绘制平滑的色标并为其指定特定值

Question

我正在考虑一种新的实现方式,一种简单的2D图形矩阵,其项目的颜色取决于分配给这些项目的各个值.到目前为止,我为此目的使用了以下架构:

1)提供基于区间的色标参考(例如,20个块的构建),我可以为其分配特定范围的值,例如100-1000.

2)链接矩阵项目各个值与来自上述比例的颜色,因此具有值100的项目将是例如BLUE,具有值1000的项目将是RED.

这种解决方案的问题在于我必须从"块"构建我的色标,所以它看起来像这样:

这个解决方案并不是那么糟糕,但我想更进一步,并value-color在色标的帮助下实现更精确的匹配,如下所示:

接下来,上述钻机将没有太多不同之处.我将这个比例"放"在给定范围的值(例如100-1000)之间,并且取决于矩阵项的单个值,我将从比例中选择适当的颜色并将其分配给给定项.

但是,我如何绘制这样的比例并将其放在一个特定值的范围内,试图避免ItemValue-To-SpecificColorBlock与我的旧解决方案匹配问题？

Answer 1

在统计(可视化)中,这称为热图.

要计算给定值的颜色,MIN <= value <MAX,我会将其插值到Color.BLUE.getHue() - Color.RED.getHue()范围内.

即

double hue = Color.BLUE.getHue() + (Color.RED.getHue() - Color.BLUE.getHue()) * (value - MIN) / (MAX - MIN) ;

然后使用色调创建具有完全饱和度和亮度的颜色:

Color color = Color.hsb(hue, 1.0, 1.0);

要创建颜色比例图像,请创建WritableImage,抓取像素编写器,迭代所有像素,并使用上面的公式设置每个像素的颜色,沿x轴插值的值从0到图像的宽度.(如果你想要一个垂直色标,同样沿y轴插值.)

这是绘制色标的示例.您可以使用该getColorForValue(...)方法计算给定值的颜色,以显示矩阵.

import javafx.application.Application;
import javafx.geometry.Orientation;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.image.Image;
import javafx.scene.image.ImageView;
import javafx.scene.image.PixelWriter;
import javafx.scene.image.WritableImage;
import javafx.scene.layout.StackPane;
import javafx.scene.paint.Color;
import javafx.stage.Stage;

public class HeatMap extends Application {

    private final static double MIN = 100 ;
    private final static double MAX = 1000 ;
    private final static double BLUE_HUE = Color.BLUE.getHue() ;
    private final static double RED_HUE = Color.RED.getHue() ;

    @Override
    public void start(Stage primaryStage) {
        Image colorScale = createColorScaleImage(600, 120, Orientation.HORIZONTAL);
        ImageView imageView = new ImageView(colorScale);
        StackPane root = new StackPane(imageView);
        Scene scene = new Scene(root, 800, 400);
        primaryStage.setScene(scene);
        primaryStage.show();
    }

    private Color getColorForValue(double value) {
        if (value < MIN || value > MAX) {
            return Color.BLACK ;
        }
        double hue = BLUE_HUE + (RED_HUE - BLUE_HUE) * (value - MIN) / (MAX - MIN) ;
        return Color.hsb(hue, 1.0, 1.0);
    }

    private Image createColorScaleImage(int width, int height, Orientation orientation) {
        WritableImage image = new WritableImage(width, height);
        PixelWriter pixelWriter = image.getPixelWriter();
        if (orientation == Orientation.HORIZONTAL) {
            for (int x=0; x<width; x++) {
                double value = MIN + (MAX - MIN) * x / width;
                Color color = getColorForValue(value);
                for (int y=0; y<height; y++) {
                    pixelWriter.setColor(x, y, color);
                }
            }
        } else {
            for (int y=0; y<height; y++) {
                double value = MAX - (MAX - MIN) * y / height ;
                Color color = getColorForValue(value);
                for (int x=0; x<width; x++) {
                    pixelWriter.setColor(x, y, color);
                }
            }
        }
        return image ;
    }

    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }
}