基于径向布局的多维层次可视化方法

摘要

本发明公开了一种基于径向布局的多维层次可视化方法，即定义多维层次视图的绘制算法，包括三个部分：一、径向层次视图的绘制算法，给定父节点pNode的第i+1个孩子节点child_i+1∈T_m，该节点在视图中的绘制为：二、圆形平行坐标绘制算法，对于给定数据集U_m×n，其中的n维数据点映射为二维空间上的一条圆形折线段；三、视图融合，借助镂空设计策略Holow Spiral Model实现多维层次视图的无缝融合，Detail Outside交互设计实现对视图的联动分析。本发明保持了较高空间利用率和较好伸缩性，同时维持了布局的全局径向性，实现多维层次视图的无缝融合。

主权项

一种基于径向布局的多维层次可视化方法，其特征在于，包括径向层次视图的绘制算法、圆形平行坐标绘制算法、视图融合三个部分；径向层次视图的绘制算法：给定父节点pNode的第i+1个孩子节点child_i+1∈T_m，T_m为树结构，下标m表示节点数，该节点在视图中的绘制为：$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{rStep}=\mathrm{pNode}.\mathrm{outerRadius}-\mathrm{pNode}.\mathrm{innerRadius}\\ {\mathrm{child}}_{i+1}.\mathrm{outerRadius}=\mathrm{pNode}.\mathrm{outerRadius}+\mathrm{rStep}\\ {\mathrm{child}}_{i+1}.\mathrm{innerRadius}=\mathrm{pNode}.\mathrm{innerRadius}+\mathrm{rStep}\\ {\mathrm{child}}_{i+1}.\mathrm{startAngle}=\mathrm{pNode}.\mathrm{startAngle}+{\mathrm{child}}_i.\mathrm{endAngle}\\ {\mathrm{child}}_{i+1}.\mathrm{endAngle}={\mathrm{child}}_{i+1}.\mathrm{startAngle}+{\mathrm{child}}_{i+1}.\mathrm{arcWidth}\\ {\mathrm{child}}_{i+1}.\mathrm{arcWidth}=\mathrm{pNode}.\mathrm{arcWidth}\times \frac{{\mathrm{child}}_{i+1}.\mathrm{leafCount}}{\mathrm{pNode}.\mathrm{leafCount}}\end{array}\right.,$孩子节点child_i+1对应视图中的扇形块Widget，每个扇形块由<innerRadius,outerRadius,startAngle,endAngle>四元组唯一确定；rStep表示每个节点对应的扇形块的径向宽度，由该节点的内半径innerRadius和外半径outerRadius决定，节点child_i+1的起始角度startAngle等于父节点pNode起始角度加上节点c_i的结束角度endAngle；节点跨度arcWidth由以该节点为根节点的子树的叶子节点数占原始树的总的叶子节点数的比例；圆形平行坐标绘制算法：对于给定数据集U_m×n，其中的n维数据点映射为二维空间上的一条圆形折线段，其映射函数定义为：其中v_ij(x,y)表示轴X_l第i条折线段与轴的交点，其坐标由$\left\{\begin{array}{c}x=\mathrm{rLocation}\times \cos \theta \\ y=\mathrm{rLocation}\times \sin \theta \\ \mathrm{rLocation}=r_{\mathrm{in}}+\frac{u_{\mathrm{ij}}-{\mathrm{uMin}}_j}{{\mathrm{uMax}}_j-{\mathrm{uMin}}_j}\times (r_{\mathrm{out}}-r_{\mathrm{in}})\end{array}\right.$进行计算，uMax_j，uMin_j表示第j个维度上的最大值和最小值，(x,y)为节点v_ij(x,y)在圆形平行坐标中相应轴上的坐标值，θ由计算获得；视图融合：借助镂空设计策略Holow Spiral Model实现多维层次视图的无缝融合，Detail Outside交互设计实现对视图的联动分析。