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Three.js 基础入门

前端达人

课程介绍

近些年,浏览器的功能越来越强大,渐渐得成为了复杂应用和图形的平台。同时,现有大多数浏览器实现了对 WebGL 的支持,但要直接使用 WebGL 相关接口进行开发,则需要学习复杂的着色器语言,且开发周期长,不利于项目的快速开发。

面对这种情况,Three.js 应运而生,它不但对 WebGL 进行了封装,将复杂的接口简单化,而且基于面向对象思维,将数据结构对象化,非常方便我们开发。Three.js 的发展十分迅速,然而配套的学习材料却比较匮乏,于是便有了当前的这个课程。

本课程作为入门课程,不会深入做源码解析,主要协助初学者了解 Three.js 的数据结构,基础 API 以及相关辅助插件的使用。帮助初学者达到快速入门的目的。

本课程共包含四大部分。

第一部分(第01-02课),入门前概述,带你初步认识 Three.js、框架选择标准、开发工具,源码获取,实现一个“Hello World”辅助工具。
第二部分(第03-08课),基础功能篇,主要包括 Object3D、Scene、Mesh、Group、Geometry、Materials、Lights、Cameras、粒子等相关功能的介绍。
第三部分(第09-15课),进阶篇,主要包括 Controls、Loaders、Animation、Tween、核心对象,与场景之间的交互以及性能优化介绍。
第四部分(第16课),实战篇,带大家利用所学知识实现一个 3D 小案例。

作者简介

郑世强,现就职于上海某网络公司担任前端工程师,CSDN 博客作者,长期活跃于各大论坛,擅长前端开发、WEBGL 开发。

课程内容

第01课:入门前准备

什么是 WebGL?

WebGL(Web 图形库)是一种 JavaScript API,用于在任何兼容的 Web 浏览器中呈现交互式 3D 和 2D 图形,而无需使用插件。WebGL 通过引入一个与 OpenGL ES 2.0 紧密相符合的 API,可以在 HTML5 <canvas> 元素中使用(简介引自 MDN)。

以我的理解,WebGL 给我们提供了一系列的图形接口,能够让我们通过 JavaScript 去使用 GPU 来进行浏览器图形渲染的工具。


什么是 Three.js?

Three.js 是一款 webGL 框架,由于其易用性被广泛应用。Three.js 在 WebGL 的 API 接口基础上,又进行的一层封装。它是由居住在西班牙巴塞罗那的程序员 Ricardo Cabbello Miguel 所开发,他更为人知的网名是 Mr.doob。



Three.js 以简单、直观的方式封装了 3D 图形编程中常用的对象。Three.js 在开发中使用了很多图形引擎的高级技巧,极大地提高了性能。另外,由于内置了很多常用对象和极易上手的工具,Three.js 的功能也非常强大。最后,Three.js 还是完全开源的,你可以在 GitHub 上找到它的源代码,并且有很多人贡献代码,帮助 Mr.doob 一起维护这个框架。

WEBGL 和 Three.js 的关系

WebGL 原生 API 是一种非常低级的接口,而且还需要一些数学和图形学的相关技术。对于没有相关基础的人来说,入门真的很难,Three.js 将入门的门槛降低了一大截,对 WebGL 进行封装,简化我们创建三维动画场景的过程。只要你有一定的 JavaScript 基础,有一定的前端经验,我坚信,用不了多长时间,三维制作会变得很简单。



用最简单的一句话概括:WebGL 和 Three.js 的关系,相当于 JavaScript 和 jQuery 的关系。

功能概述

Three.js 作为 WebGL 框架中的佼佼者,由于它的易用性和扩展性,使得它能够满足大部分的开发需求,Three.js 的具体功能如下:


Three.js 掩盖了 3D 渲染的细节:Three.js 将 WebGL 原生 API 的细节抽象化,将 3D 场景拆解为网格、材质和光源(即它内置了图形编程常用的一些对象种类)。
面向对象:开发者可以使用上层的 JavaScript 对象,而不是仅仅调用 JavaScript 函数。
功能非常丰富:Three.js 除封装了 WebGL 原始 API 之外,Three.js 还包含了许多实用的内置对象,可以方便地应用于游戏开发、动画制作、幻灯片制作、髙分辨率模型和一些特殊的视觉效果制作。
速度很快:Three.js 采用了 3D 图形最佳实践来保证在不失可用性的前提下,保持极高的性能。
支持交互:WebGL 本身并不提供拾取(Picking)功能(即是否知道鼠标正处于某个物体上)。而 Three.js 则固化了拾取支持,这就使得你可以轻松为你的应用添加交互功能。
包含数学库:Three.js 拥有一个强大易用的数学库,你可以在其中进行矩阵、投影和矢量运算。
内置文件格式支持:你可以使用流行的 3D 建模软件导出文本格式的文件,然后使用 Three.js 加载,也可以使用 Three.js 自己的 JSON 格式或二进制格式。
扩展性很强:为 Three.js 添加新的特性或进行自定义优化是很容易的事情。如果你需要某个特殊的数据结构,那么只需要封装到 Three.js 即可。
支持HTML5 Canvas:Three.js 不但支持 WebGL,而且还支持使用 Canvas2D、Css3D 和 SVG 进行渲染。在未兼容 WebGL 的环境中可以回退到其它的解决方案。


缺点

虽然 Three.js 的优势很大,但是它也有它的不足之处:



官网文档非常粗糙,对于新手极度不友好。

国内的相关资源匮乏。

Three.js 所有的资料都是以英文格式存在,对国内的朋友来说又提高了门槛。

Three.js 不是游戏引擎,一些游戏相关的功能没有封装在里面,如果需要相关的功能需要进行二次开发。


Three.js 与其他库的对比

随着 WebGL 的迅速发展,相关的 WebGL 库也丰富起来,接下来介绍几个比较火的 WebGL 库。



与 Babylon.js 对比

Babylon.JS 是最好的 JavaScript 3D 游戏引擎,它能创建专业级三维游戏。主要以游戏开发和易用性为主。与 Three.js 之间的对比:



Three.js 比较全面,而 Babylon.js 专注于游戏方面。

Babylon.js 提供了对碰撞检测、场景重力、面向游戏的照相机,Three.js 本身不自带,需要依靠引入插件实现。

对于 WebGL 的封装,双方做得各有千秋,Three.js 浅一些,好处是易于扩展,易于向更底层学习;Babylon.js 深一些,好处是易用扩展难度大一些。

Three.js 的发展依靠社区推动,出来的比较早,发展比较成熟,Babylon.js 由微软公司在2013推出,文档和社区都比较健全,国内还不怎么火。


与 PlayCanvas 对比

PlayCanvas 是一个基于 WebGL 游戏引擎的企业级开源 JavaScript 框架,它有许多的开发工具能帮你快速创建 3D 游戏。与 Three.js 之间的对比:



PlayCanvas 的优势在于它有云端的在线可视化编辑工具。

PlayCanvas 的扩展性不如 Three.js。

最主要是 PlayCanvas 不完全开源,还商业付费。


与 Cesium 对比

Cesium 是国外一个基于 JavaScript 编写的使用 WebGL 的地图引擎,支持 3D、2D、2.5D 形式的地图展示,可以自行绘制图形,高亮区域。与 Three.js 对比:



Cesium 是一个地图引擎,专注于 Gis,相关项目推荐使用它,其它项目还是算了。

至于库的扩展,其它的配套插件,以及周边的资源都不及Three.js。


总结

通过以上信息我们发现,Three.js 在其库的扩展性,易用性以及功能方面有很好的优势。学习 Three.js 入门 3D 开发不但门槛低,而且学习曲线不会太陡,即使以后转向 WebGL 原生开发,也能通过 Three.js 学习到很多有用的知识。



现在最火的微信小游戏跳一跳也是在 Three.js 的基础上开发出来的。所以,Three.js 是我们必须要学的 WebGL 框架。


入门前准备

浏览器兼容


Three.js 可以使用 WebGL 在所有现代浏览器上渲染场景。对于旧版浏览器,尤其是 Internet Explorer 10 及更低版本,您可能需要回退到其他渲染器(CSS2DRenderer、CSS3DRenderer、SVGRenderer、CanvasRenderer)。



注意:如果您不需要支持这些旧版浏览器,则不推荐使用其他渲染器,因为它们速度较慢并且支持的功能比 WebGLRenderer 更少。


点击查看原图

即可下载当前版本的代码及相关案例,文件下载解压后是这样的:


微信截图_20200529213036.png

其中相关文件夹的内容是:

build:里面含有 Three.js 构建出来的 JavaScript 文件,可以直接引入使用,并有压缩版;
docs:Three.js 的官方文档;
editor:Three.js 的一个网页版的模型编辑器;
examples:Three.js 的官方案例,如果全都学会,必将成为大神;
src:这里面放置的全是编译 Three.js 的源文件;
test:一些官方测试代码,我们一般用不到;
utils:一些相关插件;
其他:开发环境搭建、开发所需要的文件,如果不对 Three.js 进行二次开发,用不到。
还有第三种,就是直接去 GitHub 上下载源码,和在官网上下载的代码一样。

hello World

前面说了这么多,准备了这么多,最后,放上我们的第一个案例吧。由此来打开学习 Three.js 的大门:


<!DOCTYPE html><html><head>    <meta charset=utf-8>    <title>我的第一个Three.js案例</title>    <style>        body {            margin: 0;        }        canvas {            width: 100%;            height: 100%;            display: block;        }    </style></head><body onload="init()"><script src="https://cdn.bootcss.com/three.js/92/three.js"></script><script>    //声明一些全局变量    var renderer, camera, scene, geometry, material, mesh;    //初始化渲染器    function initRenderer() {        renderer = new THREE.WebGLRenderer(); //实例化渲染器        renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight); //设置宽和高        document.body.appendChild(renderer.domElement); //添加到dom    }    //初始化场景    function initScene() {        scene = new THREE.Scene(); //实例化场景    }    //初始化相机    function initCamera() {        camera = new THREE.PerspectiveCamera(45, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 200); //实例化相机        camera.position.set(0, 0, 15);    }    //创建模型    function initMesh() {        geometry = new THREE.BoxGeometry( 2, 2, 2 ); //创建几何体        material = new THREE.MeshNormalMaterial(); //创建材质        mesh = new THREE.Mesh( geometry, material ); //创建网格        scene.add( mesh ); //将网格添加到场景    }    //运行动画    function animate() {        requestAnimationFrame(animate); //循环调用函数        mesh.rotation.x += 0.01; //每帧网格模型的沿x轴旋转0.01弧度        mesh.rotation.y += 0.02; //每帧网格模型的沿y轴旋转0.02弧度        renderer.render( scene, camera ); //渲染界面    }    //初始化函数,页面加载完成是调用    function init() {        initRenderer();        initScene();        initCamera();        initMesh();        animate();    }</script></body></html>

请将上面的代码复制到 HTML 文件中,然后使用浏览器打开,我们就会发现下面的效果:

点击查看原图



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版权声明:本文为CSDN博主「GitChat的博客」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。

原文链接:https://blog.csdn.net/valada/java/article/details/80871701







JavaScript的padStart()和padEnd()格式化字符串使用技巧

seo达人

用例

让我们从介绍几种不同的填充用例开始。


标签和值

假设你在同一行上有标签和值,例如 name:zhangsan 和 Phone Number:(555)-555-1234。如果把他们放在一起看起来会有点奇怪,会是这样:


Name: zhangsan

Phone Number: (555)-555-1234

你可能想要这个。


Name:           zhangsan

Phone Number:   (555)555-1234

或这个...


       Name: zhangsan

Phone Number: (555)555-1234

金额

在中国,显示价格时通常显示两位数的角、分。所以代替这个...


¥10.1

你会想要这个。


¥10.01

日期

对于日期,日期和月份都需要2位数字。所以代替这个...


2020-5-4

你会想要这个。


2020-05-04

时间

与上面的日期类似,对于计时器,你需要2位数字表示秒,3位数字表示毫秒。所以代替这个...


1:1

你会想要这个。


01:001

padstart()

让我们从 padStart() 以及标签和值示例开始。假设我们希望标签彼此正确对齐,以使值在同一位置开始。


       Name: zhangsan

Phone Number: (555)555-1234

由于 Phone Number 是两个标签中较长的一个,因此我们要在 Name 标签的开头加上空格。为了将来的需要,我们不要把它专门填充到电话号码的长度,我们把它填充到长一点,比如说20个字符。这样一来,如果你在未来使用较长的标签,这一招仍然有效。


在填充之前,这是用于显示此信息的入门代码。


const label1 = "Name";

const label2 = "Phone Number";

const name = "zhangsan"

const phoneNumber = "(555)-555-1234";


console.log(label1 + ": " + name);

console.log(label2 + ": " + phoneNumber);


//Name: zhangsan

//Phone Number: (555)-555-1234

现在,让我们填充第一个标签。要调用 padStart(),你需要传递两个参数:一个用于填充字符串的目标长度,另一个用于你希望填充的字符。在这种情况下,我们希望长度为20,而填充字符为空格。


const label1 = "Name";

const label2 = "Phone Number";

const name = "zhangsan"

const phoneNumber = "(555)-555-1234";


console.log(label1.padStart(20, " ") + ": " + name);

console.log(label2 + ": " + phoneNumber);


//               Name: zhangsan

////Phone Number: (555)-555-1234

现在填充第二行。


const label1 = "Name";

const label2 = "Phone Number";

const name = "zhangsan"

const phoneNumber = "(555)-555-1234";


console.log(label1.padStart(20, " ") + ": " + name);

console.log(label2.padStart(20, " ") + ": " + phoneNumber);


//               Name: zhangsan

////     Phone Number: (555)-555-1234

padEnd()

对于相同的标签和值示例,让我们更改填充标签的方式。让我们将标签向左对齐,以便在末尾添加填充。


初始代码


const label1 = "Name";

const label2 = "Phone Number";

const name = "zhangsan"

const phoneNumber = "(555)-555-1234";


console.log(label1 + ": " + name);

console.log(label2 + ": " + phoneNumber);


//Name: zhangsan

//Phone Number: (555)-555-1234

现在,让我们填充第一个标签,与我们之前所做的类似,但有两个小区别。现在,我们使用 padEnd() 而不是padStart(),并且需要在填充之前将冒号与标签连接起来,这样我们就能确保冒号在正确的位置。


const label1 = "Name";

const label2 = "Phone Number";

const name = "zhangsan"

const phoneNumber = "(555)-555-1234";


console.log((label1 + ': ').padEnd(20, ' ') + name);

console.log(label2 + ": " + phoneNumber);


//Name:               zhangsan

//Phone Number: (555)-555-1234

现在两行都已填充。


const label1 = "Name";

const label2 = "Phone Number";

const name = "zhangsan"

const phoneNumber = "(555)-555-1234";


console.log((label1 + ': ').padEnd(20, ' ') + name);

console.log((label2 + ': ').padEnd(20, ' ') + phoneNumber);


//Name:               zhangsan

//Phone Number:       (555)-555-1234

数字(价格、日期、计时器等)呢?

padding函数是专门针对字符串而不是数字的,所以,我们需要先将数字转换为字符串。


价格

让我们看一下显示价格的初始代码。


const rmb = 10;

const cents = 1;

console.log("¥" + rmb + "." + cents); //¥10.1

要填充分,我们需要先将其转换为字符串,然后调用 padStart() 函数,指定长度为1且填充字符为'0';


const rmb = 10;

const cents = 1;

console.log("¥" + rmb + "." + cents.toString().padStart(2,0)); //¥10.01

日期

这是显示日期的初始代码。


const month = 2;

const year = 2020;


console.log(year + "-" + month); //2020-2

现在,让我们填充月份以确保它是两位数。


const month = 2;

const year = 2020;


console.log(year + "-" + month.toString().padStart(2,"0")); // 2020-02

计时器

最后是我们的计时器,我们要格式化两个不同的数字,即秒和毫秒。尽管有相同的原则。这是初始代码。


const seconds = 1;

const ms = 1;


console.log(seconds + ":" + ms); //1:1

现在要填充,我将在单独的行上进行填充,以便于阅读。


const seconds = 1;

const formattedSeconds = seconds.toString().padStart(2,0);

const ms = 1;

const formattedMs = ms.toString().padStart(3,0);


console.log(formattedSeconds + ":" + formattedMs); // 01:001

最后

虽然编写自己的padding函数并不难,但既然已经内置在JavaScript中,为什么还要自己去做呢?有很多有趣的函数已经内置了。在你自己构建一些东西之前,可能值得先快速搜索一下。

2020年越来越火的车载交互该怎么设计?来看前辈的经验总结!

涛涛

这次我们不聊视觉,也不畅想未来,只说说当下 HMI 产品设计与交互体验。

本文内容会涉及一些专业的汽车知识名词,因为篇幅有限,如有些知识名词不太明白可以百度一下。

别看错了,不是HDMI!

说到 HMI 大多数设计师应该是既熟悉又陌生,HMI 是 Human Machine Interface 的缩写,「人机接口」,也叫人机界面,人机界面(又称用户界面或使用者界面)是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介, 它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换,凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。

听起来是不是觉得这不就是 UI 吗?有什么区别吗?似乎差不多,几乎是没有区别的,只不过是在某些场合和设备上管他叫 UI,比如移动端设备,而在另外某些场所和设备上管他就叫 HMI,比如汽车车机和数控机床。所以这个概念也不用去特别较真,HMI 就权当作是汽车上的 UI 界面吧。毕竟汽车是高科技与工业结合的完美产物,「HMI」念出这个词时候就感觉是蛮专业的!很般配!

HMI前世与今生?

刚才说 HMI 最早更应用于工业上,比如常见的各种机床、制造装备。

或者说让时间再向前推进一点!

而这里通常意义的 HMI 则更加聚焦点,基本特指汽车车机或者车载多媒体设备。

说到这里还是要从车载仪表盘说起,从德国人卡尔·本茨发明世界第一辆汽车,距今已经 100 多年的时间了,在那些还没有 HMI 这个名词的年代,那么他是以什么形态出现的?那就不得不提「仪表盘」了。

当然写这篇文章并不是去评测谁家 HMI 更优秀,而是希望通过一些假设、实验和推断,和大家一起来探讨一下如何更有效地设计 HMI。

屏幕越大越好?车内到底需要几块屏幕?

我们先从屏幕开始。

说到屏幕,设计师都是比较敏感的,因为我们最终的设计交互创意都是需要都是在屏幕上显示展示出来的,HMI 当然也不例外。现在在车载屏幕上你能看到最大尺寸多大?

拿特斯拉为例,Model S 和 Model X 车型都是 17英寸,Model 3 为 15 英尺。

当然他肯定不是最大的,熟悉汽车朋友你应该知道我想说谁了,没错就是他!拥有 48 寸可多段升降屏幕的 BYTON 新能源概念车 M-Byte!48 寸的确很夸张,难道屏幕越来越大就是未来 HMI 的方向吗?

当然这个问题肯定是否定的,为什么?那就要从车载屏幕的作用来说起。

首先我是作为一个曾经就职于汽车公司的设计师,并且是一名地道的汽车发烧友,凭借对汽车还算熟悉和热爱做出一些产品交互分析,以下如有不妥之处还望海涵。

汽车内屏幕的作用

按照功能场景总体可分为三类:主行驶状态信息、附设备状态信息、多媒体 & 外设

不可缺少还需要与使用者、场景结合,我们先来做一个大概的用户画像。

对应这些需求,汽车需要有仪表台(屏)控制和显示的区域有五个。

五个区域分别是:

  • 主驾驶仪表屏
  • 中控台控制(屏)
  • 后排娱乐屏
  • 副驾驶信息屏
  • 扶手控制台(屏)

其中前三个是主流配置,后两个比较少见。

关于汽车设备这块我们不做深入展开了,毕竟这篇文章主要讨论的还是设计,直接看结果!

题外音:屏幕安全性的考量

汽车是比较特殊的设备,基于安全性考虑,汽车内屏幕尺寸不宜太大与太多。

屏幕总体为玻璃材质,但与车窗挡风玻璃的材质不同,当汽车遭遇碰撞的时候,车内屏幕极易破损并形成尖锐物,极大可能会乘坐人员造成二次伤害,所以车内屏幕不易太多,更不易太大。虽然车载屏幕变大变多已不可逆转,而且随着屏幕技术的提升,柔性 OLED 的应用也将会在一定范围解决安全问题。但也需要汽车相关设计者多在安全方面进行考虑,任何产品体验应该建立在安全基础之上的,特别是交通工具。

物理实体按钮过时了?

为什么大屏幕操控成为了当前的 HMI 主流了呢?那不得不去提一下另外一个我们熟悉的设备——手机!

同样一个有限的区域,如果用物理按键那么这个区域只能是固定的功能,而屏幕就可以无限扩展。特别是在汽车中控屏上集成内容会很多,体现就更加突出。

但是在汽车上的全部使用屏幕真的是最佳选择吗?显然这是有待商榷的。

不可否认屏幕的确有很强的扩展性,但是缺点也是明显的:1.触控反馈缺乏 2.交互效率不高

对于这样的判断,我们可以通过两个实验来进行验证。

将类似于 Surface Dial 这种智能按钮交互装置引入汽车的屏幕控制中,每个按钮可以根据情景进行自定义,并且吸附到汽车屏幕的任何位置进行交互操作,相信这一定是一种全新的使用体验。当然这一定是需要解决比如吸附力、安全性等一系列问题。

屏幕触控反馈

虽然目前的屏幕还无法做到完美触控反馈,但已经出现了一些新的硬件技术来试图解决这些问题,比如 Tanvas Touch,其定义为 「手指与触摸界面之间的电子压力控制」。简单来说他们的产品就 「皮肤的磁铁」 一样,能够更加精准地感应手指的动作,最后结果就是比 Apple 的 3D Touch 更加具有压感的触摸操作表现。

原理是利用手指尖触摸显示屏时产生的静电引力来模拟触感,通过电磁脉冲把更的反馈发送到用户的指尖。

Tanvas 也正在与汽车制造商们合作把这项技术嵌入到汽车或屏幕上,让人们更容易感触受到不同物体的表面。

也许在未来我们真的会遇到他。

文章来源:优设    作者:残酷de乐章

数据可视化指南:那些高手才懂的坐标轴设计细节

涛涛

坐标系是能够使每个数组在维度空间内找到映射关系的定位系统,更偏向数学/物理概念。在数据可视化中,最常用的坐标系分为笛卡尔坐标系和极坐标系,本文介绍的坐标轴设计主要也是围绕直角坐标系展开。

什么是坐标轴

在说坐标轴之前先来介绍下什么是坐标系。坐标系是能够使每个数组在维度空间内找到映射关系的定位系统,更偏向数学/物理概念。

维基百科对坐标系的定义是:对于一个 n 维系统,能够使每一个点和一组 n 个标量构成一一对应的系统,它可以用一个有序多元组表示一个点的位置。

数据可视化中,最常用的坐标系有两种:笛卡尔坐标系和极坐标系,均为二维坐标系。

  • 笛卡尔坐标系即直角坐标系,是由相互垂直的两条轴线构成。
  • 极坐标系由极点、极轴组成,坐标系内任何一个点都可以用极径和夹角(逆时针)表示。用到直角坐标系的常见图表有柱状图、折线图、面积图、条形图等。

下文介绍的坐标轴设计主要也是围绕直角坐标系展开,用到极坐标系的图表有饼图、圆环图、雷达图等。

坐标轴是坐标系的构成部分,是定义域轴和值域轴的统称。系的范围更大,而轴包含在系的概念里。由于可视化图表绘制的数据大部分都有一定的现实意义,因此我们可以根据坐标轴对应的变量是连续数据还是离散数据,将坐标轴分成连续轴、时间轴、分类轴三大类。轴的类型不同在设计处理上也有差异。

坐标轴的构成要素

介绍坐标轴设计前,我们先将坐标轴拆分成「原子」要素,具体分为轴线、轴刻度、轴标签、轴标题/单位、网格线。

坐标轴易被忽视的设计细节

根据坐标轴的构成,分类讨论下每个构成要素容易被忽视的设计细节。

轴线一般只考虑是否显示,例如柱状图、折线图等,在有背景网格线的情况下,会隐藏 y 轴线,条形图则是隐藏 x 轴线,以达到信息降噪,突出视觉重点的目的。

轴刻度通常不显示,只有在肉眼无法定位到某个标签对应的数据点时,会显示刻度线,辅助用户定位,比如折线图,或抽样显示的柱状图。

网格线用于定位数据点的值域范围,跟随值域轴的位置单向显示,柱状图采用水平网格,条形图采用垂直网格。样式为虚实线的最多,斑马线由于感知过强,一般不用。

轴标题/单位主要用于说明定义域轴、值域轴的数据含义。当可视化图表标题、图例、轴标签已经能充分表达数据含义,无需单独显示标题/单位,「如无必要,勿增实体」。

轴标签的设计就比较复杂,涉及到的细节点很多,而且对于定义域轴和值域轴上的标签和单位设计要考虑的细节点还有差异。下文将定义域轴和值域轴看成 x 轴和 y 轴,便于说明。

1. x轴标签设计

x 轴标签的设计重点在显示规则上,不同的坐标轴类型有不同的处理方式。

连续轴/时间轴的标签显示

连续轴/时间轴,是由一组前后包含同等差值的等差数列组成,缺少几个数值也能明显看出中间的对应关系。当多个标签在容器内全显示发生重叠,我们可以利用抽样显示的手段来避免这种情况。这里不推荐使用旋转,一方面从美观度上,旋转可能会破坏界面整体协调,另一方面,连续/时间轴非必须显示所有轴标签,抽样标签已经能满足用户对当前数组定义域的理解。

介绍一种常见的抽样方式:等分抽样

当多个标签在 x 轴无法完全显示,优先保留首尾标签,其余标签按同等步长间隔显示。间隔等分的前提是间隔数是合数,能被 1 和其本身以外的数整除。如果间隔数为质数,就需要「-1」转成合数。

举个例子:11 个标签,间隔数是 10,能被 2 和 5 整除,即分成 2 等分和 5 等分。12 个标签,间隔数是 11,无法等分,需要在间隔数基础上再「-1」,转成合数 10 后再等分,此时最后一个标签显示在倒数第二个数据点上。

有人会问了,能被那么多数等分,到底该选哪个呢?这就要根据标签长度来定,选择能放下最多标签的等分值。由于连续轴/时间轴,一般是数值、日期、时间等,字符长度有限,即使抽样后也能保证显示出一定数量的标签。

等分抽样不太适用于表达某个时间周期内的走势折线图,因为最后一个标签不一定对应最后一个数据点。对于这类折线图,能清楚表明起始时间和末尾时间,相比显示更多时间标签重要性来的更高。设计上可以只显示首尾标签,或首尾 + 中间值。

分类轴的标签显示

分类轴是由几组离散数据组成,相互之间独立存在,无紧密逻辑关联。若采用抽样规则,隐藏一些标签,用户对图表认知就会有困难,违背了数据可视化清晰、有效的设计原则。分类轴最佳处理方式是标签旋转 45 度,若 45 度仍显示不下,继续旋转 90 度。如果 90 度还是放不下就要考虑结合图表交互或反转图表。

标签旋转方向也有讲究,因为人的视觉习惯是从左到右,从上到下,标签顺时针旋转 45 度更符合用户的浏览动线。

分类轴标签字段有长有短,长文本标签直接旋转不仅影响美观,而且也不利于用户阅读。如果数据量比较少只有 2~4 个,长文本标签更适合水平展示,显示不下省略即可;如果数据量比较多,就限定字符数后旋转。

2. y轴标签设计

y 轴标签的设计重点在标签数量、取值范围和数据格式上。标签显示区域一般根据最长标签宽度自适应缩放。如果数组是固定的,就写成固定宽度,节省图表计算量,提高渲染速度。

y轴标签数量

标签数量不建议过多,太多的标签必定导致横向网格线变多,造成元素冗余,干扰图形信息表达。根据 7±2 设计原则,y 轴标签数量最多不超过这个范围。

y轴标签取值范围

y 轴标签的取值范围决定了图形在整个绘图区域的显示高度。

折线图 y 轴标签取值一般保证图形约占绘图区域的 2/3,以更有效的传达数据波动幅度,避免掩盖和夸大变化趋势。2/3 即斐波那契数列第二位起,相邻两数之比,也是黄金分割最简单的计算方法。

柱状图的 y 轴标签取值应从 0 基线开始,以恰当反映数值。如果展示被截断的柱状图,可能会误导观众做出错误的判断。

y轴标签数据格式

y 轴标签的数据格式在 ant.vision 写的比较详细,重复内容不在此说明,重点讲下一些特殊的设计细节。标签保留的小数位数保持统一,不要因为某些轴标签是整数值,就略去小数点。

正负向的 y 轴标签,由于负值带「-」符号,整个 y 轴看起来会有视觉偏差,特别是双轴图的右 y 轴更明显。这里建议正负向 y 轴给正值标签带上「+」,以达到视觉平衡的效果。

总结

写了那么多关于坐标轴的设计,你是不是恍然大悟,原来小小的坐标轴还有如此之多的细节。往常我们做图表设计,可能只是用网上自动生成的图表简单调整下,或者按照通用样式来设计。然而,通用样式虽然能表达数据意义,但也缺少了对图表细节的把控,失了精致优雅的感觉。

作为数据可视化设计的一小部分,就是这些设计细节,决定了图表最终的传达效果。

文章来源:优设    作者:米粒的DesignNote

手机appUI界面设计赏析(一)

前端达人

与传统PC桌面不同,手机屏幕的尺寸更加小巧操作,方式也已触控为主,APP界面设计不但要保证APP功能的完整性和合理性,又要保证APP的功能性和实用性,在保证其拥有流畅的操作感受的同时,满足人们的审美需求。

接下来为大家介绍几款手机appui界面设计

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--专业又贴心医疗App页面设计--


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(以上图片均来源于网络)



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