你可能不知道的前端算法之文字避讓（inMap）

前言

inMap 是一款基于 canvas 的大數(shù)據(jù)可視化庫，專注于大數(shù)據(jù)方向點(diǎn)線面的可視化效果展示。目前支持散點(diǎn)、圍欄、熱力、網(wǎng)格、聚合等方式；致力于讓大數(shù)據(jù)可視化變得簡單易用。

GitHub 地址：https://github.com/TalkingData/inmap(本地下載)

文檔地址：http://inmap.talkingdata.com/

在地理信息可視化中，我們經(jīng)常會遇到在地圖上標(biāo)記文字的需求，下面展示的是某流行 chart 圖表框架的效果：

要顯示的文字空間不夠時(shí)，就會造成文字重疊顯示混亂，用戶體驗(yàn)很不友好。

怎么解決這個(gè)問題呢？我們采用文字避讓算法，解決這種坑爹的問題。

下面展示的是 inMap 文字避讓效果：

文字標(biāo)注算法是 GIS 中最復(fù)雜的問題之一（屬于 NP 復(fù)雜度問題，所以通常不能找到最優(yōu)解，只能找到較優(yōu)解）。

inMap 避讓算法采用的是四分位模型算法，接下來手把手教你寫避讓算法，老司機(jī)帶你裝逼帶你飛。

準(zhǔn)備數(shù)據(jù)

inMap 接收的是經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，需要把它映射到 canvas 的像素坐標(biāo)，這就用到了墨卡托轉(zhuǎn)換，墨卡托算法很復(fù)雜，以后我們會有單獨(dú)的一篇文章來講講他的原理。經(jīng)過轉(zhuǎn)換，你得到的數(shù)據(jù)應(yīng)該是這樣的：

[
 {
 "name": "海門",//要顯示的文字
 "lng": 121.15,
 "lat": 31.89,
 "count": 7,
 "pixel": { //像素坐標(biāo)
  "x": 968,
  "y": 736
 }
 },
 {
 "name": "鄂爾多斯",
 "lng": 109.781327,
 "lat": 39.608266,
 "count": 5,
 "pixel": {
  "x": 659,
  "y": 478
 }
 },
...
]

好了，我們得到轉(zhuǎn)換后的像素坐標(biāo)數(shù)據(jù)(x、y)，就可以做下面的事情了。

求出每段文字矩形的實(shí)際大小

measureText() 是 canvas 內(nèi)置的方法，返回字體寬度的像素單位：

let ctx = this.container.getContext('2d'); // canvas 上下文
let width= ctx.measureText(name).width;

我們通過 measureText 得到每個(gè)文字的寬度，canvas 并沒有直接獲取文字的方法，那文字的高度如何的得到呢？

我們通過反復(fù)測試發(fā)現(xiàn) canvas 的 font 等于 “13px Arial” 字體（別的字體不敢保證）的時(shí)候，文字的高度大概是 fontSize 的 1.1 倍。

所以代碼如下：

let fontSize = parseInt(ctx.font);
let height = fontSize * 1.1;

文字的寬度和高度得到后，我們就可以創(chuàng)建文字矩形的坐標(biāo)系了。

創(chuàng)建四分位模型

所謂四分位模型，每一個(gè)標(biāo)記點(diǎn)都有上下左右四個(gè)放文字的位子，如果左邊放不下，那就放右邊試試，還不行就放到下面試試，以此類推，原理就這么簡單，哈哈。

創(chuàng)建右側(cè)虛擬矩形坐標(biāo)描述：

右側(cè)虛擬矩形坐標(biāo)的描述把圓點(diǎn)也包含在內(nèi)了，是為了防止文字和圓點(diǎn)重疊。

在計(jì)算虛擬矩形的高度時(shí)有些坑，圓點(diǎn)大小不是固定的，是根據(jù)用戶動態(tài)配置的，圓點(diǎn)的直徑可能大于文字的高度，我們就設(shè)定虛擬矩形的高度永遠(yuǎn)都是最大的那個(gè)，需要做一些特殊處理。

代碼如下：

_getLeftAnchor() {
  let x = this.center.x - this.radius - this.textReact.width,
    y = this.center.y - this.textReact.height / 2,
    diam = this.radius * 2,
    maxH = diam > this.textReact.height ? diam : this.textReact.height; //矩形的高度
  return {
    x,
    y,
    minX: x,
    maxX: this.center.x + this.radius,
    minY: this.center.y - maxH / 2,
    maxY: this.center.y + maxH / 2
  };
}

以此類推，描述下面、左面、上面的虛擬矩形坐標(biāo)。

判斷碰撞

判斷兩個(gè)矩形是否覆蓋相交，根據(jù)矩形的 minX,maxX,minY,maxY 判斷相交，原理比較簡單，代碼如下：

/**
 * 判斷分位是否相交
 * @param {*} target 
 */ 
isAnchorMeet(target) {
  let react = this.getCurrentRect(),
    targetReact = target.getCurrentRect();
  if ((react.minX < targetReact.maxX) && (targetReact.minX < react.maxX) &&
    (react.minY < targetReact.maxY) && (targetReact.minY < react.maxY)) {
    return true;
  }
  return false;
}

創(chuàng)建虛擬文字集合對象

let labels = pixels.map((val) => {
  let radius = val.pixel.radius + this.style.normal.borderWidth; //圓點(diǎn)半徑
  return new Label(val.pixel.x, val.pixel.y, radius, fontSize, byteWidth, val.name);
});

遞歸遍歷虛擬文字集合、判斷是否與其他相交，如果有相交就移動當(dāng)前文字位子，直到不相交為止。當(dāng)找不到合適位置時(shí)，就選擇隱藏當(dāng)前文字。

代碼如下：

do {
  var meet = false; //本輪是否有相交
  for (let i = 0; i < labels.length; i++) {
    let temp = labels[i];
    for (let j = 0; j < labels.length; j++) {
      if (i != j && temp.show && temp.isAnchorMeet(labels[j])) {
        temp.next();
        meet = true;
        break;
      }
    }
  }
} while (meet);

繪畫文字

labels.forEach(function (item) {
  if (item.show) { //是否顯示
    let pixel = item.getCurrentRect();
    ctx.beginPath();
    ctx.fillText(item.text, pixel.x, pixel.y);
    ctx.fill();
  }
});

文字避讓算法到目前介紹完了，對應(yīng)的 inMap 文件地址為https://github.com/TalkingData/inmap/blob/master/src/worker/helper/Label.js，接下來還會繼續(xù)給大家分享干貨。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對億速云的支持。