專利名稱：在svg中利用顏色映射技術(shù)動(dòng)態(tài)展示二維空間數(shù)據(jù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，特別提供了一種在SVG (Scalable VectorGraphics，可縮放矢量圖形)中利用顏色映射技術(shù)動(dòng)態(tài)展示二維空間數(shù)據(jù)的方法。
背景技術(shù)：
空間數(shù)據(jù)是指用來表示空間實(shí)體的位置、形狀、大小及其分布特征等方面信息的數(shù)據(jù)，既與空間有關(guān)，又與時(shí)間有關(guān)，其廣泛存在于地理、氣象、電力、建筑等諸多學(xué)科領(lǐng)域?？臻g數(shù)據(jù)的常見形式是標(biāo)量場(chǎng)(Scalar Field)，標(biāo)量場(chǎng)空間中每一點(diǎn)的屬性都可以由一個(gè)單一數(shù)值(標(biāo)量)來表不。在直角坐標(biāo)系二維空間中，標(biāo)量場(chǎng)中某一點(diǎn)的值可表不為(X，y, vt)，其中下標(biāo)t表示該標(biāo)量場(chǎng)隨時(shí)間變化,即為時(shí)變標(biāo)量場(chǎng)。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，各類空間數(shù)據(jù)的采集量呈現(xiàn)爆炸式的增長(zhǎng)，對(duì)可視化的要求日益提高。標(biāo)量場(chǎng)可視化是指通過圖形的方式揭示標(biāo)量場(chǎng)對(duì)象空間分布的內(nèi)在關(guān)系。由于很多科學(xué)測(cè)量或者模擬仿真所產(chǎn)生的空間數(shù)據(jù)都是以標(biāo)量場(chǎng)的形式出現(xiàn)，對(duì)標(biāo)量場(chǎng)的可視化是空間數(shù)據(jù)可視化研究的核心課題之一。顏色映射(Color Mapping)是應(yīng)用最為廣泛的標(biāo)量場(chǎng)可視化方法，該方法的核心是建立一張以標(biāo)量數(shù)值作為索引的顏色對(duì)照表，將每一標(biāo)量數(shù)值與一種顏色相對(duì)應(yīng)，并用所對(duì)應(yīng)的顏色繪制標(biāo)量數(shù)據(jù)。合理的顏色映射將能夠非常直觀地反映標(biāo)量場(chǎng)的特征。由于空間數(shù)據(jù)的采集不可能覆蓋到標(biāo)量場(chǎng)中的每一點(diǎn)，因此通常采用空間插值算法將有限的幾個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)快速擴(kuò)展到所關(guān)注的整個(gè)空間范圍，從而使得二維平面上所關(guān)注范圍內(nèi)的每一點(diǎn)均有對(duì)應(yīng)的值和顏色。常見的空間插值算法包括距離倒數(shù)乘方法、克里金法、最小曲率法、謝別德法等。目前，SVG作為一種基于XML(extensible Markup Language,可擴(kuò)展標(biāo)記語言)、擴(kuò)展性較強(qiáng)的可縮放矢量圖形格式，在互聯(lián)網(wǎng)、圖形、可視化展示等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。SVG支持矩形、多邊形、圓形、線條、路徑等基本幾何形狀的繪制與組合，以及漸變、濾鏡、遮罩、動(dòng)畫、人機(jī)交互等高級(jí)功能。SVG與傳統(tǒng)圖形格式相比的突出優(yōu)勢(shì)在于支持腳本代碼以及D0M(Document Object Model,文檔對(duì)象模型,一種處理XML的標(biāo)準(zhǔn)編程接口)，因此用戶能夠按照DOM接口標(biāo)準(zhǔn)訪問SVG文檔中的各類圖形元素，并能夠動(dòng)態(tài)改變各元素的屬性、添加簡(jiǎn)單或復(fù)雜的動(dòng)畫，或者添加鼠標(biāo)、鍵盤交互事件的響應(yīng)方法。SVG優(yōu)異的自身特性為二維空間數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)展示提供極好的支持。SVG是矢量圖形，可靈活調(diào)整可視化的精細(xì)程度；支持遮罩，可按照自定義的輪廓對(duì)二維空間進(jìn)行裁剪，從而只展示所關(guān)注空間范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)；支持DOM接口動(dòng)態(tài)訪問，可以通過程序控制動(dòng)態(tài)展現(xiàn)空間數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的過程。然而，目前仍未有在SVG中利用顏色映射技術(shù)對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示的案例，SVG的優(yōu)異特性以及快速開發(fā)、擴(kuò)展性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)并未得到充分利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的目的在于充分利用SVG圖形格式的優(yōu)異特性，提供一種在SVG中利用顏色映射技術(shù)動(dòng)態(tài)展示二維空間數(shù)據(jù)的方法。根據(jù)本發(fā)明的在SVG中利用顏色映射技術(shù)動(dòng)態(tài)展示二維空間數(shù)據(jù)的方法，包括步驟S1.采用DOM編程接口訪問SVG文檔，在文檔最上層新建一個(gè)g元素作為空白畫布；
S2.若所關(guān)注的空間范圍不是整個(gè)SVG平面，則在defs層中根據(jù)所關(guān)注的空間輪廓新建裁剪路徑，并將其作為遮罩應(yīng)用于畫布；S3.確定關(guān)注范圍輪廓的外接矩形的坐標(biāo)與寬高，設(shè)定橫向與縱向的網(wǎng)格間距參數(shù)，計(jì)算關(guān)注空間范圍內(nèi)各個(gè)網(wǎng)格矩形的坐標(biāo)與寬高；S4.采集二維空間上N個(gè)點(diǎn)第t個(gè)周期的標(biāo)量數(shù)據(jù)；S5.利用空間插值算法計(jì)算各個(gè)網(wǎng)格矩形中心點(diǎn)的標(biāo)量值；S 6.利用顏色映射技術(shù)，將各個(gè)網(wǎng)格矩形中心點(diǎn)的標(biāo)量值映射為特定的顏色；S7.若t = 1，則在畫布上依次創(chuàng)建每一個(gè)網(wǎng)格矩形，填充標(biāo)量值對(duì)應(yīng)的顏色，并添加交互事件響應(yīng)；若1 > 1，則依次將每一個(gè)網(wǎng)格矩形的填充色改變?yōu)楫?dāng)前標(biāo)量值所對(duì)應(yīng)的顏色；以及S8.若存在待展示周期，令t=t+l，返回S4繼續(xù)展示下一周期數(shù)據(jù)。本發(fā)明充分利用了 SVG圖形格式矢量化、支持遮罩、支持DOM編程接口的特性，在新建畫布上通過空間插值算法、顏色映射技術(shù)對(duì)二維時(shí)變標(biāo)量場(chǎng)的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示。按照本發(fā)明所提供的方法，可以在具備DOM接口函數(shù)與SVG渲染器的編程語言平臺(tái)(如Java、C++)上快速開發(fā)出用于動(dòng)態(tài)展示二維空間數(shù)據(jù)的可視化界面，并支持交互事件。此方法可嵌入B/S或C/S軟件系統(tǒng)之中，在本地應(yīng)用或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中均可實(shí)施，適用于諸多工業(yè)、科研領(lǐng)域。該方法的開發(fā)難度小、開發(fā)效率高，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I是本發(fā)明實(shí)施例的一種在SVG中利用顏色映射技術(shù)動(dòng)態(tài)展示二維空間數(shù)據(jù)的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方式
可用以解釋本發(fā)明，但并不限定本發(fā)明。本發(fā)明基于SVG圖形格式，提供了在SVG中利用顏色映射技術(shù)動(dòng)態(tài)展示空間數(shù)據(jù)的方法，如圖I所示，本發(fā)明的具體實(shí)施方式
包括如下步驟SI.采用DOM編程接口訪問SVG文檔，在文檔最上層新建一個(gè)g元素作為空白畫布。采用SVG渲染器打開SVG文檔后，調(diào)用DOM函數(shù)在文檔最上層(即在SVG文檔最后)新建一個(gè)g元素canvas。Java示例代碼如下
權(quán)利要求
1.一種在SVG中利用顏色映射技術(shù)動(dòng)態(tài)展示二維空間數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，包括以下步驟S1.采用DOM編程接口訪問SVG文檔，在文檔最上層新建一個(gè)g元素作為空白畫布；S2.若所關(guān)注的空間范圍不是整個(gè)SVG平面，則在defs層中根據(jù)所關(guān)注的空間輪廓新建裁剪路徑，并將其作為遮罩應(yīng)用于畫布；S3.確定關(guān)注范圍輪廓的外接矩形的坐標(biāo)與寬高，設(shè)定橫向與縱向的網(wǎng)格間距參數(shù)，計(jì)算關(guān)注空間范圍內(nèi)各個(gè)網(wǎng)格矩形的坐標(biāo)與寬高；S4.采集二維空間上N個(gè)點(diǎn)第t個(gè)周期的標(biāo)量數(shù)據(jù)。S5.利用空間插值算法計(jì)算各個(gè)網(wǎng)格矩形中心點(diǎn)的標(biāo)量值；S6.利用顏色映射技術(shù)，將各個(gè)網(wǎng)格矩形中心點(diǎn)的標(biāo)量值映射為特定的顏色。S7.若t=l，則在畫布上依次創(chuàng)建每一個(gè)網(wǎng)格矩形，填充標(biāo)量值對(duì)應(yīng)的顏色，并添加交互事件響應(yīng)；若t>l，則依次將每一個(gè)網(wǎng)格矩形的填充色改變?yōu)楫?dāng)前標(biāo)量值所對(duì)應(yīng)的顏色；以及S8.若存在待展示周期，令t= t+Ι，返回S3繼續(xù)展示下一周期數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種在SVG中利用顏色映射技術(shù)動(dòng)態(tài)展示二維空間數(shù)據(jù)的方法，包括訪問SVG文檔，新建空白畫布；若所關(guān)注的空間范圍非整個(gè)SVG平面，則新建裁剪路徑，作為遮罩應(yīng)用于畫布；設(shè)定橫、縱向的網(wǎng)格間距參數(shù)，計(jì)算關(guān)注各網(wǎng)格矩形的坐標(biāo)與寬高；采集二維空間上N個(gè)點(diǎn)第t個(gè)周期的標(biāo)量數(shù)據(jù)；利用空間插值算法計(jì)算各個(gè)網(wǎng)格矩形中心點(diǎn)的標(biāo)量值；利用顏色映射技術(shù)，將各個(gè)網(wǎng)格矩形中心點(diǎn)的標(biāo)量值映射為特定的顏色；若t=1，則在畫布上依次創(chuàng)建每一個(gè)網(wǎng)格矩形，填充標(biāo)量值對(duì)應(yīng)的顏色；若t＞1，則依次將每一個(gè)網(wǎng)格矩形的填充色改變?yōu)楫?dāng)前標(biāo)量值所對(duì)應(yīng)的顏色；若存在待展示周期，令t=t+1，返回S4繼續(xù)展示下一周期數(shù)據(jù)。本發(fā)明開發(fā)難度小、開發(fā)效率高、實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)G06F9/44GK102937896SQ20121043668
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者陳啟鑫, 賴曉文, 夏清, 康重慶 申請(qǐng)人:清華大學(xué)