热力图 · 原理与代码
高斯热点叠加的网格数据,γ 对比度与冷暖双色色带。
运行逻辑
访问 `/dataviz/heatmap` 时,DemoHost 按 registry 的 `mod: 'kit-dataviz'` 懒加载 `demos/kits/kit-dataviz.js`,调用 `mount(host, { variant: 'heatmap' })`。 mount 把 variant 解析为家族 `heatmap`,`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。 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; hexRgb — 颜色字符串 → [r, g, b]; hueOf — 取颜色的色相(0–360°); clamp — 把数值限制在区间内; 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.fill() — 填充当前路径; ctx.fillRect() — 填充矩形; ctx.strokeRect() — 描边矩形; ctx.beginPath() — 开始一条新路径; ctx.moveTo() — 移动画笔起点(不画线); 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; ctx.stroke() — 描边当前路径
本 demo 代码
frontend/src/demos/kits/kit-dataviz.js: FAM.heatmap (L70-L114)
代码解释
L72-72: 控件定义(颜色/速度/大小/数量/额外参数):高值颜色、格子间隙、网格分辨率 N、对比度 γ、热点个数、冷暖双色。 L73-73: 预设按钮:名称 → 参数覆盖值(6 个:默认、8×8、高对比、冷暖、快变、柔和)。 L74-82: 信息面板内容:实时读数行 rows(v)、公式、说明、参数、步骤。 L83-113: 初始化函数:建立状态并返回每帧回调:用 Canvas 2D 的 `fill`, `fillRect`, `strokeRect` 绘制;数学计算用到 `Math.round`, `Math.cos`, `Math.sin`, `Math.exp`, `Math.min`, `Math.max` …;返回读数 `n`, `cell`, `val`, `raw`, `rmn`, `rmx`, `rm` … 给信息面板。
原理
值 v(x, y) = Σₖ exp(−dₖ² / 2σ²) (每个热点一个高斯"山包") 归一化 u = (v − min) / (max − min) 颜色 = 色带(u^γ) 热力图 把一张二维表格里的每个数字画成一个小方格,用 颜色深浅 代替数字本身:越亮的格子数值越大。人眼对颜色比对数字敏感得多,一眼就能看出"热点"在哪。 这里的数据来自几个慢慢移动的热点,每个热点对周围格子的贡献随距离按高斯曲线衰减。先把所有值缩放到 0~1,再用 γ 调对比度:γ>1 只有最热的地方亮,γ<1 中间值也会变亮。 鼠标/手指移到哪个格子,右侧就显示它的行列、数值以及这一行、这一列的平均值(十字高亮)。