需求背景
智慧农业里有一个很重要的功能是控制温室生长环境,让农作物生长的更好。于是,我们需要在曲线上根据不同农作物设置不同的环境数据。为了方便用户修改这些数据,我们需要支持用户在曲线上进行拖拽,并且拖拽后还需要把拖拽后的关键点位返回给后端。后面温度传感器收到温度数据后,会发给后端和前端。两端都需要判断传过来的温度是否在曲线之间。如果超出或者下沉需要触发相应的事件。
需求调研
本来以为这个需求很简单,导入echarts,设置两条曲线,并支持拖动。拖动。这些都属于echarts开放的功能,但等到要查询某个时间点曲线上的值时,才发现echarts根本就没开放这个功能,查看源码发现他是用贝塞尔算法生成的曲线,好吧,既然你不支持,那就只能自己实现了。
后面找了下资料,发现一个贝塞尔的js开源库,看了下它的说明,发现有get(t)方法获取到曲线上Y轴的值。参数t表示两个关键点之间x轴值。由于我们传入的x轴是时间,所以这个t就是x轴的时间。
所以,理论上,如果两个使用的算法是一致的,那么从曲线上获得的值就应该是一样的。
实现步骤
第一步,安装bezier-js
npm install bezier-js
第二步,初始化贝塞尔对象
constructor(input = {points: [20, 30, 40], ts: [0, 60000 * 60 * 24]}) { this.line = null this.keyPoints = []//根据输入input,生成关键的点坐标数组 [ x1坐标,y1坐标, x2坐标,y2坐标 ] this.tsStart = 0 this.tsEnd = 0 this.init(input) this.input = input } init(input) { try { if (![input].$has('ts')) input.ts = [0, 60000 * 60 * 24]//如果没有ts时间,默认赋值为1天的时间周期 if (![input].$has('points', 'ts') || input.points.length < 2 || input.ts.length !== 2) { console.log('【bezier】错误!实例化曲线时参数错误') return//最小2个点 } this.tsStart = Number(input.ts[0]) this.tsEnd = Number(input.ts[1]) let tsLen = this.tsEnd - this.tsStart if (tsLen < 0) { console.log('【bezier】错误!实例化曲线时参数错误,时间长度错误') return } let stepLen = tsLen / (input.points.length - 1) let points = [] let x = input.ts[0] input.points.forEach(y => { points.push({x: x}) points.push({y: y}) x += stepLen }) points.splice(points.length - 2, 2)//删除最后一组坐标(2个元素) points.push({x: input.ts[1]})//再用input的值填充,避免因为平均值导致精度的问题 points.push({y: input.points[input.points.length - 1]}) this.keyPoints = points this.line = new Bezier(points) // points = [ x1坐标,y1坐标, x2坐标,y2坐标 ] console.log('生成贝塞尔曲线的数据', this.line, points) } catch (e) { console.log('【bezier】错误!在实例化对象时错误', e) } }
第三步,我们曲线上看到的是时间是“时+分”格式,传入的要转化为时间戳
// 获取指定时间戳的y值数据 // ts横坐标,时间戳 // 输出 {x,y} ,x就是 ts get(ts = 0) { let duration if (ts <= this.tsStart) { duration = 0 } else if (ts <= this.tsEnd) { duration = ts - this.tsStart } else { duration = this.tsEnd - this.tsStart } let b = duration / (this.tsEnd - this.tsStart) return this.line.get(b) // b取值0~1,小数.0表示曲线第一个点,1表示最后1个点 }
第四步,服务端给我们的关键点位可能有几十个,如果我通过几十个点生成贝塞尔对象,在通过get值去查询时候,由于它内部的算法,除了收尾两个关键点外,其他关键点位根据时间查询出的Y值会有偏差。这跟我们在echarts曲线上看到的值并不一样。我猜原因在于echarts的平滑曲线并不是由首尾两个点生成的,而是由两个两个关键点生成一段一段平滑曲线组合而成的。
为了验证我的猜想,我写了个demo,通过6个关键点在echarts上生成了二条曲线。同时,我通过bezier-js的get(t)方法获取更多点位,然后放到echars上,看两者的曲线是否重合。
事实证明,我的猜想是对的。两者曲线是重合的。
echarts 根据六个点生成的曲线
下图是根据两个关键点之间计算多个节点组合成的曲线
所以,我们在计算某个时间轴的Y轴时,要先判断查询的X轴时间属于哪两个点之间,然后再用get(t)方法查Y值
/** * 查询曲线上某个时间点曲线上具体的值,这里查询的是上限。 */ getPointValueByTime() { // 把时间转换成毫秒 let time = this.timeToSec(this.defaultTime) // 判断这个时间在哪两个关键点之间 // 先获取曲线上所有时间点的数组 let preData = [] for (var i = 0; i < upperLimit.length; i++) { let itemTime = this.timeToSec(upperLimit[i][0]) // 如果查询的时间小于当前的item,这表示在这个item和上一个item之间。则通过这两个item生成贝塞尔对象,然后用get方法查询time值 if (time <= itemTime && i != 0) { // 查询的点就是preData 和item的数组 let pointArray = [] pointArray.push(preData[1]) pointArray.push(upperLimit[i][1]) const bezier = new BezierLine({points: pointArray, ts: [preData[0], itemTime]}) let data = bezier.get(time) console.log('查询到当前时间' + time + '的值为', data) this.searchValueByTime = parseFloat(data.y).toFixed(2) break } else { // 上一个不符合的对象 preData = [itemTime, upperLimit[i][1]] } } },
到此,我们就可以通过任意一个X轴时间来获得对应的Y轴value值了。当然,文章里只是把实现思路讲了,贴出来的代码不是全部,只是供大家理解。完整版代码我已经上传到码云,如果有什么bug,大家可以留言告知一下。 下载地址:GetEchartsCurveData
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