D3反转色阶图以获取振幅

时间:2018-07-19 16:31:55

标签: javascript d3.js charts

我有一个colorscaleMap让我们假设这样

d3.scale.linear()
 .domain([0.01,0.02,0.03,0.04,0.05])
 .range(["#5100ff", "#00f1ff", "#00ff30", "#fcff00", "#ff0000"])

现在我要使用反转功能

让我们说invert(“#5100ff”),我期望输出为0.01,但是invert功能不适用于非数字值。如https://github.com/d3/d3-scale中所述  仅当范围为数字时才支持此方法。如果范围不是数字,则返回NaN

问题: 这与具有超过10000个数据点的大数据频谱图有关。 Y-轴是频率,X轴是时间,颜色表示振幅。我认为编写Index函数效率很低

有人可以解决这个问题吗?

1 个答案:

答案 0 :(得分:1)

这不是一件容易的事,如果可以的话,最好通过使用绑定数据来避免此问题,这可能是最好的。

但是,这是一个非常有趣的问题。反转数字时,至少要绑定到一个维度,数字将属于可插值的范围(某些特定例外)。有了三维色彩空间,这会变得有点困难,尤其是对于分段的域和范围。但是,即使我们将无法提供颜色的颜色提供给刻度尺无法产生的反转功能,也仍然很困难。

如前所述,d3-scale不支持非数值反演,d3-interpolate也不提供反演支持。我们也不能连续地拥有非数值域(这将提供最简单的解决方案)。无需重写每个颜色插值器,任何解决方案都可能特定于某个插值(默认是每个通道上的线性插值,所以我将在下面使用它)。

如果我们能够解决上述问题,那么最后的挑战就是您将无法拥有很多精度:RGB通道值被舍入为0到255之间的8位数字。将这个数字取反会产生舍入误差。

此舍入问题通常是由于许多色标在任何给定通道上未使用0-255的整个范围这一事实而加剧的。如果从红色变为橙色,则变化最大的通道是绿色,变化为165。这肯定会降低任何反相函数的精度。

也就是说,我们可以为具有一定色彩空间范围的标尺制作简单的求反函数。这可能需要一些步骤:

  1. 找到在范围的最小值和最大值(最小值和最大值为ab)之间具有最大范围的颜色通道。
  2. 从需要反转的颜色中提取相同的颜色通道:y
  3. ya之间解插b,给我们t
  4. t并在音阶域的最小值和最大值之间进行插值

线性插值器看起来像:y = a + t * (b - a)

这样,我们就可以进行插值:t = (y - a)/(b - a)

t是介于0和1之间的数字,其中(当应用于插值器时)0将在域中产生最小值,而1将在域中产生最大值。

这是它的外观:

var scale = d3.scaleLinear()
  .domain([0,100])
  .range(["orange","red"])


 scale.invertColor = function(x) {
    // get the color into a common form
    var color = d3.color(x); 
    
    // do the same for the range:
    var min = d3.color(this.range()[0]);
    var max = d3.color(this.range()[1]);
	
    // find out which channel offerrs the greatest spread between min and max:
    var spreads = [max.r-min.r,max.g-min.g,max.b-min.g].map(function(d) { return Math.abs(d); });
    var i = spreads.indexOf(Math.max(...spreads));
    var channel = d3.keys(color)[i];
	
    // The deinterpolation function	
    var deinterpolate = function (value,a,b) {
      if(b-a==0) return 0;  
      return Math.abs((value - a) / (b - a))
    }

	// Get t
	var t = deinterpolate(color[channel],min[channel],max[channel]);

    // Interpolate between domain values with t to get the inverted value:
    return d3.interpolate(...this.domain())(t)

};
  

  
var test = [0,10,50,90,100];
console.log("Test values:");
console.log(test)
console.log("Scaling and then Inverting values:");
console.log(test.map(function(d) { return scale.invertColor(scale(d)); }));
console.log("Original values minus scaled and inverted values:");
console.log(test.map(function(d) { return (d - scale.invertColor(scale(d))); }));
<script src="https://d3js.org/d3.v5.min.js"></script>

上面有限制,您可以输入任何颜色。即使该标尺无法产生该值,它也会为您插值。

通过多次使用上述功能,很容易针对多个细分进行修改。我们可以检查每个分段,以查看是否每个分段的值一次取反后会返回其自身。这样做只能将刻度尺产生的颜色反转:

var scale = d3.scaleLinear()
  .domain([0,100,200])
  .range(["orange","red","purple"])


scale.invertColor = function(x) {
  var domain = this.domain();
  var range = this.range();
		
  // check each segment to see if the inverted value scales back to the original value:
  for(var i = 0; i < domain.length - 1; i++) {
    var d = [domain[i], domain[i+1]];
    var r = [range[i], range[i+1]];
		  
    var inverted = (invert(x,d,r))
    if (d3.color(this(inverted)).toString() == d3.color(x).toString()) return inverted;		
  }
  return NaN;  // if nothing matched
		
		
  function invert(x,d,r) {
    // get the color into a common form
    var color = d3.color(x); 
        
    // do the same for the range:
    var min = d3.color(r[0]);
    var max = d3.color(r[1]);
    	
    // find out which channel offerrs the greatest spread between min and max:
    var spreads = [max.r-min.r,max.g-min.g,max.b-min.g].map(function(d) { return Math.abs(d); });
    var i = spreads.indexOf(Math.max(...spreads));
    var channel = d3.keys(color)[i];
    	
    // The deinterpolation function	
    var deinterpolate = function (value,a,b) {
      if(b-a==0) return 0;  
      return Math.abs((value - a) / (b - a))
    }

    // Get t
    var t = deinterpolate(color[channel],min[channel],max[channel]);

    // Interpolate between domain values with t to get the inverted value:
    return d3.interpolate(...d)(t)	
  }
		
};
      

      
    var test = [0,10,50,90,100,110,150,190,200];
    console.log("Test values:");
    console.log(test)
    console.log("Scaling and then Inverting values:");
    console.log(test.map(function(d) { return scale.invertColor(scale(d)); }));
    console.log("Original values minus scaled and inverted values:");
    console.log(test.map(function(d) { return (d - scale.invertColor(scale(d))); }));
<script src="https://d3js.org/d3.v5.min.js"></script>