气泡散点 · 原理与代码
散点 + 气泡大小三维数据,实时皮尔逊 r 与回归直线。
运行逻辑
访问 `/dataviz/bubbles` 时,DemoHost 按 registry 的 `mod: 'kit-dataviz'` 懒加载 `demos/kits/kit-dataviz.js`,调用 `mount(host, { variant: 'bubbles' })`。 mount 把 variant 解析为家族 `bubbles`,`withControls` 生成控件面板(5 个预设 + 参数滑块)。 `createCanvasStage` 创建 `<canvas>`(HiDPI 上限 2×、ResizeObserver 自适应)和右侧信息面板。 家族的 `build(S)` 初始化本 demo 的状态并返回每帧回调。 每个 `requestAnimationFrame`:读取控件值,按速度缩放模拟时钟(dt 上限 50 ms),执行帧回调绘制;返回的读数写入信息面板。 改变参数:颜色/速度/大小等即时生效,需要重建的参数触发重新挂载;离开页面时取消 rAF、移除监听并释放资源。
运行环境
Canvas 2D: 2D 画布绘图; requestAnimationFrame: 与屏幕刷新同步的动画循环; ResizeObserver: 画布随容器尺寸自适应; Pointer Events: 鼠标/触摸/触控笔统一事件; devicePixelRatio: HiDPI 清晰渲染(上限 2×) · react 18.3.1, react-router-dom 6.30.6, vite 5.4.21
引入的组件与依赖
react 18.3.1
引入的组件函数
withControls — 把演示包进统一控制面板(预设按钮、参数滑块、重置),参数变化时热更新或重挂载; paramsFromSpec — 把 spec(颜色/速度/大小/数量/额外参数)转换成控制面板参数定义; createCanvasStage — 共享 Canvas 2D 舞台:画布 + 信息面板、HiDPI、单一 rAF 循环、指针状态、自动演示指针; rng — 可复现的伪随机数生成器(同一种子结果相同); hueOf — 取颜色的色相(0–360°); clamp — 把数值限制在区间内; TAU — 常量 2π; fmt — 数字格式化(固定小数位); F — 公式块 HTML; S.clear — 用背景色清屏(可半透明做拖尾); S.get — 读取当前控件参数; S.onFrame — 注册每帧回调,返回值进入信息面板读数; ctx.beginPath() — 开始一条新路径; ctx.moveTo() — 移动画笔起点(不画线); ctx.lineTo() — 直线连到指定点; ctx.stroke() — 描边当前路径; ctx.arc() — 画圆弧/圆(圆心、半径、起止角); ctx.fill() — 填充当前路径; ctx.setLineDash() — 设置虚线样式; ctx.arcTo() — 用切线画圆角弧; ctx.closePath() — 闭合当前子路径; ctx.fillText() — 绘制填充文字; ctx.measureText() — 测量文字宽度
本 demo 代码
frontend/src/demos/kits/kit-dataviz.js: FAM.bubbles (L216-L252)
代码解释
L218-218: 控件定义(颜色/速度/大小/数量/额外参数):气泡颜色、气泡缩放、样本点数、相关强度 ρ、分组数、回归直线。 L219-219: 预设按钮:名称 → 参数覆盖值(5 个:默认、负相关、无相关、密集小泡、大泡)。 L220-228: 信息面板内容:实时读数行 rows(v)、公式、说明、参数、步骤。 L229-251: 初始化函数:建立状态并返回每帧回调:用 Canvas 2D 的 `beginPath`, `moveTo`, `lineTo`, `stroke`, `arc`, `fill` … 绘制;数学计算用到 `Math.exp`, `Math.round`, `Math.sin`, `Math.cos`, `Math.sqrt`, `Math.min` …;返回读数 `x`, `y`, `v`, `g`, `n`, `r`, `a` … 给信息面板。
原理
r = Σ(x−x̄)(y−ȳ) / √(Σ(x−x̄)² · Σ(y−ȳ)²) 最小二乘斜率 b = Σ(x−x̄)(y−ȳ) / Σ(x−x̄)²,截距 a = ȳ − b·x̄ 气泡半径 ∝ √值(让面积而不是半径正比于数值) 散点图 每个点代表一个样本,横坐标和纵坐标是它的两个属性,比如"广告费"和"销量"。点整体往右上倾斜说明两者 正相关 ,往右下是负相关,一团乱就是没关系。 气泡图 再加第三个维度:气泡大小。注意要让 面积 正比于数值(半径取平方根),否则大值会被夸大。 相关系数 r 在 −1 ~ 1 之间,越接近 ±1 越像一条直线;回归直线是让所有点到直线竖直距离平方和最小的那条线。数据点在轻微漂移,r 会实时变化。