本代码库对应清华大学-计算机系春季学期课程《数据可视化》，由张松海老师任课。代码库内容主要围绕2020年、2021年开始新加入的D3.js编程讲解，其中的框架可作为大作业与其他可视化编程的基础，同时所有样例可供大家参考。任何同学有任何问题，欢迎在Github上issue或给我发邮件（[email protected]）。2021年开始，每节讲解的代码按照课程章节分别保存，框架也不再基于Flask，而是VSCode Live Server、SimpleHTTPServer等。请注意：2021年与2022年的D3.js课件进行了完全翻新、大量补充，和2020年有较大区别。目前2022的课件、源代码已经大量上传至这个代码库，请参考根目录下的‘2022’文件夹。

D3.js课上用幻灯片（讲义）：slides文件夹；

D3.js课上录屏（2020年线上）: [哔哩哔哩-BiliBili]；

2021年课程恢复线下，暂无录屏，但课件已经更新；

D3.js课上录屏（2022年线上线下结合）: [清华云盘] [哔哩哔哩-BiliBili]；

数据可视化课程主页。

课程希望各位同学可以有编程基础，这里编程基础不限制哪门具体的语言（虽然更希望是JavaScript与Python）。关于可视化编程需要用到的编程语言（JavaScript），在D3.js介绍的时候，会一并为大家介绍。如果没有编程基础，也完全可以参与课程学习，但需要无编程基础的同学课下用额外的时间补习JavaScript的基础知识。

引言会为大家介绍D3周边的知识与D3的语法基础，包括HTML、JavaScript、Web环境配置等。对于本门课程而言，这些内容是学习D3.js所要了解的基础。D3.js的难点主要在于：实现某个可视化作品前需要了解很多基础语法。相应，第一部分内容会尽可能介绍“实现一个简单可视化作品所用到的基本语法”。包括：如何使用D3.js操控图元（图元的增删改查）、CSV数据的规则与读取、比例尺函数、坐标轴基础与Data-Join基础等。编程实例为基于D3的基础语法绘制一个最简单的柱状图。其中，Data-Join是D3.js的一个核心机制：将图元与数据绑定。我们将介绍如何将数据与图元绑定，并如何通过数据设置图元属性。同时，本章节包含经典的Data-Join，即'enter'、'update'与'exit'三种数据绑定状态的用法与Data-Join的各种接口。

第三部分会介绍D3的“Transition”机制，即如何使用D3.js实现动画。包括D3-Transition的基础语法、动画的过渡、同步、继承、插值和循环等。实例为一个动态的散点图与一个追踪的柱状图，来加强对于D3.js基础语法与动画的熟悉程度。

第四部分的主要内容围绕图元，也是SVG中最常见的图元之一，仅凭这一种图元就可以实现线段、圆弧、地图、主题河流等多种可视化方案。的多用途在于其'd'属性，而在HTML中，'d'属性的设置又略微复杂，我们会使用D3.js来帮助我们设置‘d’属性。实例为一个折线图与一个饼图。

地图与地形数据可视化。本部分包括地理数据的基本格式，即geojson，同时包括基于geojson的‘d’属性生成函数‘d3.geoPath’、地图的投影函数‘d3-projection’。我们会首先基于这些内容实现简易的地图可视化。轮廓线的生成同样会在本部分引入，其核心在于基于矩阵拟合轮廓线的geojson数据，进而绘制方式同地图可视化。

第六部分介绍D3.js的交互机制，本质上也是Web前端的交互机制在D3.js与SVG中的实例。我们会先引入各种交互的类型与样例，然后将上一部分的地图数据可视化拓展为交互式地图。一些进阶的交互接口与原理也会简单引入（但对于本讲解不做要求）。

这一部分主要围绕D3.js的堆叠机制，主要介绍d3.stack接口，包括其调用方式与返回数据的结构。其中，理解D3堆叠数据后的结构最为重要，因为之后的操作就是基于堆叠数据的‘Data-Join’。进而，样例会实现一个堆叠的柱状图与主题河流。2022年，我们还加入了分布直方图的讲解。

层次数据可视化。这一部分主要围绕D3.js的层级处理机制，主要介绍d3.hierarchy接口，包括其调用方式与返回的数据接口。层级数据本身只是一个逻辑概念，将其赋予位置信息仍需要d3.tree与d3.partition的支撑。理解这三者后，我们会基于d3.hierarchy分别实现树状图、冰锥图、日晕图（径向冰锥图）。

网络数据可视化。这一部分围绕D3.js的网络数据可视化，尽管D3.js并没有成型的网络数据处理机制（并不类似上一部分）。因此，我们介绍三种不同的网络数据可视化形式，包括弧长连接图、基于d3.chord的弦图、力导图。其中，力导图是一个独立于D3-Transition的机制，我们会单独介绍该模块。

2021年起，课程不再基于Flask框架。2021年起，我们每节课都单独拆分了需要用到的代码，请使用VSCode Live Server、SimpleHTTPServer来运行Demo。若需要后端逻辑，可安装Flask并运行2020年的DEMO，主要包含我们课上用到的Demo、一些我们制作的可视化展示。Python的安装请参考官方网站，安装后请打开命令行，输入如下命令安装服务器端需要的flask库：

pip install flask flask_cors

如果安装成功，即可直接运行服务器。

2021年课程开始暂停维护，2021年开始，所有课上Demo基于VSCode Live Server、SimpleHTTPServer等。

进入项目根目录（包含main.py的目录），打开命令行并输入如下指令：

python main.py

若出现如下类似的信息则表示服务器启动成功：

 * Serving Flask app "main" (lazy loading)
 * Environment: production
   WARNING: This is a development server. Do not use it in a production deployment.
   Use a production WSGI server instead.
 * Debug mode: on
 * Restarting with stat
 * Debugger is active!
 * Debugger PIN: 331-382-827
 * Running on http://0.0.0.0:11666/ (Press CTRL+C to quit)

2021年课程开始暂停维护，2021年开始，所有课上Demo按照各章节整理到了各个文件夹，详情参考2021。

• 操控SVG：链接
• 柱状图：链接
• 柱状图，图元可交互：链接
• 堆叠柱状图：链接
• Path：链接
• 折线图，带上下浮动动画：链接
• 动态气泡图：链接
• 静态主题河流：链接
• 动态主题河流与柱状图，从左到右逐渐展现流动过程，柱状图同时随主题河流发生改变：链接
• 世界地图与交互：链接
• 力（Force）、节点（Node）与边（Link）：链接
• 力跟随：链接

希望大家对课程内容多提意见、多批评、多指正！感谢张松海教授的指导、感谢梁缘学长、周文洋、徐天行同学的支持！