Дипломная работа: Визуализация инженерных и научных расчетов
· векторный граф
· отображение данных
· камера
· маркер
· разное
Работа с fav-подпрограммами станет возможной после выполнения ссылки:
Use avviewer
в которой модуль AVVIEWER содержит интерфейсы и константы подпрограмм.
Поскольку fav – подпрограмм очень много (более 100), приведем описание только тех из них, которые используются в программе.
Подпрограмма | Что выполняет |
Запуск AV | |
favStartViewer | Запускает экземпляр AV |
favEndViewer | Завершает работу экземпляра AV |
Доступ к данным | |
favSetArray | Загружает в AV заданный массив |
Фильтрация данных | |
favUpdate | Вызывается, когда нужно обновить изображение, созданное AV, чтобы отобразить изменения, произошедшие с момента последнего обновления данных или начальной загрузки. |
Оси координат | |
favSetDimScale | Ассоциирует ось координат с массивом, содержащим разметку оси. |
favSetUseAxisLabel | Включает/отключает вывод заданных пользователем имен осей координат |
favSetAxisLabel | Задает имя указанной оси координат. |
Виды изображений | |
favSetGraphType | Задает видовой режим |
Разное | |
favSetArrayName | Задает текст, выводимый на заголовочной полосе AV |
favShowWindow | Отображает/скрывает окно AV |
1.4 Разработка программы визуализации
Задачей ставилось создание ПО, позволяющего просматривать результаты расчетов в графическом виде, использую при этом библиотеки AV и язык CompaqVisualFortran (CVF).
Интерфейс с рассчитывающей программой был выбран файловый, т.е. входными данными для программы console являются два файла. Один – читающийся первым с начальными установками для массива, осей координат. Второй – непосредственно результаты. Тип файлов – не компрессированные, текстовые. Последнее выбрано исходя из соображений совместимости не только с Fortran-программами, но и с C/C++ и даже Pascal-программами.
Требования к выводу информации.
Для вывода были поставлены следующие задачи:
· для двумерных массивов – вывод в 3D виде с возможностью анимации
· для двумерных массивов – вывод в виде растровой карты (контрастной заливки)
· вывод одномерных случаев (сечений массива) с возможностью анимации.
Выбор пользовательского интерфейса.
Из соображений простоты программы, ее размеров, а также легкости модификации был выбран консольный интерфейс. Благодаря этому программа имеет небольшой листинг, простую структуру и легка для понимания. Для добавления новых возможностей, новых команд нет необходимости изменять файлы ресурсов (как было бы в случае WIN32 приложения), и несколько различных подпрограмм. Достаточно лишь внести в условия проверки команд новую команду и написать подпрограмму ее обработки. В дополнение к этому следует заметить, что также повышена переносимость программы на различные платформы, т.е. достаточно перекомпилировать код (может быть с небольшими изменениями) на соответствующем компиляторе для нужной платформы (естественно для этой платформы должна быть версия AV).
Структура программы.
Программу можно логически разбить на 6 блоков, выполняющих каждый свои функции (в листинге (Приложение 1) они помечены комментариями):
1. Block_1: описание переменных и массивов. Все массивы имеют атрибут allocatable, для совместимости с DEC-атрибутом ARRAY_VISUALIZER. Рабочие массивы следующие: TDMas – трехмерный массив, в который заносятся все результаты расчетов. VMas – двумерный массив, отображаемый в 3D-виде и в растровой заливке. PXMas и PYMas – одномерные массивы, соответствующие сечениям по координатам. XAxis и YAxis – одномерные массивы, содержащие разбивку шкал.
2. Block_2: считывание служебной информации, результатов расчетов, формирование массивов шкал. Этот блок начинается с оператора callHelp(), вызывающего соответствующую подпрограмму, показывающую команды программы. Потом задаются значения по умолчанию для имен и масштабов шкал. Далее организовывается ввод имен файлов – сначала файла со служебной информацией, потом файла с данными. Имена должны быть не больше 70 символов (включая пути). Далее идет считывание файла со служебной информацией, потом размещение массивов в памяти, после чего задаются массивы шкал и, наконец считываются отображаемые данные, которые распределяются между всеми массивами, участвующими в визуализации (начальное состояние: для PXMasi=1, для PYMasj=1, для всех массивов k=1)
3. Block_3: задание начальных установок AV с помощью подпрограмм API.
4. Block_4: блок обработки команд. Состоит из операторов if..then…endif . Если команда распознана, то передается управление соответствующей подпрограмме. При вводе команды newfile передается управление блоку 2, а при вводе команды exit передается управление блоку 5.
5. Block_5: завершение программы. Освобождение ресурсов, задействованных для связи с AV, освобождение памяти, выделенной под массивы и закрытие оболочки AV.
6. Block_6: блок описания подпрограмм. Все подпрограммы являются встроенными и содержатся в разделе contains. Все подпрограммы предназначены для обработки команд. Почти все из них (кроме Animat и Paus) не содержат локальных переменных, для упрощения взаимодействия, структуры, сокращения количества требуемых ресурсов.
Графически структуру программы можно изобразить как это сделано на рис 4 (оговоримся сразу – это не блок-схема программы, это только схематичное изображение структуры).
Как легко можно заметить, для модификации программы, добавления в нее новых команд и возможностей достаточно изменять только блоки 4 и 6, т. е. добавлять новые условия и подпрограммы. Так же желательно включать новые команды в подпрограмму Help. Это позволит пользователям в любой момент получить список команд программы.