比较用于绘制网络拓扑的开源 java 图形绘制框架（JUNG 和 Prefuse）

Question

对于具有以下要求的网络图，可以使用哪些开源 Java 图形绘制框架？该图的节点数将少于 1000 个。

1) 有平行边
2) 单个图中的有向边和无向边
3）图像表示的节点
4）用户与节点和边的交互
5) 动态添加/删除节点和边
6）节点和边上的多重标记，用户可以关闭/打开不同级别的标记。 （就像分层绘图以及关闭/打开图层）
7）不同的布局算法来显示星形、环形、网状拓扑

我评估了 JUNG 和 Prefuse。这是我为我的每个要求找到的。

1) Prefuse 无法显示平行边，而 JUNG 支持。可以操纵 prefuse 代码来显示平行边缘吗？由于这涉及基本数据级别的更改，我相信这比通常的自定义渲染更改更困难。

2）我在 prefuse 和 JUNG 中都没有找到任何对组合图（有向边和无向边）的引用。还有人知道吗？

3) 对于 Prefuse 和 JUNG 来说，这似乎很容易。

4) 同样，prefuse 和 JUNG 都提供了对用户交互的支持。

5）prefuse和JUNG都支持。重绘图表时每个框架的表现如何？我在另一篇文章中看到 prefuse 对于动态更新表现不佳（Prefuse Toolkit：动态添加节点和边）

6）这来了直到修改图表并重新绘制它。所以问题就变成了5)

7) JUNG和prefuse都有多种布局算法。但是当我尝试在 JUNG 和 Prefuse 中使用 FruchtermanReingoldLayout 显示相同的数据集时，我得到了不同的显示。有什么想法吗？不知何故，Prefuse 中的布局算法似乎比 JUNG 中显示更好的布局（我认为渲染也更好），尽管 Prefuse 中的大多数布局算法都基于 JUNG 实现。 Prefuse 布局如 ForceDirectedLayout/FruchtermanReingoldLayout 和 CircleLayout 直接映射到星形、圆形、网状拓扑。

除了这些要求之外，prefuse 对表达式和查询语言有很好的支持，但看起来不像 JUNG 那样积极开发。哪一个的可视化效果更好？关于哪一种适合以及如何克服缺点有什么建议吗？

还有其他我可以使用的框架吗？

Answer 1

我是 JUNG 的创建者和维护者之一，所以在下面的回复中请记住这一点。

不过，首先我应该说 Prefuse 的作者是朋友的朋友（是的，我们见过），他做得很好。我对 Prefuse 没有经验，但我见过用它创建的一些漂亮的可视化效果。

以下是荣格对这些问题的回答。其中几个（(1)、(2)、(4) 在 PluggableRendererDemo 中进行了演示：

1. 支持（您需要正确的数据模型，出于性能原因，并非所有模型都支持平行边缘）
2. 支持（同样） ，您需要正确的数据模型）
3. 支持（请参阅ImageShaperDemo）
4. 支持（大多数演示）
5. 支持（请参阅GraphEditorDemo）
6. 不直接支持，尽管您当然可以动态更改标签并使用HTML 来渲染复杂的标签。JUNG
7. 的布局算法更适合一般网络（树等有一些例外），但是，许多人已经这样做了，

希望这会有所帮助。

Answer 2

几年前（2007 年？）我使用 prefuse 来可视化通话数据记录。我考虑了 prefuse、jung、jgraph 和其他一些，并选择了 prefuse。起初，我有点难以理解 prefuse，但一旦我熟悉了它，它就非常容易（扩展）并且使用起来很有趣。我想 JUNG 也可以这样说，但我从未尝试过。

1) 在 prefuse 中，很容易添加您自己的自定义渲染器来绘制平行边缘 - 您可以继承默认 EdgeRenderer 并重写 render() 方法。不需要“基本数据级别更改”。如果您想将其视为 MVC 内容，那么这一切都在视图部分中。

2）这根本不是一个问题。有不止一种方法可以做到这一点： 1）您可以有两个渲染器 - 一个用于绘制有向边缘，一个用于绘制无向边缘，它们会很好地工作，并对边缘进行适当的分组。 2）放置一个标志（在 prefuse 中的支持表元组中添加一个布尔列）来指示边缘是否有向，并根据该标志在 EdgeRender 中相应地跳过箭头绘制部分。

3) 这非常简单

4) 同上

5) 最后一个 prefuse 版本是“prefuse beta 版本 2007.10.21”。我之前使用过一个，它在动态添加或删除节点时可能存在竞争条件 - 我猜它缺少一些同步关键字。我通过确保在添加或删除节点时停止所有动画和操作（颜色、大小、布局）来解决这个问题 - 也不要忘记更新你的 lucene 索引（如果你确实使用其内置的 lucene 搜索引擎） ）。最新的应该可以解决这个比赛问题，但我从未有机会尝试。

6）既然你提到了“多重标签”，我认为这不是“修改图形并重新绘制它”的问题 - 这只是自定义标签/边缘渲染器以仅绘制相关标签的问题，所以这并不是一个大问题。而且我认为这与5根本没有关系。

7) 我并不惊讶 prefuse 和 JUNG 对 FruchtermanReingoldLayout 的渲染不同 - 有几个因素可能会影响其中一个因素，即每个实现开始计算的起始节点，所以我不会太担心这个问题。在 prefuse 中尝试不同的内置图形布局算法非常容易，因此您可以继续检查哪一个最接近您想要的算法。查看星形布局的 RadialLayout 和 BalloonTreeLayout。 ForceDirectedLayout 需要相当多的迭代才能使节点的放置“稳定”。请注意，不必显示这些迭代，因此您可以在后台运行它并呈现最终结果。

我没有使用过JUNG，所以我不能对它发表太多评论。

根据我使用 prefuse 的经验，我强烈推荐它，因为它经过深思熟虑的设计和组件之间的责任分离。杰弗里·希尔（Jeffrey Heer）（前言作者）确实做得很好。

使用 prefuse 时需要注意的事项（这是我在使用 prefuse 时清晰记得的两个“痛点”）：

1）存在一个错误，即缩小时，节点标签不会适当缩小，从而导致溢出节点的边界框，当节点移动时，这将留下字体绘制伪影，因为渲染器仅清除并重新绘制节点边界框​​内的内容。 IIRC 这是由 AWT 字体度量本身的错误引起的。解决方法是在标签和节点边界框​​之间留出足够的边距。

2）扩展内置布局时，您可能会遇到一两个“范围问题”，其中您想要访问的超类的成员被赋予私有属性而不是受保护，因此解决方案是修改库本身或创建一个新类而不继承（这可能有点痛苦！）。我想你也可以对其他一些 java 库说同样的话。不是每个人都能得到事后诸葛亮的好处不是吗？ :)

自从您大约一个月前（在我撰写本文时）提出这个问题以来，我想知道您的决定是什么，以及如果您继续实施，结果如何。

Answer 3

我知道你指定了 jung 和 prefuse，但是......
我对 TomSawyer 和 yFiles 都有很好的体验。您提出的要求列表对于这两个来说非常基本 - 并且它们支持更多。

然。

Answer 4

我建议也评估 JGraph 。

Answer 5

我喜欢@holygeek的回答。这是我对 Prefuse 2（有向边和无向边）的解决方案的实现：

public class MyRenderFactory implements RendererFactory
{
    private NodeRenderer nodeRenderer = new NodeRenderer();
    private EdgeRenderer defaultEdgeRenderer = new EdgeRenderer();
    private EdgeRenderer undirectedEdgeRenderer = new EdgeRenderer(EdgeRenderer.EdgeType.LINE, EdgeRenderer.EdgeArrowType.NONE);

    public static String directedness = "myEdgeDirectedness";

    public enum EdgeDirected
    {
        directed, undirected;

        public static EdgeDirected fromIsDirected(boolean isDirected)
        {
            if (isDirected)
            {
                return directed;
            }
            return undirected;
        }
    }

    @Override
    public Renderer getRenderer(VisualItem<?> visualItem)
    {
        if (visualItem instanceof EdgeItem)
        {
            if (visualItem.get(directedness).equals(PrefuseGraphConverter.EdgeDirected.undirected))
            {
                return undirectedEdgeRenderer;
            }
            return defaultEdgeRenderer;
        }
        return nodeRenderer;
    }
}

...其他地方，创建图形的地方...

MyRenderFactory.EdgeDirected directedness =
        MyRenderFactory.EdgeDirected.fromIsDirected(myEdge.isDirected());
prefuseEdge.set(MyRenderFactory.directedness, directedness);