如何在实时情况下准确绘制大型数据向量的所有缩放级别？

Question

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我有大量数据集（10 Hz数据，每24小时有864k个点），需要实时绘制。用户可以缩放和平移以查看高度详细的散点图。

由于数据不是很连续并且存在峰值，因此由于数据集太大，我不能在每次绘制刷新时绘制每个点。

但是，如果只绘制每个第n个点，那么将会错过一些重要的特征，例如大型但短暂的峰值。

Matlab做对了。您可以提供一个包含864k个零的向量，并将任何一个点设置为1，它将正确地进行实时绘制，包括缩放和平移。

Matlab是如何做到的呢？

我的目标系统是Java，因此我将在Swing/Java2D中生成此绘图的视图。

- Pyrolistical

我不太明白你在这里问什么。你能否添加一个MATLAB中如何绘制数据的代码示例？ - gnovice

你的问题是关于Java还是Matlab的？ - Jason S

我想知道Matlab是如何实现的，所以我会在Java中重现它。 - Pyrolistical

3个回答

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我不知道Matlab是如何实现的，但我会从四叉树开始。

将所有数据点转储到四叉树中，然后在给定缩放级别下进行渲染时，您可以沿着四叉树向下遍历（从与您正在查看的重叠区域开始），直到到达与像素大小相当的区域。在该区域的中心放置一个像素。

补充：使用OpenGL / JOGL进行绘图也有助于加快绘图速度。特别是如果您可以预测平移，并构建要显示在显示列表或其他内容中的点，以便您不必为新帧执行任何CPU工作。

- Jay

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10Hz数据意味着您只需要每秒绘制10帧。这应该很容易，因为许多游戏使用更复杂的图形实现了>100 fps。

如果您每秒绘制10个像素以显示每个可能的数据点，则可以使用600像素宽的小部件显示一分钟的数据。如果您保存第600个到最后一个样本的索引，那么仅绘制最新数据应该很容易。

如果您不是每10分之一秒有一个新的数据点，您必须想出一种插入插值数据点的方法。有三个选择：

为使动画平滑，请使用双缓冲。如果您的目标语言支持画布小部件，则可能支持双缓冲。

当缩放时，您与上述相同的三个选择，因为即使原始数据点是连续的，缩放后的数据点也不是连续的。

这个可能有助于在Java中实现它。

- mdm

抱歉，当我说“实时”的时候，我是指绘图必须在实时中进行，但数据是静态的。 - Pyrolistical

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可以查看英文原文，
原文链接

- MatlabDoug · Accepted Answer

您可以尝试从MATLAB中心下载文件：

来自作者的说明：

这个版本的“plot”函数将允许您可视化具有非常大数量元素的数据。绘制大型数据集会使图形变得缓慢，但大多数情况下，您不需要在图中显示所有信息。屏幕上只有那么多像素，您的眼睛无法检测到屏幕上未捕获的任何信息。

此函数将对数据进行下采样，并仅绘制数据的子集，从而提高内存要求。当放大绘图时，将显示更多信息。一些工作被做了以确保异常值被捕获。

语法：

dsplot(x, y)  
dsplot(y)  
dsplot(x, y, numpoints)

例子：

x =linspace(0, 2*pi, 1000000);  
y1=sin(x)+.02*cos(200*x)+0.001*sin(2000*x)+0.0001*cos(20000*x);  
dsplot(x,y1);