התגובה של שכבות נתונים מגיעה קובץ GeoTIFF. אפשר להשתמש כדי לקבל את הנתונים שמעניינים אתכם. לדוגמה, נניח שיש לכם תמונה של GeoTIFF עם ערכי טמפרטורה באזור מסוים. השימוש ב-TypeScript מאפשר הוא יכול למפות טמפרטורות נמוכות לצבעים כחולים וטמפרטורות גבוהות לאדום כדי ליצור תמונה צבעונית שאפשר להבין מיד להמחשה חזותית של הטמפרטורה דפוסים.
קוד ה-TypeScript הזה נועד לצלם קובצי תמונה מיוחדים שנקראים GeoTIFFs להציג אותם באתר באמצעות קנבס HTML (כמו מסגרת תמונה דיגיטלית). הקוד משתמש ברכיבים הבאים:
- תמונות GeoTIFF: תמונות GeoTIFF יכולות לאחסן מספר שכבות של נתוני תמונה, וכך אותם שימושיים למפות או לניתוח מדעי.
- תמונות RGB: אלה סוגי התמונות שאנחנו מכירים ביותר (כמו תמונות). לכל פיקסל יש ערכים של אדום, ירוק וכחול שקובעים צבע.
- פלטות: כמו ערכות צבע. הם מכילים רשימה של צבעים שאפשר להשתמש בהם כדי לצבוע תמונות.
הדף הזה מראה איך לקבל את הערכים של נתוני הפיקסלים (המידע שמאוחסן ב- פיקסלים נפרדים של תמונה דיגיטלית, כולל ערכי צבעים ) ומחשב את קו הרוחב וקו האורך מה-GeoTIFF שומרת אותו באובייקט TypeScript.
בקטע הקוד הבא מוצגת הגדרת הסוג שבה אנחנו מאחסנים את הנתונים של בדוגמה הזו. השדות וסוג הנתונים הם type ב-TypeScript. לצורך הדוגמה הספציפית הזו, בחרנו לאפשר בדיקת טיפוס, לצמצם את שגיאות הסוגים ולהוסיף לקוד שלך אמינות, וכך קל יותר לתחזק. הגדרת סוג לאחסון הנתונים כדי להחזיר כמה ערכים כמו ערכי הפיקסלים והתיבה התוחמת של קו רוחב/קו אורך.
export interface GeoTiff {
width: number;
height: number;
rasters: Array<number>[];
bounds: Bounds;
}
פונקציות ליבה
לקוד יש כמה פונקציות שפועלות יחד:
renderRGB: צילום תמונת RGB GeoTIFF ואפשר גם להוסיף מסכה (עבור שקיפות), יוצר רכיב בד ציור באתר, שעובר בלולאה דרך כל פיקסל בגודל GeoTIFF, וצבוע את הפיקסל התואם באזור העריכה.renderPalette: צילום GeoTIFF עם שכבת נתונים אחת וצבע לוח צבעים, ממפה את ערכי הנתונים של GeoTIFF לצבעים בלוח, יוצר תמונת RGB חדשה שמשתמשת בצבעי לוח הצבעים, וקוראת ל-renderRGBלהציג את התמונה שבהדפסה על קנבס.
/**
* Renders an RGB GeoTiff image into an HTML canvas.
*
* The GeoTiff image must include 3 rasters (bands) which
* correspond to [Red, Green, Blue] in that order.
*
* @param {GeoTiff} rgb GeoTiff with RGB values of the image.
* @param {GeoTiff} mask Optional mask for transparency, defaults to opaque.
* @return {HTMLCanvasElement} Canvas element with the rendered image.
*/
export function renderRGB(rgb: GeoTiff, mask?: GeoTiff): HTMLCanvasElement {
// Create an HTML canvas to draw the image.
// https://www.w3schools.com/tags/canvas_createimagedata.asp
const canvas = document.createElement('canvas');
// Set the canvas size to the mask size if it's available,
// otherwise set it to the RGB data layer size.
canvas.width = mask ? mask.width : rgb.width;
canvas.height = mask ? mask.height : rgb.height;
// Since the mask size can be different than the RGB data layer size,
// we calculate the "delta" between the RGB layer size and the canvas/mask
// size. For example, if the RGB layer size is the same as the canvas size,
// the delta is 1. If the RGB layer size is smaller than the canvas size,
// the delta would be greater than 1.
// This is used to translate the index from the canvas to the RGB layer.
const dw = rgb.width / canvas.width;
const dh = rgb.height / canvas.height;
// Get the canvas image data buffer.
const ctx = canvas.getContext('2d')!;
const img = ctx.getImageData(0, 0, canvas.width, canvas.height);
// Fill in every pixel in the canvas with the corresponding RGB layer value.
// Since Javascript doesn't support multidimensional arrays or tensors,
// everything is stored in flat arrays and we have to keep track of the
// indices for each row and column ourselves.
for (let y = 0; y < canvas.height; y++) {
for (let x = 0; x < canvas.width; x++) {
// RGB index keeps track of the RGB layer position.
// This is multiplied by the deltas since it might be a different
// size than the image size.
const rgbIdx = Math.floor(y * dh) * rgb.width + Math.floor(x * dw);
// Mask index keeps track of the mask layer position.
const maskIdx = y * canvas.width + x;
// Image index keeps track of the canvas image position.
// HTML canvas expects a flat array with consecutive RGBA values.
// Each value in the image buffer must be between 0 and 255.
// The Alpha value is the transparency of that pixel,
// if a mask was not provided, we default to 255 which is opaque.
const imgIdx = y * canvas.width * 4 + x * 4;
img.data[imgIdx + 0] = rgb.rasters[0][rgbIdx]; // Red
img.data[imgIdx + 1] = rgb.rasters[1][rgbIdx]; // Green
img.data[imgIdx + 2] = rgb.rasters[2][rgbIdx]; // Blue
img.data[imgIdx + 3] = mask // Alpha
? mask.rasters[0][maskIdx] * 255
: 255;
}
}
// Draw the image data buffer into the canvas context.
ctx.putImageData(img, 0, 0);
return canvas;
}
פונקציות עוזר
הקוד כולל גם כמה פונקציות מסייעות שמאפשרות להוסיף פונקציונליות:
createPalette: יוצר רשימת צבעים לצביעת תמונות על סמך רשימה של קודים הקסדצימליים של צבע.colorToRGB: ממירה קוד צבע כמו " #FF00FF" לאדום, לירוק כחולים.normalize,lerp,clamp: פונקציות מתמטיות לעוזר דיגיטלי בתמונה בעיבוד.
/**
* Renders a single value GeoTiff image into an HTML canvas.
*
* The GeoTiff image must include 1 raster (band) which contains
* the values we want to display.
*
* @param {GeoTiff} data GeoTiff with the values of interest.
* @param {GeoTiff} mask Optional mask for transparency, defaults to opaque.
* @param {string[]} colors Hex color palette, defaults to ['000000', 'ffffff'].
* @param {number} min Minimum value of the data range, defaults to 0.
* @param {number} max Maximum value of the data range, defaults to 1.
* @param {number} index Raster index for the data, defaults to 0.
* @return {HTMLCanvasElement} Canvas element with the rendered image.
*/
export function renderPalette({
data,
mask,
colors,
min,
max,
index,
}: {
data: GeoTiff;
mask?: GeoTiff;
colors?: string[];
min?: number;
max?: number;
index?: number;
}): HTMLCanvasElement {
// First create a palette from a list of hex colors.
const palette = createPalette(colors ?? ['000000', 'ffffff']);
// Normalize each value of our raster/band of interest into indices,
// such that they always map into a value within the palette.
const indices = data.rasters[index ?? 0]
.map((x) => normalize(x, max ?? 1, min ?? 0))
.map((x) => Math.round(x * (palette.length - 1)));
return renderRGB(
{
...data,
// Map each index into the corresponding RGB values.
rasters: [
indices.map((i: number) => palette[i].r),
indices.map((i: number) => palette[i].g),
indices.map((i: number) => palette[i].b),
],
},
mask,
);
}
/**
* Creates an {r, g, b} color palette from a hex list of colors.
*
* Each {r, g, b} value is a number between 0 and 255.
* The created palette is always of size 256, regardless of the number of
* hex colors passed in. Inbetween values are interpolated.
*
* @param {string[]} hexColors List of hex colors for the palette.
* @return {{r, g, b}[]} RGB values for the color palette.
*/
export function createPalette(hexColors: string[]): { r: number; g: number; b: number }[] {
// Map each hex color into an RGB value.
const rgb = hexColors.map(colorToRGB);
// Create a palette with 256 colors derived from our rgb colors.
const size = 256;
const step = (rgb.length - 1) / (size - 1);
return Array(size)
.fill(0)
.map((_, i) => {
// Get the lower and upper indices for each color.
const index = i * step;
const lower = Math.floor(index);
const upper = Math.ceil(index);
// Interpolate between the colors to get the shades.
return {
r: lerp(rgb[lower].r, rgb[upper].r, index - lower),
g: lerp(rgb[lower].g, rgb[upper].g, index - lower),
b: lerp(rgb[lower].b, rgb[upper].b, index - lower),
};
});
}
/**
* Convert a hex color into an {r, g, b} color.
*
* @param {string} color Hex color like 0099FF or #0099FF.
* @return {{r, g, b}} RGB values for that color.
*/
export function colorToRGB(color: string): { r: number; g: number; b: number } {
const hex = color.startsWith('#') ? color.slice(1) : color;
return {
r: parseInt(hex.substring(0, 2), 16),
g: parseInt(hex.substring(2, 4), 16),
b: parseInt(hex.substring(4, 6), 16),
};
}
/**
* Normalizes a number to a given data range.
*
* @param {number} x Value of interest.
* @param {number} max Maximum value in data range, defaults to 1.
* @param {number} min Minimum value in data range, defaults to 0.
* @return {number} Normalized value.
*/
export function normalize(x: number, max: number = 1, min: number = 0): number {
const y = (x - min) / (max - min);
return clamp(y, 0, 1);
}
/**
* Calculates the linear interpolation for a value within a range.
*
* @param {number} x Lower value in the range, when `t` is 0.
* @param {number} y Upper value in the range, when `t` is 1.
* @param {number} t "Time" between 0 and 1.
* @return {number} Inbetween value for that "time".
*/
export function lerp(x: number, y: number, t: number): number {
return x + t * (y - x);
}
/**
* Clamps a value to always be within a range.
*
* @param {number} x Value to clamp.
* @param {number} min Minimum value in the range.
* @param {number} max Maximum value in the range.
* @return {number} Clamped value.
*/
export function clamp(x: number, min: number, max: number): number {
return Math.min(Math.max(x, min), max);
}