D3.js实现动态仪表盘案列

本文介绍了D3.js实现简洁实用的动态仪表盘的示例，分享给大家，具体如下：

动态效果图：

仪表盘效果图

细看上面的动态效果图，可以发现：

1. 一个值变换到一个新的值时，是一个渐变的过程；

2. 圆弧末尾有一个竖线，作为仪表盘的指针，在仪表盘数值变化时，有一个弹性的动画效果。

一开始，我是用Echarts来实现仪表盘，但是它无法满足上面的两点需求。所以后来改成用D3.js。

D3.js可以完美地实现图表的定制，从细节上，完美地满足我们的需求。

初始化仪表盘

1、首先定义一个svg元素：

<svg id="myGauge" width="80" height="108" ></svg>

然后，声明一些变量用于初始化：

var width=80, 
  height=108,  //svg的高度和宽度，也可以通过svg的width、height属性获取
  innerRadius = 22,
  outerRadius = 30, //圆弧的内外半径
  arcMin = -Math.PI*2/3,
  arcMax = Math.PI*2/3, //圆弧的起始角度和终止角度

2、创建一个 arc 方法，并设置所有的属性，除了 endAngle。在创建圆弧的时候，传递一个包含 endAngle 属性的对象到这个方法，就可以计算出一个给定角度的 SVG path。

var arc = d3.arc()
  .innerRadius(22)
  .outerRadius(30)
  .startAngle(arcMin)

圆弧角度怎么设置呢？

把一个圆圈对应到一个时钟，那么12点钟对应的角度就是0，顺时针3点钟的角度是Math.PI/2，逆时针6点钟的角度是-Math.PI。因此-Math.PI*2/3到Math.PI*2/3的圆弧形状如上面的效果图所示。更多参考API文档中的arc.startAngle。

3、获取SVG元素，并且转换原点到画布的中心，这样我们在之后创建圆弧时就不需要再单独指定它们的位置了

var svg = d3.select("#myGauge")
var g = svg.append("g").attr("transform", "translate(" + width / 2 + "," + height / 2 + ")");

4、添加仪表盘中的文字（标题，数值，单位）

//添加仪表盘的标题
g.append("text").attr("class", "gauge-title")
  .style("alignment-baseline", "central") //相对父元素对齐方式
  .style("text-anchor", "middle") //文本锚点，居中
  .attr("y", -45)  //到中心的距离
  .text("CPU占用率");
//添加仪表盘显示的数值，因为之后还要更新，所以声明一个变量
var valueLabel = g.append("text").attr("class", "gauge-value")
  .style("alignment-baseline", "central") //相对父元素对齐方式
  .style("text-anchor", "middle") //文本锚点，居中
  .attr("y", 25)  //到中心的距离
  .text(12.65); 
//添加仪表盘显示数值的单位      
g.append("text").attr("class", "gauge-unity")
  .style("alignment-baseline", "central") //相对父元素对齐方式
  .style("text-anchor", "middle") //文本锚点，居中
  .attr("y", 40)  //到中心的距离
  .text("%");

D3制作的SVG图，与Echarts绘制的Canvas比起来，很重要的一个优点是，可以用CSS定义SVG的样式。比如，此处仪表盘标题的样式如下：

.gauge-title{
  font-size: 10px;
  fill: #A1A6AD;
}

5、添加背景圆弧

//添加背景圆弧
var background = g.append("path")
  .datum({endAngle:arcMax}) //传递endAngle参数到arc方法
  .style("fill", "#444851")
  .attr("d", arc);

6、添加表示百分比的圆弧，其中percentage是要表示的百分比，0到1的小数。

//计算圆弧的结束角度
var currentAngle = percentage*(arcMax-arcMin) + arcMin
//添加另一层圆弧，用于表示百分比
var foreground = g.append("path")
  .datum({endAngle:currentAngle})
  .style("fill", "#444851")
  .attr("d", arc);

7、在圆弧末尾添加一个指针标记

var tick = g.append("line")
  .attr('class', 'gauge-tick')
  .attr("x1", 0)
  .attr("y1", -innerRadius)
  .attr("x2", 0)
  .attr("y2", -(innerRadius + 12)) //定义line位置，默认是在圆弧正中间，12是指针的长度
  .style("stroke", "#A1A6AD")
  .attr('transform', 'rotate('+ angleToDegree(currentAngle) +')')

rotate中的参数是度数，Math.PI对应180，因此需要自定义一个angleToDegree方法把currentAngle转换一下。

至此，一个SVG仪表盘就制作出来了，不过是静止的，那怎么更新这个仪表盘呢？

更新仪表盘

需要更新：表示新的百分比的圆弧；圆弧下方的数值。

修改圆弧下方的数值很简单：

valueLabel.text(newValue)

更新圆弧则稍麻烦一点，具体思路是：修改圆弧的endAngle，以及修改圆弧末尾指针的transform值。

实现的过程中，需要使用的API：

selection.transition：https://github.com/d3/d3-transition/blob/master/README.md#selection_transition
transition.attrTween：https://github.com/d3/d3-transition/blob/master/README.md#transition_attrTween
d3.interpolate：https://github.com/d3/d3-interpolate/blob/master/README.md#interpolate

1、更新圆弧，其中angle为新圆弧的结束角度。

//更新圆弧，并且设置渐变动效
foreground.transition()
  .duration(750)
  .ease(d3.easeElastic)  //设置来回弹动的效果
  .attrTween("d", arcTween(angle));

arcTween方法定义如下。它返回一个d属性的补间（渐变）动画方法，使一个圆弧从当前的角度渐变到另一个新的角度。

arcTween(newAngle) {
  let self=this
  return function(d) {
    var interpolate = d3.interpolate(d.endAngle, newAngle); //在两个值间找一个插值
    return function(t) {
      d.endAngle = interpolate(t);  //根据 transition 的时间 t 计算插值并赋值给endAngle
      return arc(d); //返回新的“d”属性值
    }; 
  };
}

这个方法更详细的说明可以参考Arc Tween中的注释。

2、更新圆弧末尾的指针的原理同上，其中oldAngle是旧圆弧的结束角度。

//更新圆弧末端的指针标记，并且设置渐变动效      
tick.transition()
  .duration(750)
  .ease(d3.easeElastic)  //设置来回弹动的效果
  .attrTween('transform', function(){ //设置“transform”属性的渐变，原理同上面的arcTween方法
    var i = d3.interpolate(angleToDegree(oldAngle), angleToDegree(newAngle));  //取插值
    return function(t) {
      return 'rotate('+ i(t) +')'
    };
  })

至此，我们就成功制作了一个动态刷新的简介美观的SVG仪表盘。

结束

每次使用D3.js都会忍不住觉得它真是太强大、太有意思了~它就像是一个百宝箱，让我们最大限度地满足需求。

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