云澜组件库 Clyune Component Gallery力导向图 · 原理与代码
分组聚类的力导向模拟：电荷、连线、碰撞三种力与温度冷却。
运行逻辑
访问 `/dataviz/d3-force` 时，DemoHost 按 registry 的 `mod: 'kit-dataviz'` 懒加载 `demos/kits/kit-dataviz.js`，调用 `mount(host, { variant: 'd3-force' })`。 mount 把 variant 解析为家族 `d3-force`，`withControls` 生成控件面板（6 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。 指针按下/拖动/移动时更新交互状态（拖拽手柄、悬停读数）；未触碰且开启「自动演示」时指针沿 Lissajous 路径自动移动。 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.onDown — 指针按下; S.onUp — 指针抬起; 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.fillRect() — 填充矩形; 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
本 demo 代码
frontend/src/demos/kits/kit-dataviz.js: FAM.d3-force (L904-L939)
代码解释
L906-906: 控件定义（颜色/速度/大小/数量/额外参数）：起始色相、节点半径、节点数、分组数、电荷强度、连线距离。 L907-907: 预设按钮：名称 → 参数覆盖值（6 个：默认、大图、强斥力、无碰撞、多分组、两组）。 L908-916: 信息面板内容：实时读数行 rows(v)、公式、说明、参数、步骤。 L917-938: 初始化函数：建立状态并返回每帧回调：注册指针事件 `S.onDown`, `S.onUp`；用 Canvas 2D 的 `beginPath`, `moveTo`, `lineTo`, `stroke`, `arc`, `fill` … 绘制；数学计算用到 `Math.max`, `Math.round`, `Math.floor`, `Math.min`, `Math.sqrt`, `Math.cos` …；返回读数 `n`, `m`, `g`, `alpha`, `at`, `node`, `grp` … 给信息面板。
原理
多体力：Fᵢⱼ = −电荷 · α / d²（同号相斥） 连线力：把两端拉向距离 L 分组定位力（forceX / forceY）：把节点拉向本组中心 冷却：α ← α + (α目标 − α) × 0.02，每步速度 × α 缩放 这就是 d3-force 的做法：每个节点受三种力——所有节点之间的 电荷斥力 、连线的 弹簧拉力 、防止重叠的 碰撞力 。再加一个把节点拉向 本组中心 的定位力（d3 里的 forceX / forceY），同组节点之间连线又更多，所以会聚成一团一团。 d3 还有一个" 温度 α "：刚开始 α = 1，力很大、节点乱飞；之后 α 逐渐 冷却 ，节点越动越慢直到稳定。拖动节点时会重新"加热"，让布局重新调整。 指针悬停查看节点所在组和连线数，按住可以拖着节点走。