JavaScript获取echart曲线上任意点位的值详解
作者：石云升
需求背景
智慧农业里有一个很重要的功能是控制温室生长环境，让农作物生长的更好。于是，我们需要在曲线上根据不同农作物设置不同的环境数据。为了方便用户修改这些数据，我们需要支持用户在曲线上进行拖拽，并且拖拽后还需要把拖拽后的关键点位返回给后端。后面温度传感器收到温度数据后，会发给后端和前端。两端都需要判断传过来的温度是否在曲线之间。如果超出或者下沉需要触发相应的事件。
需求调研
本来以为这个需求很简单，导入echarts，设置两条曲线，并支持拖动。拖动。这些都属于echarts开放的功能，但等到要查询某个时间点曲线上的值时，才发现echarts根本就没开放这个功能，查看源码发现他是用贝塞尔算法生成的曲线，好吧，既然你不支持，那就只能自己实现了。
后面找了下资料，发现一个贝塞尔的js开源库，看了下它的说明，发现有get(t)方法获取到曲线上Y轴的值。参数t表示两个关键点之间x轴值。由于我们传入的x轴是时间，所以这个t就是x轴的时间。
所以，理论上，如果两个使用的算法是一致的，那么从曲线上获得的值就应该是一样的。
实现步骤
第一步，安装bezier-js
npm install bezier-js
第二步，初始化贝塞尔对象
constructor(input = {points: [20, 30, 40], ts: [0, 60000 * 60 * 24]}) {
this.line = null
this.keyPoints = []//根据输入input，生成关键的点坐标数组 [ x1坐标,y1坐标， x2坐标,y2坐标 ]
this.tsStart = 0
this.tsEnd = 0
this.init(input)
this.input = input
}
init(input) {
try {
if (![input].$has('ts')) input.ts = [0, 60000 * 60 * 24]//如果没有ts时间，默认赋值为1天的时间周期
if (![input].$has('points', 'ts') || input.points.length < 2 || input.ts.length !== 2) {
console.log('【bezier】错误！实例化曲线时参数错误')
return//最小2个点
}
this.tsStart = Number(input.ts[0])
this.tsEnd = Number(input.ts[1])
let tsLen = this.tsEnd - this.tsStart
if (tsLen < 0) {
console.log('【bezier】错误！实例化曲线时参数错误,时间长度错误')
return
}
let stepLen = tsLen / (input.points.length - 1)
let points = []
let x = input.ts[0]
input.points.forEach(y => {
points.push({x: x})
points.push({y: y})
x += stepLen
})
points.splice(points.length - 2, 2)//删除最后一组坐标（2个元素）
points.push({x: input.ts[1]})//再用input的值填充，避免因为平均值导致精度的问题
points.push({y: input.points[input.points.length - 1]})
this.keyPoints = points
this.line = new Bezier(points) // points = [ x1坐标,y1坐标， x2坐标,y2坐标 ]
console.log('生成贝塞尔曲线的数据', this.line, points)
} catch (e) {
console.log('【bezier】错误！在实例化对象时错误', e)
}
}
第三步，我们曲线上看到的是时间是“时+分”格式，传入的要转化为时间戳
// 获取指定时间戳的y值数据
// ts横坐标，时间戳
// 输出 {x,y} ，x就是 ts
get(ts = 0) {
let duration
if (ts <= this.tsStart) {
duration = 0
} else if (ts <= this.tsEnd) {
duration = ts - this.tsStart
} else {
duration = this.tsEnd - this.tsStart
}
let b = duration / (this.tsEnd - this.tsStart)
return this.line.get(b) // b取值0~1，小数.0表示曲线第一个点，1表示最后1个点
}
第四步，服务端给我们的关键点位可能有几十个，如果我通过几十个点生成贝塞尔对象，在通过get值去查询时候，由于它内部的算法，除了收尾两个关键点外，其他关键点位根据时间查询出的Y值会有偏差。这跟我们在echarts曲线上看到的值并不一样。我猜原因在于echarts的平滑曲线并不是由首尾两个点生成的，而是由两个两个关键点生成一段一段平滑曲线组合而成的。
为了验证我的猜想，我写了个demo，通过6个关键点在echarts上生成了二条曲线。同时，我通过bezier-js的get(t)方法获取更多点位，然后放到echars上，看两者的曲线是否重合。
事实证明，我的猜想是对的。两者曲线是重合的。
echarts 根据六个点生成的曲线
下图是根据两个关键点之间计算多个节点组合成的曲线
所以，我们在计算某个时间轴的Y轴时，要先判断查询的X轴时间属于哪两个点之间，然后再用get(t)方法查Y值
/**
* 查询曲线上某个时间点曲线上具体的值，这里查询的是上限。
*/
getPointValueByTime() {
// 把时间转换成毫秒
let time = this.timeToSec(this.defaultTime)
// 判断这个时间在哪两个关键点之间
// 先获取曲线上所有时间点的数组
let preData = []
for (var i = 0; i < upperLimit.length; i++) {
let itemTime = this.timeToSec(upperLimit[i][0])
// 如果查询的时间小于当前的item，这表示在这个item和上一个item之间。则通过这两个item生成贝塞尔对象，然后用get方法查询time值
if (time <= itemTime && i != 0) {
// 查询的点就是preData 和item的数组
let pointArray = []
pointArray.push(preData[1])
pointArray.push(upperLimit[i][1])
const bezier = new BezierLine({points: pointArray, ts: [preData[0], itemTime]})
let data = bezier.get(time)
console.log('查询到当前时间' + time + '的值为', data)
this.searchValueByTime = parseFloat(data.y).toFixed(2)
break
} else {
// 上一个不符合的对象
preData = [itemTime, upperLimit[i][1]]
}
}
},
到此，我们就可以通过任意一个X轴时间来获得对应的Y轴value值了。当然，文章里只是把实现思路讲了，贴出来的代码不是全部，只是供大家理解。完整版代码我已经上传到码云，如果有什么bug，大家可以留言告知一下。 下载地址：GetEchartsCurveData
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