ScottPlot中实现左右Y轴同步对齐的方法

概述

在使用ScottPlot进行数据可视化时，经常会遇到需要同时显示两个不同量纲但需要保持特定位置对齐的Y轴数据。本文将详细介绍如何在ScottPlot中实现左右Y轴在指定值(如零点)位置对齐的技术方案。

问题背景

当图表中包含左右两个Y轴时，默认情况下这两个轴是独立缩放和定位的。但在某些应用场景中，我们需要确保两个Y轴在特定数值位置(如零点)保持对齐，即使它们的量程和缩放比例不同。这种需求常见于需要对比两个相关但不同量纲的数据序列时。

解决方案

ScottPlot提供了AxisRules机制，允许开发者自定义坐标轴规则。我们可以通过创建一个自定义的IAxisRule实现来实现左右Y轴在指定值位置对齐的功能。

自定义轴规则实现

namespace ScottPlot.AxisRules;

public class SameValueRightLeftAxesY(IYAxis leftAxis, IYAxis rightAxis, double ySameValue) : IAxisRule
{
    public readonly IYAxis YLeftAxis = leftAxis;
    public readonly IYAxis YRightAxis = rightAxis;
    readonly double YValue = ySameValue;

    public void Apply(RenderPack rp, bool beforeLayout)
    {
        double proportionalValueRight = (YValue - YRightAxis.Min) / YRightAxis.Range.Span;
        double newMinLeft = YValue - YLeftAxis.Range.Span * proportionalValueRight;
        double newMaxLeft = newMinLeft + YLeftAxis.Range.Span;

        YLeftAxis.Min = newMinLeft;
        YLeftAxis.Max = newMaxLeft;
    }
}

实现原理

1. 比例计算：首先计算指定值在右Y轴当前范围内的相对位置比例
2. 左轴调整：根据这个比例调整左轴的范围，确保指定值在左轴上的相对位置与右轴相同
3. 保持范围：在调整过程中保持左轴的量程(范围大小)不变，只改变其最小最大值

使用方法

var rule = new SameValueRightLeftAxesY(
    leftAxis: plot.Plot.Axes.Left,
    rightAxis: plot.Plot.Axes.Right,
    ySameValue: 0);

plot.Plot.Axes.Rules.Clear();
plot.Plot.Axes.Rules.Add(rule);

应用场景

这种技术特别适用于以下场景：

1. 金融数据对比：如将股价(左轴)与成交量(右轴)对比时，确保零线对齐
2. 科学实验数据：当需要对比两个不同单位的测量数据但希望保持基准线一致时
3. 工程应用：在显示不同传感器的数据时保持参考线对齐

注意事项

1. 该规则会动态调整左轴的范围，因此左轴的范围可能会在用户交互时发生变化
2. 如果右轴的范围不包含指定的对齐值，计算结果可能会出现异常
3. 对于需要保持多个对齐点的情况，需要扩展当前的实现逻辑

总结

通过自定义IAxisRule实现，我们可以灵活地控制ScottPlot中坐标轴的行为，满足各种特殊的可视化需求。本文介绍的左右Y轴对齐技术不仅适用于零点对齐，稍作修改即可支持任意数值位置的对齐需求，为数据可视化提供了更大的灵活性。