JFreeChart使用XYSplineRenderer时自动量程无法完整显示样条曲线问题

AI 小北

2026-9-25

JFreeChart XYSplineRenderer样条曲线超出自动量程显示不全问题

问题描述

需要绘制平滑形态的图表，因此选用了XYSplineRenderer作为渲染器，同时要求NumberAxis针对数据段自动设置量程。但部分场景下计算生成的样条曲线值会超出自动量程范围，导致曲线无法完整显示。
样条曲线显示不全示例

经排查，自动量程的计算时机早于样条曲线生成时机是问题诱因。曾尝试按比例扩大纵轴量程缓解该问题，代码如下：

double percentOverRange = 0.05;//2%
double initalRange = series.getMaxY() - series.getMinY();
double increase = initalRange*percentOverRange;
verticalAxis.setRange(new Range(series.getMinY()-increase, series.getMaxY()+increase));

但该方案存在明显缺陷：根据输入数据不同，量程扩展比例最高需达25%，会导致图表曲线适配精度下降。

上述代码生成的图表可复现前两个数据点之间曲线显示不全的问题，注：域轴为DateAxis，采用不含周末数据的日度数据。完整复现代码如下：

public class MyPlotChart {
    private static Color MetalColor = new Color(255, 152, 0);
    static double[] yData = new double[] { 0.67, 0.67, 0.69, 0.70, 0.70, 0.71, 0.71 };
    static String[] labels = new String[] { "2021-11-09", "2021-11-10", "2021-11-11", "2021-11-12", "2021-11-15", "2021-11-16", "2021-11-17" };
    public static void plot(String metal, int samples) throws IOException, ParseException {
        SimpleDateFormat dateformatyyyy_MM_dd = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
        SimpleDateFormat dateformatdd_MM_yyyy = new SimpleDateFormat("dd-MM-yyyy");
        XYSeries series = new XYSeries(metal);
        for (int i = 0; i < yData.length; i++) {
            Date date = dateformatyyyy_MM_dd.parse(labels[i]);
            series.add(date.getTime(), yData[i]);
        }
        //Configure Vertical Axis
        NumberAxis verticalAxis = new NumberAxis(null);
        NumberFormat numberFormat = NumberFormat.getInstance(Locale.getDefault());
        numberFormat.setRoundingMode(RoundingMode.HALF_DOWN);
        numberFormat.setMinimumFractionDigits(2);
        numberFormat.setMaximumFractionDigits(2);
        double vericalTickUnit = (series.getMaxY() - series.getMinY()) / 7;
        NumberTickUnit nt = new NumberTickUnit(vericalTickUnit, numberFormat);
        verticalAxis.setTickUnit(nt);
        double percentOverRange = 0.05;// 2%
        double initalRange = series.getMaxY() - series.getMinY();
        double increase = initalRange * percentOverRange;
        verticalAxis.setRange(new Range(series.getMinY()-increase, series.getMaxY()+increase));
        verticalAxis.setAutoRange(true);
        verticalAxis.setAutoRangeIncludesZero(false);
        verticalAxis.setTickMarksVisible(true);
        verticalAxis.setTickMarkInsideLength(3f);
        //Configure Domain Axis
        DateAxis domainAxis = new DateAxis(null);
        domainAxis.setTickUnit(new DateTickUnit(DateTickUnitType.DAY, 1, dateformatdd_MM_yyyy));
        //Configure Renderer
        XYSplineRenderer r = new XYSplineRenderer(10);
        r.setSeriesPaint(0, MetalColor);
        r.setDefaultShapesVisible(true);
        r.setSeriesStroke(0, new BasicStroke(3.0f));
        XYDataset dataset = new XYSeriesCollection(series);
        XYPlot xyplot = new XYPlot(dataset, domainAxis, verticalAxis, r);
        xyplot.getDomainAxis().setVerticalTickLabels(true);
        xyplot.setDomainGridlinesVisible(false);
        xyplot.setBackgroundImage(null);
        xyplot.setBackgroundPaint(Color.WHITE);
        Font font = xyplot.getDomainAxis().getTickLabelFont();
        Font fontnew = new Font(font.getName(), Font.BOLD, 14);
        xyplot.getDomainAxis().setTickLabelFont(fontnew);
        xyplot.getRangeAxis().setTickLabelFont(fontnew);
        JFreeChart chart = new JFreeChart(xyplot);
        chart.removeLegend();// Remove legend
        chart.setBackgroundPaint(Color.WHITE);
        String fileName = "myChart" + metal + samples + "TEST.png";
        ChartUtils.saveChartAsPNG(new File(fileName), chart, 600, 600);
        }
    public static void main(String[] args) throws IOException, ParseException {
        MyPlotChart.plot("metal", 7);
        }
    }

补充更新1

以下图表均为上述代码仅修改XYSplineRenderer的precision参数生成，根据官方Javadoc定义：

XYSplineRenderer: 一款使用自然三次样条连接数据点、且/或在每个数据点绘制形状的渲染器。
public XYSplineRenderer(int precision)
使用指定精度创建新渲染器，不对样条下方（0到样条之间）区域进行填充。
参数：precision - 数据点之间的插值点数量。

也就是说自然三次样条仅基于原始数据点计算，precision参数用于定义每对数据点之间的插值点数量，对应公式为：Precision = N - 1，其中N为每个数据段之间的插值点总数。

目前有两种可行优化方案：