在说3D图表以前，首先要明确两个概念，一个是数据的维度，一个是呈现数据载体的维度。对于数据的维度，一维的数据呈现，但是呈现的载体是二维的平面图，比如饼图：
已经能够很清晰地观察到数据的分布情况。数据如果增加一个维度，变成二维，呈现载体依然是二维的平面图：
数据表达依然是清晰的。但是，倘若再增加一维，这个时候就面临了两个问题：
- 数据的维度增加，复杂性也增大了；
- 计算机发展到现在，绝大多数情况下数据载体依然是二维的平面图，如何展示三维的数据呢？
这两个问题中，第一个问题从本质上说，无法解决。数据的维度越大，理解起来理所当然地，也越来越困难。
但是第二个问题，我们至少有两种解决办法。一种，在当前二维图表的基础上，通过颜色、图形、数值的不同等等，来表示第三个维度的数据。例如，利用颜色不同来表示第三个维度的热图：
在两个维度经度和维度的情况下，第三个维度温度通过颜色的不同来展示了。
另一种，就是绘制3D的图形，把第三个维度展示出来。需要注意的是，绘制3D的图形仅仅是技术上的一种呈现形式，并不意味着它的易懂性要好于上面一种方式。实际上，我们还是需要看看具体的问题是什么。
明确了这些概念以后，我再来介绍两则JavaScript的3D图表，它们都是为了呈现三维的数据，而不仅仅是看起来3D而已，大部分JavaScript的3D图表库都是基于Canvas的，如果你对Canvas不了解请移步参阅这篇文章；其中一些则是支持WebGL的。WebGL是一种3D的绘图标准，有了它，JavaScript就可以实现OpenGL标准能做的事情了，在HTML5 Canvas基础上，WebGL允许硬件3D加速。
webgl-surface-plot
主页点此。特性列表：
- 纯JavaScript实现，不需要Flash；
- 鼠标左键拖拽可以翻转图像；
- 按住Shift键可以缩放；
- Web GL不可用的时候，可以直接使用Canvas绘制；
- 自定义坐标轴名称；
- 自定义颜色梯度和渐变；
- 包装为Google Visualization API的一部分。
在IE下，借助excanvas可以在VML下得到一样的效果。
对于这个例子，简单过一下重点代码，首先这部分是着色器的代码（片段着色器和顶点着色器），包括坐标轴和纹理：
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<script id="shader-fs" type="x-shader/x-fragment"> #ifdef GL_ES precision highp float; #endif varying vec4 vColor; varying vec3 vLightWeighting; void main(void) { gl_FragColor = vec4(vColor.rgb * vLightWeighting, vColor.a); }</script><script id="shader-vs" type="x-shader/x-vertex"> attribute vec3 aVertexPosition; attribute vec3 aVertexNormal; attribute vec4 aVertexColor; uniform mat4 uMVMatrix; uniform mat4 uPMatrix; uniform mat3 uNMatrix; varying vec4 vColor; uniform vec3 uAmbientColor; uniform vec3 uLightingDirection; uniform vec3 uDirectionalColor; varying vec3 vLightWeighting; void main(void) { gl_Position = uPMatrix * uMVMatrix * vec4(aVertexPosition, 1.0); vec3 transformedNormal = uNMatrix * aVertexNormal; float directionalLightWeighting = max(dot(transformedNormal, uLightingDirection), 0.0); vLightWeighting = uAmbientColor + uDirectionalColor * directionalLightWeighting; vColor = aVertexColor; }</script><script id="axes-shader-fs" type="x-shader/x-fragment"> precision mediump float; varying vec4 vColor; void main(void) { gl_FragColor = vColor; }</script><script id="axes-shader-vs" type="x-shader/x-vertex"> attribute vec3 aVertexPosition; attribute vec4 aVertexColor; uniform mat4 uMVMatrix; uniform mat4 uPMatrix; varying vec4 vColor; uniform vec3 uAxesColour; void main(void) { gl_Position = uPMatrix * uMVMatrix * vec4(aVertexPosition, 1.0); vColor = vec4(uAxesColour, 1.0); }</script><script id="texture-shader-fs" type="x-shader/x-fragment"> #ifdef GL_ES precision highp float; #endif varying vec2 vTextureCoord; uniform sampler2D uSampler; void main(void) { gl_FragColor = texture2D(uSampler, vTextureCoord); }</script><script id="texture-shader-vs" type="x-shader/x-vertex"> attribute vec3 aVertexPosition; attribute vec2 aTextureCoord; varying vec2 vTextureCoord; uniform mat4 uMVMatrix; uniform mat4 uPMatrix; void main(void) { gl_Position = uPMatrix * uMVMatrix * vec4(aVertexPosition, 1.0); vTextureCoord = aTextureCoord; }</script> |
这个方法用于保持两图步调一致：
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function coordinateCharts(){ // Link the two charts for rotation. plot1 = surfacePlot.getChart(); plot2 = surfacePlot2.getChart(); if (!plot1 || !plot2) return; plot1.otherPlots = [plot2]; plot2.otherPlots = [plot1];} |
每发生变化需要重绘的时候，调用：
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surfacePlot.draw(data, options, basicPlotOptions, glOptions);surfacePlot2.draw(data2, options, basicPlotOptions2, glOptions2); |
Demoparse主要用来根据用户输入的公式f(x,y)计算z的值：
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function Demoparse(ID_result, ID_code, valueArray, toolTips){ var el, expr; el = document.getElementById(ID_result) expr = document.getElementById(ID_code).value; expr = Parser.parse(expr); var result; var idx = 0; var d = 360 / numRows; for (var x = 0; x < numRows; x++) { valueArray[x] = new Array(); for (var y = 0; y < numCols; y++) { result = expr.simplify({ x: x * d, y: y * d }); result = result.evaluate(); valueArray[x][y] = result / 4.0 + 0.25; toolTips[idx] = "x:" + x + ", y:" + y + " = " + result; idx++; } } } |
Canvas 3D Graph
相比前者，Canvas 3D Graph真是太简单了，如果你需要这种风格的柱状图：
demo的代码非常简单：
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//Initialise Graph var g = new canvasGraph('graph'); //define some data gData=new Array(); gData[0]={x:500,y:500,z:500}; gData[1]={x:500,y:400,z:600}; gData[2]={x:500,y:300,z:700}; gData[3]={x:500,y:200,z:800}; gData[4]={x:500,y:100,z:900}; // sort data - draw farest elements first gData.sort(sortNumByZ); //draw graph g.drawGraph(gData); |
PS：如果你遇到无法显示WebGL图形的问题——它不仅对浏览器，还对硬件有要求。如果你使用Opera浏览器，在地址栏输入about:gpu，以查看你的显卡是否被支持。如果是FireFox，地址栏输入about:config，寻找webgl.force-enabled，双击，将该值改为true即可。