ema

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概述

EMA（Exponential Moving Average，指数移动平均）是一种常用的数据平滑算法，它通过对最近的数据点赋予更高的权重，来减少数据的波动性，从而更清晰地观察数据的趋势变化。

在 G2 的实现中，EMA 的计算方式如下：

ema公式示意图

其中：

P_t：当前时刻的原始数据值；
EMA_t-1：上一个时刻的 EMA 值；
α：平滑因子，范围在 (0, 1) 之间。

⚠️ 注意：G2 中 EMA 的实现与传统定义中的 α 权重位置相反，因此：

α 越接近 1，平滑效果越明显；

α 越接近 0，EMA 越接近原始数据。

使用场景

时间序列中数据存在剧烈波动，希望突出趋势时；
金融数据如股票价格的技术分析；
模型训练过程中的指标平滑与动态跟踪。

配置项

属性	描述	类型	默认值	是否必选
field	需要平滑的字段名	`string`	`'y'`	✓
alpha	平滑因子，控制平滑程度（越大越平滑）	`number`	`0.6`
as	生成的新字段名，若不指定将覆盖原字段	`string`	同 `field`

若需保留原字段，建议设置 as 属性以输出到新字段。该默认值由组件内部定义，非来源于主题。 ⚠️ 注意：field 字段必须为数值型，否则将导致计算错误。

示例

以下示例展示如何在 G2 中对数据字段 close 应用 EMA 平滑变换。

import { Chart } from '@antv/g2';

const chart = new Chart({
  container: 'container',
});

chart.options({
  type: 'view',
  children: [
    {
      type: 'line',
      data: {
        type: 'fetch',
        value:
          'https://gw.alipayobjects.com/os/bmw-prod/551d80c6-a6be-4f3c-a82a-abd739e12977.csv',
        transform: [
          {
            type: 'ema',
            field: 'close',
            alpha: 0.8,
            as: 'emaClose',
          },
        ],
      },
      encode: {
        x: 'date',
        y: 'emaClose',
      },
    },
    {
      type: 'line',
      style: {
        opacity: 0.3,
      },
      data: {
        type: 'fetch',
        value:
          'https://gw.alipayobjects.com/os/bmw-prod/551d80c6-a6be-4f3c-a82a-abd739e12977.csv',
      },
      encode: {
        x: 'date',
        y: 'close',
      },
    },
  ],
});

chart.render();

示例一：突出趋势变化（时间序列）

import { Chart } from '@antv/g2';

const chart = new Chart({
  container: 'container',
});

const data = [
  { t: 0, y: 100 },
  { t: 1, y: 180 },
  { t: 2, y: 120 },
  { t: 3, y: 200 },
  { t: 4, y: 150 },
  { t: 5, y: 250 },
];

chart.options({
  type: 'view',
  children: [
    {
      type: 'line',
      data: {
        type: 'inline',
        value: data,
        transform: [
          {
            type: 'ema',
            field: 'y',
            alpha: 0.6,
            as: 'emaY',
          },
        ],
      },
      encode: { x: 't', y: 'emaY' },
      style: { stroke: '#f90' },
    },
    {
      type: 'line',
      data: {
        type: 'inline',
        value: data,
      },
      encode: { x: 't', y: 'y' },
      style: { stroke: '#ccc', lineDash: [4, 2] },
    },
  ],
});
chart.render();

示例二：金融行情走势平滑

import { Chart } from '@antv/g2';

const chart = new Chart({
  container: 'container',
});

const data = Array.from({ length: 30 }, (_, i) => ({
  date: `2024-01-${String(i + 1).padStart(2, '0')}`,
  close:
    100 + Math.sin(i / 3) * 20 + (i % 5 === 0 ? 20 : 0) + Math.random() * 10,
}));

chart.options({
  type: 'view',
  children: [
    {
      type: 'line',
      data: {
        type: 'inline',
        value: data,
        transform: [
          {
            type: 'ema',
            field: 'close',
            alpha: 0.7,
            as: 'emaClose',
          },
        ],
      },
      encode: {
        x: 'date',
        y: 'emaClose',
      },
      style: {
        stroke: '#007aff',
        lineWidth: 2,
      },
    },
    {
      type: 'line',
      data: {
        type: 'inline',
        value: data,
      },
      encode: {
        x: 'date',
        y: 'close',
      },
      style: {
        stroke: '#bbb',
        lineDash: [4, 2],
      },
    },
  ],
});

chart.render();

示例三：训练过程指标平滑

import { Chart } from '@antv/g2';

const chart = new Chart({
  container: 'container',
});
const data = Array.from({ length: 50 }, (_, i) => ({
  epoch: i,
  loss: Math.sin(i / 5) * 20 + 60 + Math.random() * 5,
}));

chart.options({
  type: 'view',
  children: [
    {
      type: 'line',
      data: {
        type: 'inline',
        value: data,
        transform: [
          {
            type: 'ema',
            field: 'loss',
            alpha: 0.4,
            as: 'emaLoss',
          },
        ],
      },
      encode: {
        x: 'epoch',
        y: 'emaLoss',
      },
      style: { stroke: '#52c41a' },
    },
    {
      type: 'line',
      data: {
        type: 'inline',
        value: data,
      },
      encode: {
        x: 'epoch',
        y: 'loss',
      },
      style: { stroke: '#ddd', lineDash: [4, 2] },
    },
  ],
});
chart.render();

尝试一下

import { Chart } from '@antv/g2';

const chart = new Chart({
  container: 'container',
  autoFit: true,
  height: 300,
});

const data = [
  { x: 0, y: 30 },
  { x: 1, y: 80 },
  { x: 2, y: 45 },
  { x: 3, y: 90 },
  { x: 4, y: 20 },
  { x: 5, y: 60 },
  { x: 6, y: 30 },
  { x: 7, y: 85 },
  { x: 8, y: 40 },
  { x: 9, y: 70 },
];

chart.options({
  type: 'view',
  children: [
    {
      type: 'line',
      data: {
        type: 'inline',
        value: data,
        transform: [
          {
            type: 'ema',
            field: 'y',
            alpha: 0.6,
            as: 'emaY',
          },
        ],
      },
      encode: {
        x: 'x',
        y: 'emaY',
      },
      style: {
        stroke: '#f90',
        lineWidth: 2,
      },
    },
    {
      type: 'line',
      data: {
        type: 'inline',
        value: data,
      },
      encode: {
        x: 'x',
        y: 'y',
      },
      style: {
        stroke: '#ccc',
        lineDash: [4, 2],
      },
    },
  ],
});

chart.render();