漫谈可视化Prefuse（四）---被玩坏的Prefuse API

　　这个双12，别人都在抢红包、逛淘宝、上京东，我选择再续我的“漫谈可视化”系列（好了，不装了，其实是郎中羞涩。。。）

　　上篇《漫谈可视化Prefuse（三）---Prefuse API数据结构阅读有感》主要介绍了可视化工具Prefuse API中主要解读的是prefuse.data包中的主要接口，并利用《漫谈可视化Prefuse（一）---从SQL Server数据库读取数据》中例子，将参数配置模块剥离出来，实现界面传值，绘制图形。

　　本篇决定不再贴API，实在没啥意思，还占篇幅（但是不容置疑的是API确实很重要，想了解API点这里）。那今天我们主要讲讲Prefuse比较常用的包以及如何使用这些包做出自己想要的展示效果：

　　Demo1.解决图形元素形状单一化问题——DataShapeAction的使用

　　Prefuse对于节点的形状默认是使用Constants.SHAPE_RECTANGLE，这里使用DataShapeAction类完成一个图形中根据性别不同展示不同的节点形状，具体代码如下：

 1 public class Demo1 {
 2 
 3     /**
 4      * @param args
 5      */
 6     public static void main(String[] args) {
 7         
 8         Graph graph = null;
 9         try {
10             graph = new GraphMLReader().readGraph("socialnet.xml");
11         } catch (Exception e) {
12             e.printStackTrace();
13             System.out.println("Error loading");
14             System.exit(1);
15         }
16         
17         Visualization vis = new Visualization();
18         vis.add("graph", graph);        
19         vis.setRendererFactory(new DefaultRendererFactory());
20         
21         int[] palette = new int[]{ColorLib.rgb(255, 180, 180),ColorLib.rgb(190, 190, 255)};
22         DataColorAction fill = new DataColorAction("graph.nodes" , "gender" , Constants.NOMINAL, VisualItem.FILLCOLOR,palette);
23         ColorAction text = new ColorAction("graph.nodes", VisualItem.TEXTCOLOR, ColorLib.gray(0));
24         ColorAction edges = new ColorAction("graph.edges", VisualItem.STROKECOLOR, ColorLib.gray(200));
25         
26         int[] shapes = new int[]{ Constants.SHAPE_RECTANGLE, Constants.SHAPE_DIAMOND};
27         DataShapeAction shape = new DataShapeAction("graph.nodes", "gender", shapes);
28         
29         ActionList color = new ActionList();
30         color.add(fill);
31         color.add(text);
32         color.add(edges);
33         color.add(shape);
34         
35         ActionList layout = new ActionList(Activity.INFINITY);
36         layout.add(new ForceDirectedLayout("graph"));
37         layout.add(new RepaintAction());
38         
39         vis.putAction("color", color);
40         vis.putAction("layout", layout);
41         
42         Display display = new Display(vis);
43         display.setSize(750, 700);
44         display.pan(250, 250);
45         display.addControlListener(new DragControl());
46         display.addControlListener(new PanControl());
47         display.addControlListener(new ZoomControl());
48         display.addControlListener(new WheelZoomControl());
49         display.addControlListener(new FocusControl(1));        
50         display.addControlListener(new ZoomToFitControl());
51 
52         JFrame jf = new JFrame();
53         jf.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
54         jf.add(display);
55         jf.pack();
56         jf.setVisible(true);
57         
58         vis.run("color");
59         vis.run("layout");
60         
61     }
62 
63 }

　　DataShapeAction中的第一个参数为指定数据范围，这里指定针对“graph.nodes”点集；第二个参数为属性域，这里针对性别不同赋予不同的形状；第三个参数是形状数组，这里定义了Constants.SHAPE_RECTANGLE, Constants.SHAPE_DIAMOND，除此之外还有Constants.SHAPE_CROSS、Constants.SHAPE_ELLIPSE、Constants.SHAPE_STAR等。同理prefuse.action.assignment包下的DataColorAction用法与DataShapeAction类似。图形展示效果如下：

　　Demo2：打破输入输出流的垄断亲自绘制图形——Graph的使用

　　之前几篇介绍的例子主要依赖于prefuse.io中的读入写出操作类进行数据的导入，这里我们决定甩开膀子，自己丰衣足食，打造自己的图形，这里主要使用Graph类的添加节点以及添加边的方法，构建一个互连的三个三角形的形状。具体代码如下：

 1 public class Demo2{
 2 
 3     public static void main(String[] argv) {
 4         Visualization vis = new Visualization();
 5         Graph g = new Graph();
 6         for(int i = 0; i<3; i++){
 7             Node n1 = g.addNode();
 8             Node n2 = g.addNode();
 9             Node n3 = g.addNode();
10             g.addEdge(n1, n2);
11             g.addEdge(n2, n3);
12             g.addEdge(n3, n1);
13         }
14         g.addEdge(0, 3);
15         g.addEdge(3, 6);
16         g.addEdge(6, 0);
17         
18         vis.add("graph", g);
19         ShapeRenderer renderer = new ShapeRenderer(10);
20         vis.setRendererFactory(new DefaultRendererFactory(renderer));
21         
22         ColorAction nodeFill = new ColorAction("graph.nodes", VisualItem.FILLCOLOR, ColorLib.rgb(10, 150, 220));
23         ColorAction edgesStroke = new ColorAction("graph.edges", VisualItem.STROKECOLOR, ColorLib.rgb(100, 80, 180));
24         ColorAction nodeHighlight = new ColorAction("graph.nodes", VisualItem.HIGHLIGHT, ColorLib.rgb(10, 150, 220));
25         
26         ActionList color = new ActionList();
27         color.add(nodeFill);
28         color.add(edgesStroke);
29         
30         ActionList layout = new ActionList(Activity.INFINITY);
31         layout.add(color);
32         layout.add(new ForceDirectedLayout("graph"));
33         layout.add(new RepaintAction());
34         
35         Display display = new Display(vis);
36         display.setSize(400, 500);
37         display.pan(250, 250);
38         display.addControlListener(new DragControl());
39         display.addControlListener(new PanControl());
40         display.addControlListener(new ZoomControl());
41         display.addControlListener(new WheelZoomControl());
42         display.addControlListener(new FocusControl(1));
43         display.addControlListener(new ZoomToFitControl());
44         
45         vis.putAction("color", color);
46         vis.putAction("layout", layout);
47         
48         
49         JFrame frame = new JFrame();
50         frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
51         frame.pack();
52         frame.setSize(600, 700);
53         frame.add(display);
54         frame.setVisible(true);
55         
56         vis.run("color");
57         vis.run("layout");
58     }
59     
60 }

　　从代码可以看出，对于创建节点、添加边，Graph处理的游刃有余，只有你想不到的图形，没有创建不了的Graph。当然只是简单创建了node和edge只是有了骨架，还需要血肉的填充，所以可以看到有很多的Action纷纷来助阵，最终的众志成城之作如下：

　　Demo3：谁说点点之间只能“直肠子”——EdgeRenderer的使用

　　看不惯点与点之间的“直肠子”？可以，Prefuse了解你，知道你喜新厌旧，这不使用EdgeRenderer就可以实现曲线连接，具体代码与Demo1相近，只是多了一下几行代码：

1 DefaultRendererFactory rf = new DefaultRendererFactory(label);
2 EdgeRenderer edgeRenderer = new EdgeRenderer(Constants.EDGE_TYPE_CURVE);
3 rf.add(new InGroupPredicate("graph.edges"), edgeRenderer);

　　这里采用EdgeRenderer边渲染器，将边渲染为曲线，并统一应用到组“graph.edges”中的元素上，除了Constants.EDGE_TYPE_CURVE，还有Constants.EDGE_ARROW_FORWARD、Constants.EDGE_ARROW_NONE等。话不多说，看效果：

Demo4：Prefuse没节操？不知道筛选？No！——Predicate的使用

Prefuse自带过滤器，可以完成十分强大的过滤操作，视个别情况个别对待。拿Demo2中的图形来说，处在中间的节点可以不收节点控制（无法拖拽，不能交互），人家兄弟姐妹多，就拿那些势力若的边缘小弟拖过来拽过去^_^。具体代码如下：

 1 public class Demo4{
 2 
 3     public static void main(String[] argv) {
 4         Visualization vis = new Visualization();
 5         Graph g = new Graph();
 6         for(int i = 0; i<3; i++){
 7             Node n1 = g.addNode();
 8             Node n2 = g.addNode();
 9             Node n3 = g.addNode();
10             g.addEdge(n1, n2);
11             g.addEdge(n2, n3);
12             g.addEdge(n3, n1);
13         }
14         g.addEdge(0, 3);
15         g.addEdge(3, 6);
16         g.addEdge(6, 0);
17         vis.add("graph", g);
18 
19         ShapeRenderer renderer = new ShapeRenderer(10);
20         EdgeRenderer edgeRenderer = new EdgeRenderer(Constants.EDGE_TYPE_CURVE);
21         DefaultRendererFactory drf = new DefaultRendererFactory();
22         drf.add(new InGroupPredicate("graph.edges"), edgeRenderer);
23         vis.setRendererFactory(drf);
24         
25         ColorAction nodeFill = new ColorAction("graph.nodes", VisualItem.FILLCOLOR, ColorLib.rgb(10, 150, 220));
26         ColorAction edgesStroke = new ColorAction("graph.edges", VisualItem.STROKECOLOR, ColorLib.rgb(100, 80, 180));
27         ColorAction nodeHighlight = new ColorAction("graph.nodes", VisualItem.HIGHLIGHT, ColorLib.rgb(10, 150, 220));
28         
29         ShapeAction  shape = new ShapeAction("graph.nodes",Constants.SHAPE_CROSS); //设置节点形状
30 
31         ActionList color = new ActionList();
32         color.add(nodeFill);
33         color.add(edgesStroke);
34         color.add(shape);
35         
36         ActionList layout = new ActionList(Activity.INFINITY);
37         layout.add(color);
38         layout.add(new ForceDirectedLayout("graph"));
39         layout.add(new RepaintAction());
40         
41         Point p = new Point(100,200);
42         p.move(300, 400);
43         
44         
45         Predicate pCount =(Predicate)ExpressionParser.parse("degree()>2");
46         
47         Display display = new Display(vis);
48         display.setSize(400, 500);
49         display.pan(250, 250);
50         display.animatePanAbs(230, 220, 2000);        
51         display.addControlListener(new DragControl());
52         display.addControlListener(new PanControl());
53         display.addControlListener(new ZoomControl());
54         display.addControlListener(new WheelZoomControl());
55         display.addControlListener(new FocusControl(1));
56         display.addControlListener(new ZoomToFitControl());
57         
58         vis.removeGroup("graph");
59         VisualGraph vg = vis.addGraph("graph", g);
60         Iterator nodes = vg.nodes();
61         display.addControlListener(new ControlAdapter() {
62             public void itemEntered(VisualItem item, MouseEvent e) {
63                 System.out.println("伦家已经是:" + item.getGroup()+"的人了");
64             }
65             public void itemExited(VisualItem item, MouseEvent e) {
66                 System.out.println("哦，那杰哥再找找-_-");
67             }
68         });//为组件添加监控并作相应的响应
69         
70         vis.setInteractive("graph.nodes", pCount, false);
71         
72         vis.putAction("color", color);
73         vis.putAction("layout", layout);
74         
75         
76         JFrame frame = new JFrame();
77         frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
78         frame.pack();
79         frame.setSize(600, 700);
80         frame.add(display);
81         frame.setVisible(true);
82                 
83         vis.run("color");
84         vis.run("layout");
85     }
86     
87 }

　　这里Predicate pCount =(Predicate)ExpressionParser.parse("degree()>2")表示过滤出节点度数大于2的，该过滤条件在vis.setInteractive("graph.nodes", pCount, false)中执行，即在组“graph.nodes”元素中节点度数大于2的不能交互（即鼠标拖拽无效）。

　　另外从代码中可以看出当鼠标经过和离开VisualItem（点或边）时会执行相应的操作，下图展现了部分结果：

　　Demo5：个性化定制，我有我个性——VisualItem的领悟

　　要知道，在数据中心Visualizaiton里，每一个node或是edge都可以看成一个VisualItem，每个VisualItem都可以有属于自己的造型、尺寸，这里我们还是用Demo2中的图形继续玩，直到玩坏为止。具体代码如下：

 1 public class Demo5{
 2     public static Visualization vis = new Visualization();
 3     
 4     public static void main(String[] argv) {
 5         
 6         Graph g = new Graph();
 7         for(int i = 0; i<3; i++){
 8             Node n1 = g.addNode();
 9             Node n2 = g.addNode();
10             Node n3 = g.addNode();
11             g.addEdge(n1, n2);
12             g.addEdge(n2, n3);
13             g.addEdge(n3, n1);
14         }
15         g.addEdge(0, 3);
16         g.addEdge(3, 6);
17         g.addEdge(6, 0);
18         
19         vis.add("graph", g);
20         ShapeRenderer renderer = new ShapeRenderer(10);
21         vis.setRendererFactory(new DefaultRendererFactory(renderer));
22 
23         vis.removeGroup("graph");
24         VisualGraph vg = vis.addGraph("graph", g);
25         VisualItem nodeI = (VisualItem)vg.getEdge(7).getSourceNode();
26         nodeI.setShape(Constants.SHAPE_STAR);
27         nodeI.setSize(4);
28         nodeI.setFixed(true);
29         VisualItem edgeI = (VisualItem)vg.getEdge(5);
30         edgeI.setSize(8);
31         
32         ColorAction nodeFill = new ColorAction("graph.nodes", VisualItem.FILLCOLOR, ColorLib.rgb(10, 150, 220));
33         ColorAction edgesStroke = new ColorAction("graph.edges", VisualItem.STROKECOLOR, ColorLib.rgb(100, 80, 180));
34         ColorAction nodeHighlight = new ColorAction("graph.nodes", VisualItem.HIGHLIGHT, ColorLib.rgb(10, 150, 220));
35         
36         ActionList color = new ActionList();
37         color.add(nodeFill);
38         color.add(edgesStroke);
39         
40         ActionList layout = new ActionList(3000);
41         layout.add(color);
42         layout.add(new ForceDirectedLayout("graph"));
43         layout.add(new RepaintAction());
44         
45         Display display = new Display(vis);
46         display.setSize(400, 500);
47         display.pan(250, 250);
48         display.addControlListener(new DragControl());
49         display.addControlListener(new PanControl());
50         display.addControlListener(new ZoomControl());
51         display.addControlListener(new WheelZoomControl());
52         display.addControlListener(new FocusControl(1));
53         display.addControlListener(new ZoomToFitControl());
54         display.addControlListener(new ControlAdapter(){
55             public void itemEntered(VisualItem item, MouseEvent e) {
56                 
57                 System.out.println("伦家已经是:" + item.getGroup()+"的人了");
58                 vis.run("color");
59                 vis.run("layout");//重绘三秒
60             }
61         });
62         
63         vis.putAction("color", color);
64         vis.putAction("layout", layout);
65         
66         
67         JFrame frame = new JFrame();
68         frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
69         frame.pack();
70         frame.setSize(600, 700);
71         frame.add(display);
72         frame.setVisible(true);
73         
74         vis.run("color");
75         vis.run("layout");
76     }
77     
78 }

　　可以看出代码中nodeI.setShape(Constants.SHAPE_STAR);nodeI.setSize(4);nodeI.setFixed(true);是将节点的形状设为星形，大小放大为4并固定此节点；edgeI.setSize(8);将边的粗细设为8。这里还具有一个功能，就是代码跑起来显示图形运行三秒，当鼠标经过某点或边是，整个图形在运行三秒，为展示这种效果，首次使用ps做gif，想想也是醉了。。。

　　Prefuse就先玩到这吧，真材实料送上5个Demo，虽然抢不到红包，抢点Demo补补脑也不错哦，走到这里，似乎我已经拉近了与Prefuse的距离，下一步就是力求亲密接触，碰撞出可视化狂拽炫酷的展示效果。觉得有用，记得点赞哦。

本文链接：《漫谈可视化Prefuse（四）---被玩坏的Prefuse API》http://www.cnblogs.com/bigdataZJ/p/VisualizationSoloShow4.html

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