HeatMap is a JPanel that displays a 2-dimensional array of data using a selected color gradient scheme. : Panel « Swing Components « Java

Home
Java
1.2D Graphics GUI
2.3D
3.Advanced Graphics
4.Ant
5.Apache Common
6.Chart
7.Class
8.Collections Data Structure
9.Data Type
10.Database SQL JDBC
11.Design Pattern
12.Development Class
13.EJB3
14.Email
15.Event
16.File Input Output
17.Game
18.Generics
19.GWT
20.Hibernate
21.I18N
22.J2EE
23.J2ME
24.JavaFX
25.JDK 6
26.JDK 7
27.JNDI LDAP
28.JPA
29.JSP
30.JSTL
31.Language Basics
32.Network Protocol
33.PDF RTF
34.Reflection
35.Regular Expressions
36.Scripting
37.Security
38.Servlets
39.Spring
40.Swing Components
41.Swing JFC
42.SWT JFace Eclipse
43.Threads
44.Tiny Application
45.Velocity
46.Web Services SOA
47.XML
Java » Swing Components » Panel 




HeatMap is a JPanel that displays a 2-dimensional array of data using a selected color gradient scheme.
      
//package edu.purdue.touch.util;

import java.awt.Color;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.text.DecimalFormat;

import javax.swing.JPanel;

/**
 
 * <p>
 * <strong>Title:</strong> HeatMap
 * </p>
 
 * <p>
 * Description: HeatMap is a JPanel that displays a 2-dimensional array of data
 * using a selected color gradient scheme.
 * </p>
 * <p>
 * For specifying data, the first index into the double[][] array is the x-
 * coordinate, and the second index is the y-coordinate. In the constructor and
 * updateData method, the 'useGraphicsYAxis' parameter is used to control
 * whether the row y=0 is displayed at the top or bottom. Since the usual
 * graphics coordinate system has y=0 at the top, setting this parameter to true
 * will draw the y=0 row at the top, and setting the parameter to false will
 * draw the y=0 row at the bottom, like in a regular, mathematical coordinate
 * system. This parameter was added as a solution to the problem of
 * "Which coordinate system should we use? Graphics, or mathematical?", and
 * allows the user to choose either coordinate system. Because the HeatMap will
 * be plotting the data in a graphical manner, using the Java Swing framework
 * that uses the standard computer graphics coordinate system, the user's data
 * is stored internally with the y=0 row at the top.
 * </p>
 * <p>
 * There are a number of defined gradient types (look at the static fields), but
 * you can create any gradient you like by using either of the following
 * functions in the Gradient class:
 * <ul>
 * <li>public static Color[] createMultiGradient(Color[] colors, int numSteps)</li>
 * <li>public static Color[] createGradient(Color one, Color two, int numSteps)</li>
 * </ul>
 * You can then assign an arbitrary Color[] object to the HeatMap as follows:
 
 * <pre>
 * myHeatMap.updateGradient(Gradient.createMultiGradient(new Color[] { Color.red,
 *     Color.white, Color.blue }, 256));
 * </pre>
 
 * </p>
 
 * <p>
 * By default, the graph title, axis titles, and axis tick marks are not
 * displayed. Be sure to set the appropriate title before enabling them.
 * </p>
 
 * <hr />
 * <p>
 * <strong>Copyright:</strong> Copyright (c) 2007, 2008
 * </p>
 
 * <p>
 * HeatMap is free software; you can redistribute it and/or modify it under the
 * terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
 * Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any later
 * version.
 * </p>
 
 * <p>
 * HeatMap is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
 * WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
 * A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General Public License for more details.
 * </p>
 
 * <p>
 * You should have received a copy of the GNU General Public License along with
 * HeatMap; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin St,
 * Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
 * </p>
 
 @author Matthew Beckler ([email protected])
 @author Josh Hayes-Sheen ([email protected]), Converted to use BufferedImage.
 @author J. Keller ([email protected]), Added transparency (alpha)
 *         support, data ordering bug fix.
 @version 1.6
 */

public class HeatMap extends JPanel {
  /**
   
   */
  private static final long serialVersionUID = 1L;
  private double[][] data;
  private int[][] dataColorIndices;

  // these four variables are used to print the axis labels
  private double xMin;
  private double xMax;
  private double yMin;
  private double yMax;

  private String title;
  private String xAxis;
  private String yAxis;

  private boolean drawTitle = false;
  private boolean drawXTitle = false;
  private boolean drawYTitle = false;
  private boolean drawLegend = false;
  private boolean drawXTicks = false;
  private boolean drawYTicks = false;

  private Color[] colors;
  private Color bg = Color.white;
  private Color fg = Color.black;

  private BufferedImage bufferedImage;
  private Graphics2D bufferedGraphics;

  /**
   @param data
   *            The data to display, must be a complete array (non-ragged)
   @param useGraphicsYAxis
   *            If true, the data will be displayed with the y=0 row at the
   *            top of the screen. If false, the data will be displayed with
   *            they=0 row at the bottom of the screen.
   @param colors
   *            A variable of the type Color[]. See also
   *            {@link #createMultiGradient} and {@link #createGradient}.
   */
  public HeatMap(double[][] data, boolean useGraphicsYAxis, Color[] colors) {
    super();

    updateGradient(colors);
    updateData(data, useGraphicsYAxis);

    this.setPreferredSize(new Dimension(60 + data.length,
        60 + data[0].length));
    this.setDoubleBuffered(true);

    this.bg = Color.white;
    this.fg = Color.black;

    // this is the expensive function that draws the data plot into a
    // BufferedImage. The data plot is then cheaply drawn to the screen when
    // needed, saving us a lot of time in the end.
    drawData();
  }

  /**
   * Specify the coordinate bounds for the map. Only used for the axis labels,
   * which must be enabled seperately. Calls repaint() when finished.
   
   @param xMin
   *            The lower bound of x-values, used for axis labels
   @param xMax
   *            The upper bound of x-values, used for axis labels
   */
  public void setCoordinateBounds(double xMin, double xMax, double yMin,
      double yMax) {
    this.xMin = xMin;
    this.xMax = xMax;
    this.yMin = yMin;
    this.yMax = yMax;

    repaint();
  }

  /**
   * Specify the coordinate bounds for the X-range. Only used for the axis
   * labels, which must be enabled seperately. Calls repaint() when finished.
   
   @param xMin
   *            The lower bound of x-values, used for axis labels
   @param xMax
   *            The upper bound of x-values, used for axis labels
   */
  public void setXCoordinateBounds(double xMin, double xMax) {
    this.xMin = xMin;
    this.xMax = xMax;

    repaint();
  }

  /**
   * Specify the coordinate bounds for the X Min. Only used for the axis
   * labels, which must be enabled seperately. Calls repaint() when finished.
   
   @param xMin
   *            The lower bound of x-values, used for axis labels
   */
  public void setXMinCoordinateBounds(double xMin) {
    this.xMin = xMin;

    repaint();
  }

  /**
   * Specify the coordinate bounds for the X Max. Only used for the axis
   * labels, which must be enabled seperately. Calls repaint() when finished.
   
   @param xMax
   *            The upper bound of x-values, used for axis labels
   */
  public void setXMaxCoordinateBounds(double xMax) {
    this.xMax = xMax;

    repaint();
  }

  /**
   * Specify the coordinate bounds for the Y-range. Only used for the axis
   * labels, which must be enabled seperately. Calls repaint() when finished.
   
   @param yMin
   *            The lower bound of y-values, used for axis labels
   @param yMax
   *            The upper bound of y-values, used for axis labels
   */
  public void setYCoordinateBounds(double yMin, double yMax) {
    this.yMin = yMin;
    this.yMax = yMax;

    repaint();
  }

  /**
   * Specify the coordinate bounds for the Y Min. Only used for the axis
   * labels, which must be enabled seperately. Calls repaint() when finished.
   
   @param yMin
   *            The lower bound of Y-values, used for axis labels
   */
  public void setYMinCoordinateBounds(double yMin) {
    this.yMin = yMin;

    repaint();
  }

  /**
   * Specify the coordinate bounds for the Y Max. Only used for the axis
   * labels, which must be enabled seperately. Calls repaint() when finished.
   
   @param yMax
   *            The upper bound of y-values, used for axis labels
   */
  public void setYMaxCoordinateBounds(double yMax) {
    this.yMax = yMax;

    repaint();
  }

  /**
   * Updates the title. Calls repaint() when finished.
   
   @param title
   *            The new title
   */
  public void setTitle(String title) {
    this.title = title;

    repaint();
  }

  /**
   * Updates the state of the title. Calls repaint() when finished.
   
   @param drawTitle
   *            Specifies if the title should be drawn
   */
  public void setDrawTitle(boolean drawTitle) {
    this.drawTitle = drawTitle;

    repaint();
  }

  /**
   * Updates the X-Axis title. Calls repaint() when finished.
   
   @param xAxisTitle
   *            The new X-Axis title
   */
  public void setXAxisTitle(String xAxisTitle) {
    this.xAxis = xAxisTitle;

    repaint();
  }

  /**
   * Updates the state of the X-Axis Title. Calls repaint() when finished.
   
   @param drawXAxisTitle
   *            Specifies if the X-Axis title should be drawn
   */
  public void setDrawXAxisTitle(boolean drawXAxisTitle) {
    this.drawXTitle = drawXAxisTitle;

    repaint();
  }

  /**
   * Updates the Y-Axis title. Calls repaint() when finished.
   
   @param yAxisTitle
   *            The new Y-Axis title
   */
  public void setYAxisTitle(String yAxisTitle) {
    this.yAxis = yAxisTitle;

    repaint();
  }

  /**
   * Updates the state of the Y-Axis Title. Calls repaint() when finished.
   
   @param drawYAxisTitle
   *            Specifies if the Y-Axis title should be drawn
   */
  public void setDrawYAxisTitle(boolean drawYAxisTitle) {
    this.drawYTitle = drawYAxisTitle;

    repaint();
  }

  /**
   * Updates the state of the legend. Calls repaint() when finished.
   
   @param drawLegend
   *            Specifies if the legend should be drawn
   */
  public void setDrawLegend(boolean drawLegend) {
    this.drawLegend = drawLegend;

    repaint();
  }

  /**
   * Updates the state of the X-Axis ticks. Calls repaint() when finished.
   
   @param drawXTicks
   *            Specifies if the X-Axis ticks should be drawn
   */
  public void setDrawXTicks(boolean drawXTicks) {
    this.drawXTicks = drawXTicks;

    repaint();
  }

  /**
   * Updates the state of the Y-Axis ticks. Calls repaint() when finished.
   
   @param drawYTicks
   *            Specifies if the Y-Axis ticks should be drawn
   */
  public void setDrawYTicks(boolean drawYTicks) {
    this.drawYTicks = drawYTicks;

    repaint();
  }

  /**
   * Updates the foreground color. Calls repaint() when finished.
   
   @param fg
   *            Specifies the desired foreground color
   */
  public void setColorForeground(Color fg) {
    this.fg = fg;

    repaint();
  }

  /**
   * Updates the background color. Calls repaint() when finished.
   
   @param bg
   *            Specifies the desired background color
   */
  public void setColorBackground(Color bg) {
    this.bg = bg;

    repaint();
  }

  /**
   * Updates the gradient used to display the data. Calls drawData() and
   * repaint() when finished.
   
   @param colors
   *            A variable of type Color[]
   */
  public void updateGradient(Color[] colors) {
    this.colors = (Color[]) colors.clone();

    if (data != null) {
      updateDataColors();

      drawData();

      repaint();
    }
  }

  /**
   * This uses the current array of colors that make up the gradient, and
   * assigns a color index to each data point, stored in the dataColorIndices
   * array, which is used by the drawData() method to plot the points.
   */
  private void updateDataColors() {
    // We need to find the range of the data values,
    // in order to assign proper colors.
    double largest = Double.MIN_VALUE;
    double smallest = Double.MAX_VALUE;
    for (int x = 0; x < data.length; x++) {
      for (int y = 0; y < data[0].length; y++) {
        largest = Math.max(data[x][y], largest);
        smallest = Math.min(data[x][y], smallest);
      }
    }
    double range = largest - smallest;

    // dataColorIndices is the same size as the data array
    // It stores an int index into the color array
    dataColorIndices = new int[data.length][data[0].length];

    // assign a Color to each data point
    for (int x = 0; x < data.length; x++) {
      for (int y = 0; y < data[0].length; y++) {
        double norm = (data[x][y- smallest/ range; // 0 < norm < 1
        int colorIndex = (intMath.floor(norm * (colors.length - 1));
        dataColorIndices[x][y= colorIndex;
      }
    }
  }

  /**
   * This function generates data that is not vertically-symmetric, which
   * makes it very useful for testing which type of vertical axis is being
   * used to plot the data. If the graphics Y-axis is used, then the lowest
   * values should be displayed at the top of the frame. If the non-graphics
   * (mathematical coordinate-system) Y-axis is used, then the lowest values
   * should be displayed at the bottom of the frame.
   
   @return double[][] data values of a simple vertical ramp
   */
  public static double[][] generateRampTestData() {
    double[][] data = new double[10][10];
    for (int x = 0; x < 10; x++) {
      for (int y = 0; y < 10; y++) {
        data[x][y= y;
      }
    }

    return data;
  }

  /**
   * This function generates an appropriate data array for display. It uses
   * the function: z = sin(x)*cos(y). The parameter specifies the number of
   * data points in each direction, producing a square matrix.
   
   @param dimension
   *            Size of each side of the returned array
   @return double[][] calculated values of z = sin(x)*cos(y)
   */
  public static double[][] generateSinCosData(int dimension) {
    if (dimension % == 0) {
      dimension++; // make it better
    }

    double[][] data = new double[dimension][dimension];
    double sX, sY; // s for 'Scaled'

    for (int x = 0; x < dimension; x++) {
      for (int y = 0; y < dimension; y++) {
        sX = * Math.PI * (x / (doubledimension)// 0 < sX < 2 * Pi
        sY = * Math.PI * (y / (doubledimension)// 0 < sY < 2 * Pi
        data[x][y= Math.sin(sX* Math.cos(sY);
      }
    }

    return data;
  }

  /**
   * This function generates an appropriate data array for display. It uses
   * the function: z = Math.cos(Math.abs(sX) + Math.abs(sY)). The parameter
   * specifies the number of data points in each direction, producing a square
   * matrix.
   
   @param dimension
   *            Size of each side of the returned array
   @return double[][] calculated values of z = Math.cos(Math.abs(sX) +
   *         Math.abs(sY));
   */
  public static double[][] generatePyramidData(int dimension) {
    if (dimension % == 0) {
      dimension++; // make it better
    }

    double[][] data = new double[dimension][dimension];
    double sX, sY; // s for 'Scaled'

    for (int x = 0; x < dimension; x++) {
      for (int y = 0; y < dimension; y++) {
        sX = (x / (doubledimension)// 0 < sX < 6
        sY = (y / (doubledimension)// 0 < sY < 6
        sX = sX - 3// -3 < sX < 3
        sY = sY - 3// -3 < sY < 3
        data[x][y= Math.cos(Math.abs(sX+ Math.abs(sY));
      }
    }

    return data;
  }

  /**
   * Updates the data display, calls drawData() to do the expensive re-drawing
   * of the data plot, and then calls repaint().
   
   @param data
   *            The data to display, must be a complete array (non-ragged)
   @param useGraphicsYAxis
   *            If true, the data will be displayed with the y=0 row at the
   *            top of the screen. If false, the data will be displayed with
   *            the y=0 row at the bottom of the screen.
   */
  public void updateData(double[][] data, boolean useGraphicsYAxis) {
    this.data = new double[data.length][data[0].length];
    for (int ix = 0; ix < data.length; ix++) {
      for (int iy = 0; iy < data[0].length; iy++) {
        // we use the graphics Y-axis internally
        if (useGraphicsYAxis) {
          this.data[ix][iy= data[ix][iy];
        else {
          this.data[ix][iy= data[ix][data[0].length - iy - 1];
        }
      }
    }

    updateDataColors();

    drawData();

    repaint();
  }

  /**
   * Creates a BufferedImage of the actual data plot.
   
   * After doing some profiling, it was discovered that 90% of the drawing
   * time was spend drawing the actual data (not on the axes or tick marks).
   * Since the Graphics2D has a drawImage method that can do scaling, we are
   * using that instead of scaling it ourselves. We only need to draw the data
   * into the bufferedImage on startup, or if the data or gradient changes.
   * This saves us an enormous amount of time. Thanks to Josh Hayes-Sheen
   * ([email protected]) for the suggestion and initial code to use the
   * BufferedImage technique.
   
   * Since the scaling of the data plot will be handled by the drawImage in
   * paintComponent, we take the easy way out and draw our bufferedImage with
   * 1 pixel per data point. Too bad there isn't a setPixel method in the
   * Graphics2D class, it seems a bit silly to fill a rectangle just to set a
   * single pixel...
   
   * This function should be called whenever the data or the gradient changes.
   */
  private void drawData() {
    bufferedImage = new BufferedImage(data.length, data[0].length,
        BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
    bufferedGraphics = bufferedImage.createGraphics();

    for (int x = 0; x < data.length; x++) {
      for (int y = 0; y < data[0].length; y++) {
        bufferedGraphics.setColor(colors[dataColorIndices[x][y]]);
        bufferedGraphics.fillRect(x, y, 11);
      }
    }
  }

  /**
   * The overridden painting method, now optimized to simply draw the data
   * plot to the screen, letting the drawImage method do the resizing. This
   * saves an extreme amount of time.
   */
  public void paintComponent(Graphics g) {
    super.paintComponent(g);
    Graphics2D g2d = (Graphics2Dg;

    int width = this.getWidth();
    int height = this.getHeight();

    this.setOpaque(true);

    // clear the panel
    g2d.setColor(bg);
    g2d.fillRect(00, width, height);

    // draw the heat map
    if (bufferedImage == null) {
      // Ideally, we only to call drawData in the constructor, or if we
      // change the data or gradients. We include this just to be safe.
      drawData();
    }

    // The data plot itself is drawn with 1 pixel per data point, and the
    // drawImage method scales that up to fit our current window size. This
    // is very fast, and is much faster than the previous version, which
    // redrew the data plot each time we had to repaint the screen.
    g2d.drawImage(bufferedImage, 3131, width - 30, height - 3000,
        bufferedImage.getWidth(), bufferedImage.getHeight()null);

    // border
    g2d.setColor(fg);
    g2d.drawRect(3030, width - 60, height - 60);

    // title
    if (drawTitle && title != null) {
      g2d.drawString(title, (width / 2* title.length()20);
    }

    // axis ticks - ticks start even with the bottom left coner, end very
    // close to end of line (might not be right on)
    int numXTicks = (width - 6050;
    int numYTicks = (height - 6050;

    String label = "";
    DecimalFormat df = new DecimalFormat("##.##");

    // Y-Axis ticks
    if (drawYTicks) {
      int yDist = (int) ((height - 60(doublenumYTicks)// distance
                                  // between
                                  // ticks
      for (int y = 0; y <= numYTicks; y++) {
        g2d.drawLine(26, height - 30 - y * yDist, 30, height - 30 - y
            * yDist);
        label = df.format(((y / (doublenumYTicks(yMax - yMin))
            + yMin);
        int labelY = height - 30 - y * yDist - * label.length();
        // to get the text to fit nicely, we need to rotate the graphics
        g2d.rotate(Math.PI / 2);
        g2d.drawString(label, labelY, -14);
        g2d.rotate(-Math.PI / 2);
      }
    }

    // Y-Axis title
    if (drawYTitle && yAxis != null) {
      // to get the text to fit nicely, we need to rotate the graphics
      g2d.rotate(Math.PI / 2);
      g2d.drawString(yAxis, (height / 2* yAxis.length(), -3);
      g2d.rotate(-Math.PI / 2);
    }

    // X-Axis ticks
    if (drawXTicks) {
      int xDist = (int) ((width - 60(doublenumXTicks)// distance
                                  // between
                                  // ticks
      for (int x = 0; x <= numXTicks; x++) {
        g2d.drawLine(30 + x * xDist, height - 3030 + x * xDist,
            height - 26);
        label = df.format(((x / (doublenumXTicks(xMax - xMin))
            + xMin);
        int labelX = (31 + x * xDist* label.length();
        g2d.drawString(label, labelX, height - 14);
      }
    }

    // X-Axis title
    if (drawXTitle && xAxis != null) {
      g2d.drawString(xAxis, (width / 2* xAxis.length(), height - 3);
    }

    // Legend
    if (drawLegend) {
      g2d.drawRect(width - 203010, height - 60);
      for (int y = 0; y < height - 61; y++) {
        int yStart = height
            31
            (intMath.ceil(y
                ((height - 60(colors.length * 1.0)));
        yStart = height - 31 - y;
        g2d.setColor(colors[(int) ((y / (double) (height - 60)) (colors.length * 1.0))]);
        g2d.fillRect(width - 19, yStart, 91);
      }
    }
  }
}

   
    
    
    
    
    
  














Related examples in the same category
1.Yes / No Panel
2.Transparent PanelTransparent Panel
3.Swing Panel GroupSwing Panel Group
4.Swing Panel Group 2Swing Panel Group 2
5.Gradient Panel
6.Transfer focus from button to button with help of arrows keys.Transfer focus from button to button with help of arrows keys.
7.A JPanel with a textured background.
8.Time panel shows the current time.
9.Graph Canvas
10.A basic panel that displays a small up or down arrow.
11.GradientPanel is a class with a gradient background.
12.A simple JPanel with a border and a title
13.Translucent PanelTranslucent Panel
14.Image Panel
15.The class makes it easy to select a numerical value, possibly from a given range
java2s.com  | Contact Us | Privacy Policy
Copyright 2009 - 12 Demo Source and Support. All rights reserved.
All other trademarks are property of their respective owners.