Программы научной графики

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………….3

1 Научная графика…………………………………………………………4

2 Программы научной графики……………………………………………5

   2.1 QtiPlot…………………………………………………………………5

   2.2 Gnuplot………………………………………………………………...6

   2.3 Sigmaplot………………………………………………………………7

   2.4 Chemoffice…………………………………………………………….7

Заключение…………………………………………………………………8

Список использованных источников……………………………………..9

 

 

Введение

 

Компьютерная графика— область деятельности, в которой компьютеры используются в качестве инструмента как для создания изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира.

Первые вычислительные машины не имели отдельных средств для работы с графикой, однако уже использовались для получения и обработки изображений. Программируя память первых электронных машин, построенную на основе матрицы ламп, можно было получать узоры.

Основные области применения компьютерной графики:

• Научная графика
• Деловая графика
• Конструкторская графика
• Иллюстративная графика
• Художественная и рекламная графика
• Компьютерная анимация
• Мультимедиа

 

 

1 Научная графика

 

Научная графика. Научная  графика служила основой для  появления современной компьютерной графики. Первые компьютеры использовались лишь для решения научных и производственных задач. Чтобы лучше понять полученные результаты, пользователи дополнительно производили их графическую обработку, строили графики, диаграммы, чертежи конструкций. Первые графики на ЭВМ получали в режиме символьной печати. Затем появились специальные устройства – графопостроители (плоттеры) для вычерчивания чертежей и графиков на бумаге. В настоящее время научная компьютерная графика дает возможность параллельно отображать получаемые результаты экспериментов в графическом виде. Несомненно, что научная графика будет развиваться в этом же направлении, чтобы ученому, которому ведет эксперимент, сидя за ПК, придать эффект погружения в экспериментальный процесс. Это будет достигаться за счет многомерного отображения получаемых результатов, с помощью чего можно будет отслеживать изменение одновременно нескольких значений. Конечно же это потребует дополнительных вычислительных ресурсов от ПК.

Назначение научной графики - наглядное изображение объектов научных исследований, графическая  обработка результатов расчетов, проведение вычислительных экспериментов  с наглядным представлением их результатов.

 

 

2 Программы научной графики

 

2.1 QtiPlot

 

Домашняя страница: soft.proindependent.com/qtiplot.html

Лицензия: GNU GPL

QtiPlot появился в 2004 году как открытый клон коммерческого пакета научной графики Origin. Написан с использованием Qt 4, в Linux, Windows и Mac OS X.

 Пакет присутствует в репозитариях основных дистрибутивов, хотя версия обычно запаздывает. Самостоятельная сборка не тривиальна и пройти путь до конца могут не многие. Для Linux доступны исходные тексты, версия полнофункциональна. Бинарные сборки для Windows и Mac OS X являются ограниченными демоверсиями и требуют платной подписки. За плату предоставляется и техническая поддержка.

 Данные записываются  в таблицах: для наборов данных и для матриц. Записи легко поддаются редактированию. Процесс сложностей не вызывает. Для каждого столбца настраивается формат, количество десятичных знаков, ширину, комментарий. Установкой read only легко запретить изменения. Большая часть основных операций с колонами данных доступна из контекстного меню — сортировка данных, нормализация, расчет статистики по колонкам, заполнение столбцов данными по произвольным формулам. Данные заполняются как в ручную так и импортируются из текстовых файлов.

Для матриц имеется также  набор функций, включающий заполнение значениями по формуле, транспонирование, инвертирование, расчет детерминанта, «повороты» данных на 90 и 180 градусов. Возможен показ вместо номеров строк их кординаты по осям.

 Чтобы построить график, выделяем колонки и выбираем тип графика. Всего QtiPlot поддерживает около 20 типов двумерных и 4 типа трехмерных графиков плюс различные варианты. Редактировать график также легко как и создавать.

 

2.2 Gnuplot

 

Домашняя страница: http://www.gnuplot.info/

Назначение: научные графики

Gnuplot — ветеран (разрабатывается уже с 1986 года) среди программ предназначенных для построения графиков. Графического интерфейса не имеет, кроме вывода собственно графика, все действия производятся в командной строке. Изначально разрабатывалась для визуализации математических функций и данных, с этой задачей Gnuplot справляется очень хорошо. Со временем появились функции выполнения многих неинтерактивных задач, например поддержка веб-скриптов. Gnuplot интегрирован в качестве графического инструмента во многие приложения (например, Octave). Поддерживает множество видов графиков — двух-, так и трехмерных, рисует используя линии, точки, боксы, контуры, векторные поля, поверхности и различный связанный текст. Результат сохраняется в различных форматах — на интерактивные графические терминалы, прямой вывод на плоттеры и современные принтеры, запись в различные форматы файлов (eps, fig, jpeg, LaTeX, metafont, pbm, pdf, png, postscript, svg, …). Легко расширяем для включения новых функций. В настоящее время реализованы графические фронтенды.

 

 

 

 

2.3 Sigmaplot

 

Мощная программа научной  графики, умеет рисовать двумерные и трёхмерные графики, диаграммы и т.п. практически любой сложности, с произвольным количеством осей различных типов, разрывами по осям и т.д. Выполняет линейную и нелинейную аппроксимации, математические преобразования. Имеет для этого встроенный язык.

 

2.4 Chemoffice

 

Пакет для химиков, рисует структурные формулы, трехмерные картинки молекул, оптимизирует геометрию, работает с химическими базами данных и т.п. Большинство сотрудников, насколько известно, используют его только для рисования.

 

Заключение

 

Все области применения - будь то инженерная и научная, бизнес и искусство - являются сферой применения компьютерной графики. Возрастающий потенциал ПК и их громадное  число - порядка 100 миллионов - обеспечивает соблазнительную базу для капиталовложений и роста. Неизвестно как долго продлиться тенденция удвоения капиталовложений, особенно под воздействием цен, однако  ожидается устойчивое 10% ежегодное повышение в последующие 5 лет. Сегодня особенно привлекательны для инвесторов компании, специализирующиеся на графических интересах пользователя, объектно-ориентированных программах, виртуальной реальности и программном обеспечении параллельных процессов.

 

 

Список использованных источников

 

1 Компьютерная графика// Википедия [электронный ресурс]. Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/ , свободный.

2 Современное состояние и тенденции развития компьютерной графики //Студенческий научный форум [электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.scienceforum.ru/2013/61/1713 , свободный.

3 Научные графики//Каталог Linux программ [электронный ресурс]. Режим доступа: http://linuxprogs.org.ua/?cat=100 , свободный.

4 Свободное ПО в ДВО РАН - ПО для науки//Дальневосточное отделение Российской Академии Наук [электронный ресурс]. Режим доступа: http://wiki.dvo.ru/wiki/Свободное_ПО_в_ДВО_РАН_-_ПО_для_науки , свободный.