基于HT for Web的3D拓扑树的实现

在HT for Web中2D和3D应用都支持树状结构数据的展示,展现效果各异,2D上的树状结构在展现层级关系明显,但是如果数据量大的话,看起来就没那么直观,找到指定的节点比较困难,而3D上的树状结构在展现上配合HT for Web的弹力布局组件会显得比较直观,一眼望去可以把整个树状结构数据看个大概,但是在弹力布局的作用下,其层次结构看得就不是那么清晰了。所以这时候结构清晰的3D树的需求就来了,那么这个3D树具体长成啥样呢,我们来一起目睹下~

要实现这样的效果,该从何下手呢?接下来我们就将这个问题拆解成若干个小问题来解决。

1. 创建一个树状结构

有了解过HT for Web的朋友,对树状结构数据的创建应该都不陌生,在这里我就不做深入的探讨了。树状结构数据的创建很简单,在这里为了让代码更简洁,我封装了三个方法来创建树状结构数据,具体代码如下:

/** * 创建连线 * @param {ht.DataModel} dataModel – 数据容器 * @param {ht.Node} source – 起点 * @param {ht.Node} target – 终点 */function createEdge(dataModel, source, target) {// 创建连线,链接父亲节点及孩子节点var edge = new ht.Edge();edge.setSource(source);edge.setTarget(target);dataModel.add(edge);}/** * 创建节点对象 * @param {ht.DataModel} dataModel – 数据容器 * @param {ht.Node} [parent] – 父亲节点 * @returns {ht.Node} 节点对象 */function createNode(dataModel, parent) {var node = new ht.Node();if (parent) {// 设置父亲节点node.setParent(parent);createEdge(dataModel, parent, node);}// 添加到数据容器中dataModel.add(node);return node;}/** * 创建结构树 * @param {ht.DataModel} dataModel – 数据容器 * @param {ht.Node} parent – 父亲节点 * @param {Number} level – 深度 * @param {Array} count – 每层节点个数 * @param {function(ht.Node, Number, Number)} callback – 回调函数(节点对象,节点对应的层级,节点在层级中的编号) */function createTreeNodes(dataModel, parent, level, count, callback) {level–;var num = (typeof count === ‘number’ ? count : count[level]);while (num–) {var node = createNode(dataModel, parent);// 调用回调函数,用户可以在回调里面设置节点相关属性callback(node, level, num);if (level === 0) continue;// 递归调用创建孩子节点createTreeNodes(dataModel, node, level, count, callback);}}

嘿嘿,代码写得可能有些复杂了,简单的做法就是嵌套几个for循环来创建树状结构数据,在这里我就不多说了,接下来我们来探究第二个问题。

2. 在2D拓扑下模拟3D树状结构每层的半径计算

在3D下的树状结构体最大的问题就在于,每个节点的层次及每层节点围绕其父亲节点的半径计算。现在树状结构数据已经有了,那么接下来就该开始计算半径了,我们从两层树状结构开始推算:

我现在先创建了两层的树状结构,所有的子节点是一字排开,并没有环绕其父亲节点,那么我们该如何去确定这些孩子节点的位置呢?

首先我们得知道,每个末端节点都有一圈属于自己的领域,不然节点与节点之间将会存在重叠的情况,所以在这里,我们假定末端节点的领域半径为25,那么两个相邻节点之间的最短距离将是两倍的节点领域半径,也就是50,而这些末端节点将均匀地围绕在其父亲节点四周,那么相邻两个节点的张角就可以确认出来,有了张角,有了两点间的距离,那么节点绕其父亲节点的最短半径也就能计算出来了,假设张角为a,两点间最小距离为b,那么最小半径r的计算公式为:

r = b / 2 / sin(a / 2);

那么接下来我么就来布局下这个树,代码是这样写的:

/** * 布局树 * @param {ht.Node} root – 根节点 * @param {Number} [minR] – 末端节点的最小半径 */function layout(root, minR) {// 设置默认半径minR = (minR == null ? 25 : minR);// 获取到所有的孩子节点对象数组var children = root.getChildren().toArray();// 获取孩子节点个数var len = children.length;// 计算张角var degree = Math.PI * 2 / len;// 根据三角函数计算绕父亲节点的半径var sin = Math.sin(degree / 2),r = minR / sin;// 获取父亲节点的位置坐标var rootPosition = root.p();children.forEach(function(child, index) {// 根据三角函数计算每个节点相对于父亲节点的偏移量var s = Math.sin(degree * index),c = Math.cos(degree * index),x = s * r,y = c * r;// 设置孩子节点的位置坐标child.p(x + rootPosition.x, y + rootPosition.y);});}

在代码中,你会发现我将末端半径默认设置为25了,如此,我们通过调用layout()方法就可以对结构树进行布局了,其布局效果如下:

从效果图可以看得出,末端节点的默认半径并不是很理想,布局出来的效果连线都快看不到了,因此我们可以增加末端节点的默认半径来解决布局太密的问题,如将默认半径设置成40的效果图如下:

现在两层的树状分布解决了,那么我们来看看三层的树状分布该如何处理。

明天的希望,让我们忘了今天的痛苦

基于HT for Web的3D拓扑树的实现

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