStroke(accel));
475
476 }
477
478 public void actionPerformed(ActionEvent e) {
479
480 m_view.setGraph(getGraph(), "label");
481
482 }
483
484 protected abstract Graph getGraph();
485
486 }
487
488 //该类负责对菜单栏的选项卡的响应
489
490 public static class OpenGraphAction extends AbstractAction {
491
492 private GraphView m_view;
493
494
495
496 public OpenGraphAction(GraphView view) {
497
498 m_view = view;
499
500 this.putValue(AbstractAction.NAME, "Open File...");
501
502 this.putValue(AbstractAction.ACCELERATOR_KEY,
503
504 KeyStroke.getKeyStroke("ctrl O"));
505
506 }
507
508 public void actionPerformed(ActionEvent e) {
509
510 Graph g = IOLib.getGraphFile(m_view);
511
512 if ( g == null ) return;
513
514 String label = getLabel(m_view, g);
515
516 if ( label != null ) {
517
518 m_view.setGraph(g, label);
519
520 }
521
522 }
523
524 public static String getLabel(Component c, Graph g) {
525
526 // get the column names
527
528 Table t = g.getNodeTable();
529
530 int cc = t.getColumnCount();
531
532 String[] names = new String[cc];
533
534 for ( int i=0; i<cc; ++i )
535
536 names[i] = t.getColumnName(i);
537
538
539
540 // where to store the result
541
542 final String[] label = new String[1];
543
544 // -- build the dialog -----
545
546 // we need to get the enclosing frame first
547
548 while ( c != null && !(c instanceof JFrame) ) {
549
550 c = c.getParent();
551 }
552
553 final JDialog dialog = new JDialog(
554
555 (JFrame)c, "Choose Label Field", true);
556
557
558
559 // create the ok/cancel buttons
560
561 final JButton ok = new JButton("OK");
562
563 ok.setEnabled(false);
564
565 ok.addActionListener(new ActionListener() {
566
567 public void actionPerformed(ActionEvent e) {
568
569 dialog.setVisible(false);
570
571 }
572
573 });
574
575 JButton cancel = new JButton("Cancel");
576
577 cancel.addActionListener(new ActionListener() {
578
579 public void actionPerformed(ActionEvent e) {
580
581 label[0] = null;
582
583 dialog.setVisible(false);
584
585 }
586
587 });
588
589 // build the selection list
590
591 final JList list = new JList(names);
592 list.setSelectionMode(ListSelectionModel.SINGLE_SELECTION);
593
594 list.getSelectionModel().addListSelectionListener(
595
596 new ListSelectionListener() {
597
598 public void valueChanged(ListSelectionEvent e) {
599
600 int sel = list.getSelectedIndex();
601
602 if ( sel >= 0 ) {
603
604 ok.setEnabled(true);
605
606 label[0] = (String)list.getModel().getElementAt(sel);
607
608 } else {
609
610 ok.setEnabled(false);
611
612 label[0] = null;
613
614 }
615
616 }
617
618 });
619
620 JScrollPane scrollList = new JScrollPane(list);
621
622
623
624 JLabel title = new JLabel("Choose a field to use for node labels:");
625
626
627
628 // layout the buttons
629
630 Box bbox = new Box(BoxLayout.X_AXIS);
631
632 bbox.add(Box.createHorizontalStrut(5));
633
634 bbox.add(Box.createHorizontalGlue());
635
636 bbox.add(ok);
637
638 bbox.add(Box.createHorizontalStrut(5));
639
640 bbox.add(cancel);
641
642 bbox.add(Box.createHorizontalStrut(5));
643
644
645
646 // put everything into a panel
647
648 JPanel panel = new JPanel(new BorderLayout());
649
650 panel.add(title, BorderLayout.NORTH);
651
652 panel.add(scrollList, BorderLayout.CENTER);
653
654 panel.add(bbox, BorderLayout.SOUTH);
655
656 panel.setBorder(BorderFactory.createEmptyBorder(5,2,2,2));
657
658
659
660 // show the dialog
661
662 dialog.setContentPane(panel);
663
664 dialog.pack();
665
666 dialog.setLocationRelativeTo(c);
667
668 dialog.setVisible(true);
669
670 dialog.dispose();
671
672
673
674 // return the label field selection
675
676 return label[0];
677
678 }
679
680 }
681
682 //该类负责调整至适合屏幕显示
683
684 public static class FitOverviewListener implements ItemBoundsListener {
685
686 private Rectangle2D m_bounds = new Rectangle2D.Double();
687
688 private Rectangle2D m_temp = new Rectangle2D.Double();
689
690 private double m_d = 15;
691
692 public void itemBoundsChanged(Display d) {
693
694 d.getItemBounds(m_temp);
695
696 GraphicsLib.expand(m_temp, 25/d.getScale());
697
698
699
700 double dd = m_d/d.getScale();
701
702 double xd = Math.abs(m_temp.getMinX()-m_bounds.getMinX());
703
704 double yd = Math.abs(m_temp.getMinY()-m_bounds.getMinY());
705
706 double wd = Math.abs(m_temp.getWidth()-m_bounds.getWidth());
707
708 double hd = Math.abs(m_temp.getHeight()-m_bounds.getHeight());
709
710 if ( xd>dd || yd>dd || wd>dd || hd>dd ) {
711
712 m_bounds.setFrame(m_temp);
713
714 DisplayLib.fitViewToBounds(d, m_bounds, 0);
715
716 }
717
718 }
719
720 }
721
722
723
724 }
725
726 // end of class GraphView
网格视图：
蜂窝状视图：
平衡树型视图：
以上介绍了Prefuse的一些特征，模型结构以及自带Demo GraphView.java的理解，后续会继续研究Prefuse的其他Demo以及主要接口。
本文链接http://www.cnblogs.com/bigdataZJ/p/VisualizationSoloShow3.html
时间： 2024-08-24 11:52:24