【WaaCaa】一款开源科学作图/数据可视化工具 —— 诞生篇

时间:2024-08-22 09:04:44

作为一个理工男。用过了形形色色能够用于科学作图/数据可视化软件:从大学时做实验课推荐用于分析简单採集数据的 Origin; 毕业论文时用来呈现实验时序信号和离线分析脑电信号的 MATLAB。后面还发现了 Octave 以及 Gnuplot ; 以及实验室师兄推荐用的 Matplotlib 软件; 工作后随着 HTML5 大红大紫,也发现了一些基于 Web 前端的软件,比方 d3js/Highcharts, 还有 Python 的 Bokeh…… 这些软件都有各自的优缺点,因为自己平时工作会做一些算法研究、数据展示,而且也认为有我这样需求的人还有些。所以着手做启动了
WaaCaa 项目,主要基于这些需求

  1. 基本作图与信息图:基本作图的支持不用说了:基于直角坐标系的散点图、折线图、柱状图,以及极坐标系的饼图、雷达图。另外还须要比較高级的信息图。用户只须要准备好输入数据,然后指定类型的图就呈现出来了。
  2. 良好的多语言接口支持:眼下较为流行的,比方 MATLAB/Matplotlib/Highcharts, 可是他们都是语言绑定的,这样导致使用不同的工具,绘制/数据交互的风格/效果不一致;
  3. 良好的视觉效果交互体验:良好的视觉效果和交互体验绝对不不过使用者"赏心悦目"的须要,更是在做数据/算法研究时候便于理解数据的基本要求。举个样例。在一张图的数据被 clear 或者加入新数据后,假设有缓动(easing)/补间动画(animation)的时候,视口(view port)的缓慢变化会不会让用户更便于理解当中数据范围(range)的变化呢?——至少我是这么认为的。没有animation的图上数据的范围(range)发生图片让人非常不舒服;还有鼠标交互(包含拖拽平移、zoom
    in/out、滚轮支持);
  4. 快速绘制能力:因为我有做一些音频/音乐方面的算法研究。而新兴的基于 HTML5 的工具远远不能满足我做这方面研究的需求——在音频算法研究过程中。往往须要把时间划分到毫秒级别时间窗。假设要跟播放速度一致。那么往往就须要 10~100 Hz 的绘制频率了;
  5. 跨平台支持:尽管 Windows 用户非常多,可是做科研的人也有不少 Mac OS X 用户(以及更少数的 Linux 桌面用户)。这款工具须要跨操作系统平台的支持。而且保持不同系统上的体验一致。
  6. 图片导出功能:把绘制好的图片导出成经常使用的交互格式,包含有压缩和没压缩的位图(bmp, png, jpg)以及矢量图(如 eps)。
基于这些需求,我是这么做技术选型的:
  • 本作图软件作为一个 Server,提供 TCP Socket API,方便实现多语言接口支持;
  • 包含窗体的用户交互和图形绘制、以及中间的逻辑用 C++ 编写,便于跨平台和快速绘制(选用C++11标准,为了更少的语言坑);
  • 绘制方面,Windows 选用 Direct3D/Direct2D 方案,Mac OS X 以及 Linux X Window 选用 OpenGL 绘制;

从技术选型到如今,用零碎时间coding了两三个月了。眼下 WaaCaa 还在完好中(仅完毕了 Windows 版本号,绘制基本图类型,仅仅做了 C++ 用户接口)。project已经公布到 github 。眼下的效果图 https://github.com/ImplFancy/WaaCaa/blob/master/README.md

欢迎有志者联系我,一起完好它。兴许会在本博客书写 WaaCaa 相关的技术文章。