基于GephiSDK的数据可视化功能开发

实习结束，能留下这么个小玩意也是不错的，功能比较完整的一个小模块，希望以后可以用到产品里。

此项目源码已上传GitHub：https://github.com/tangyeah/DataVisualization

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一、实现环境：

NetBeansIDE 8.1
JDK 1.8
gephi-toolkit-0.9.1-all.jar
注：SDK使用NetBeans环境开发，对eclipse支持不好，尽量使用NetBeans来实现。

二、相关资源：

1.官方API：https://gephi.org/gephi-toolkit/0.9.1/apidocs/
2.Gephi官网：https://gephi.org/
3.GitHub：https://github.com/gephi/gephi
4.官方论坛：http://gephi.forumatic.com/
5.社区Manager邮箱：[email protected]

三、程序清单：

四、功能简述：

对外提供一个调用接口，实现对csv文件读取，将读取到的graph信息图形化显示；点击一个节点可高亮显示该节点以及所有与其相连的节点；可对点、边的可视化属性进行用户自定义。

五、主程序模块功能说明：

1.初始化一个project，并获取workspace

ProjectController pc = Lookup.getDefault().lookup(ProjectController.class);
pc.newProject();
Workspace workspace = pc.getCurrentWorkspace();

2.获取graphModel和需要用到的controller

GraphModel graphModel = Lookup.getDefault().lookup(GraphController.class).getGraphModel();
ImportController importController = Lookup.getDefault().lookup(ImportController.class);
FilterController filterController = Lookup.getDefault().lookup(FilterController.class);

3.输入文件，将输入的文件和之前获取的workspace关联

根据API中Importer实现的接口来看，可以支持csv，gdf，gexf，gml等文件格式，本说明仅实现对csv文件的读取，对csv文件格式具体要求是：每行两个字段，中间用空格隔开，第一个字段表示一条边的源顶点，第二个字段表示该边的目的顶点。

Container container;
try {
    File file = new File("C:\\graph_data\\D2.csv");
    container = importController.importFile(file);
} catch (Exception ex) {
    ex.printStackTrace();
    return;
}
importController.process(container, new DefaultProcessor(), workspace);

4.根据输入文件生成有向图，并输出该图的点数和边数

DirectedGraph graph = graphModel.getDirectedGraph();
System.out.println("Nodes: " + graph.getNodeCount());
System.out.println("Edges: " + graph.getEdgeCount());

5.设置graph布局，目前API支持如下几种布局：

· org.gephi.layout.plugin.force
· org.gephi.layout.plugin.force.quadtree
· org.gephi.layout.plugin.force.yifanHu
· org.gephi.layout.plugin.forceAtlas
· org.gephi.layout.plugin.forceAtlas2
· org.gephi.layout.plugin.fruchterman
· org.gephi.layout.plugin.labelAdjust
· org.gephi.layout.plugin.noverlap
· org.gephi.layout.plugin.openord
· org.gephi.layout.plugin.random
· org.gephi.layout.plugin.rotate
· org.gephi.layout.plugin.scale

本说明中采用fruchterman布局，其特点是，如果导入的图中包含N个互相联通的子图，可以通过设置合理的参数，将各个子连通图互相分离开来，效果如下：

其他各种布局的效果可以使用gephi的exe客户端查看，根据需要替换本说明中的这段代码：

    //Fruchterman布局设置，可将联通的子图分离开来
    FruchtermanReingold myLayout = new FruchtermanReingold(null);
    myLayout.setGraphModel(graphModel);
    myLayout.setArea(10000.0f);
    myLayout.setGravity(10.0);
    myLayout.setSpeed(500.0);

    myLayout.initAlgo();
    for (int i = 0; i < 20000 && myLayout.canAlgo(); i++) {
        myLayout.goAlgo();
    }
    myLayout.endAlgo();

6.设置Filter，可以根据需要滤除度过大或过小的点，同样的，也可以分别对入度和出度进行filter

//Filter设置，根据点的度来进行过滤
DegreeRangeFilter degreeFilter = new DegreeRangeFilter();
//InDegreeRangeFilter idf = new InDegreeRangeFilter();
//OutDegreeRangeFilter odf = new OutDegreeRangeFilter();
degreeFilter.init(graph);
degreeFilter.setRange(new Range(10, Integer.MAX_VALUE));     //滤出度大于等于10的点
Query query = filterController.createQuery(degreeFilter);
GraphView view = filterController.filter(query);
graphModel.setVisibleView(view);

7.设置graph的各种可视化属性，比如点颜色，边透明度，箭头大小等。代码以设置背景颜色为例：

PreviewController previewController = Lookup.getDefault().lookup(PreviewController.class);
PreviewModel previewModel = previewController.getModel();

previewModel.getProperties().putValue(PreviewProperty.BACKGROUND_COLOR, Color.WHITE);

所有可设置的属性如下：
https://gephi.org/gephi-toolkit/0.9.1/apidocs/org/gephi/preview/api/PreviewProperty.html

8.创建JFrame并显示graph

G2DTarget target = (G2DTarget) previewController.getRenderTarget(
RenderTarget.G2D_TARGET);
final PreviewSketch previewSketch = new PreviewSketch(target);
previewController.refreshPreview();

JFrame frame = new JFrame("DisplayWindow");
frame.setLayout(new BorderLayout());

frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
frame.add(previewSketch, BorderLayout.CENTER);

frame.setSize(1024, 768);
frame.addComponentListener(new ComponentAdapter(){
    @Override
    public void componentShown(ComponentEvent e){
        previewSketch.resetZoom();
    }
});
frame.setVisible(true);

六、对点击事件的监听

1.创建自定义Renderer类，实现Renderer和MouseResponsiveRenderer接口

（1）一定要声明：

@ServiceProvider(service = Renderer.class)

（2）复写函数needsPreviewMouseListener(PreviewMouseListener pl) {}，使其返回true：


@Override
public boolean needsPreviewMouseListener(PreviewMouseListener pl) {
return true;
}

2.创建自定义MouseListener类，实现PreviewMouseListener接口

（1）声明：
@ServiceProvider(service = PreviewMouseListener.class)
（2）复写mouseClicked函数，自定义鼠标点击事件，详见源代码。

特别感谢Gephi社区经理eduramiba，在西班牙隔着6个小时的时差，20封往来电子邮件帮我解答了许多问题。