ПО

Выходит новая версия пакета для математической обработки трехмерных изображений

Американская фирма Golden Software (шт. Колорадо) объявила о выпуске новой версии 6.0 своего самого популярного пакета SURFER осенью этого года.

Фирма Golden Software с начала 80-х годов занимается разработкой программных пакетов научной графики, являя собой пример устойчивого положения небольшой компании, ведущей разработку и реализацию программных продуктов в своей "экологической нише" мирового компьютерного рынка.

Первой разработкой фирмы был программный продукт под названием Golden Graphics System, который позднее получил название SURFER, сохранившееся за ним до нынешних времен. Он предназначен для математической обработки и визуализации в виде карт изолиний и трехмерных изображений наборов данных, описываемых двухмерной функцией типа z = f(y,x). (По некоторым сведениям, его автором был американский аспирант, занимавшийся динамикой подземных вод.) Затем в середине 80-х годов был выпущен пакет GRAPHER для обработки и вывода графиков наборов данных и функций типа у = f(x).

Многооконный интерфейс пакета SURFER

Оба этих пакета довольно быстро стали весьма популярными в сфере научных исследований и образования. Особым успехом пользовался пакет SURFER, который привлекал внимание специалистов не только своим достаточно развитым математическим аппаратом, но и удобной диалоговой средой и удачной структурой, объединяющей несколько автономных обрабатывающих модулей.

В 1990 г. фирма объявила о прекращении развития версий пакетов для DOS и о начале разработок для Windows. В 1991 г. был выпущен новый пакет MapViewer, предназначенный для визуализации графической и числовой информации в виде разнообразных карт, а затем версии для Windows уже известных пакетов GRAPHER (1993 г.) и SURFER (1994 г.). Однако, несмотря на прекращение развития версий под DOS, фирма Golden Software и сегодня продолжает их распространение и техническую поддержку. Таким образом, сейчас Golden Sotfware распространяет пять программных продуктов: SURFER для DOS ($499) и Windows ($499), GRAPHER для DOS ($199) и Windows ($199) и MapViewer для Windows ($249).

Безусловным лидером среди продуктов Golden Software продолжает оставаться популярный пакет SURFER, который уже давно стал своеобразной визитной карточкой фирмы. Ссылки на него есть почти во всех научных изданиях или программных продуктах, связанных с численным моделированием и обработкой экспериментальных данных. Объем продаж SURFER для DOS за 10 лет составил более 30 тыс. копий, что весьма значительно для такого специализированного продукта. Однако успех новой версии для Windows (она получила номер 5.0) еще более впечатляющий  -  в 1994 году, всего за полгода с момента его выпуска, было продано более 7 тыс. копий.

SURFER ВЕРСИИ 5.0

Общее впечатление от пакета  -  работать стало гораздо удобнее и проще. В значительной степени за счет уже ставшего привычным Windows-интерфейса с его традиционными атрибутами: раскрывающиеся меню, панели инструментов, диалоговые окна, кнопки, управляющие линейки и пр. При этом, используя принцип диалога Windows "укажи и щелкни", можно выполнять различные операции, не проходя через лабиринт меню.

Подключение справочной системы Windows обеспечивает вывод контекстно-зависимой справки для любой позиции меню или диалогового окна, а использование многооконного интерфейса позволяет выбрать наиболее удобный режим работы.

С помощью стандартных манипуляций мышью можно легко изменять размер и положение изображения, масштабировать его для более детального рассмотрения, пролистывать видеостраницу, просматривая большие изображения, не помещающиеся на экране, добавлять текстовые пояснения, легенду и дополнительные графические изображения, в том числе импортированные из других приложений.

Вывод цветных графиков и карт возможен на любой монитор или внешнее устройство, поддерживаемое Windows. В отличие от версии под DOS при работе с текстовой информацией можно пользоваться всем набором символов. При этом SURFER 5.0 поддерживает полную информационную совместимость с форматами файлов, используемых в версии для DOS.

Приятное впечатление производит и довольно компактный объем пакета по сравнению с современными Windows-программами (дистрибутив  -  3 дискеты по 1,44 Мб) и его относительно скромные требования к техническим средствам (минимум  -  процессор 286 с 2 Мб ОЗУ; рекомендуется -386 с 4 Мб ОЗУ).

ВЕРСИЯ 5.0 -ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Однако главным достоинством пакета является то, что в нем довольно существенно расширены его функциональные возможности обработки и визуализации двухмерных наборов данных, которые можно условно представить в виде трех основных блоков: построение цифровой модели поверхности, вспомогательные операции с цифровыми моделями поверхности и визуализация поверхности.

Математической "изюминкой" пакета стали его алгоритмы интерполяции двухмерных функций при переходе от нерегулярной сетки к регулярной (построение цифровой модели поверхности по значениям функции в отдельных произвольных точках). SURFER 5.0 предлагает теперь семь различных алгоритмов интерполяции. (В версии для DOS были реализованы только три.) При этом пользователю обеспечена возможность более полного управления методами интерполяции.

Ввод данных выполняется из файлов форматов [.DAT] (Golden Software Data), [.SLK] (Microsoft SYLK), [.BNA] (Atlas Boundary) или простого текстового ASCII-файла, а также из электронных таблиц Excel [.XLS] и Lotus [.WKI, .WKS]. Исходная информация может также вводиться или редактироваться с помощью встроенной электронной таблицы пакета, при этом возможны дополнительные операции с данными, например сортировка, а также преобразование чисел с помощью задаваемых пользователем уравнений.

Представление одной и той же поверхности в виде “этажерки”:

карта изолиний и трехмерное изображение

Цифровая поверхность графически может быть представлена в двух вариантах: в виде карты изолиний или трехмерного изображения поверхности. В основе работы с изображениями используются следующие технологические средства: наложение нескольких прозрачных и непрозрачных графических слоев, импорт готовых изображений, использование специальных инструментов рисования, а также нанесение текстовой информации и формул.

В качестве основных элементов изображения SURFER 5.0 использует следующие типы карт.

1. Карта изолиний (Countour Map). В дополнение к традиционным средствам управления режимами вывода изолиний, осей, рамок, разметки, легенды и пр. здесь реализована возможность создания карты с помощью заливки ее зон цветом или различными узорами.

2. Трехмерное изображение поверхности (3D Surface Map). Для него используются различные типы проекции, при этом изображение можно поворачивать и наклонять, используя простой графический интерфейс.

3. Карта исходных данных (Post Map). Эта карта используется для изображения точечных данных в виде специальных символов и текстовых подписей к ним. Построение карты можно выполнять на основе нескольких файлов.

4. Карта основы (Base Map). Это может быть практически любое плоское изображение, полученное с помощью импорта файлов различных графических форматов: AutoCAD [.DXF], DOS SURFER [.BLN, .PLT], Atlas Boundary [.BNA], Golden Software MapViewer [.GSB], Windows Metafile [.WMF], USGS Digital Line Graph [.LGO], Bitmap Graphics [.TIF], [.BMP], [.PCX], [.GIF], [JPG], [.DCX], [.TGA] и некоторых других.

С помощью разнообразных вариантов наложения этих основных видов карт, их различного размещения на одной странице можно получить самые различные варианты представления сложных объектов и процессов. Все типы карт пользователь может отредактировать с помощью встроенных инструментов рисования самого SURFER.

ЧТО НОВОГО В SURFER ВЕРСИИ 6.0?

Летом этого года в информационных бюллетенях фирмы появилась первая информация о предстоящем выпуске нынешней осенью новой версии пакета SURFER 6.0. Пока сложно говорить о реальных достоинствах этого пакета, но, судя по предварительным данным, в него включено немало интересных новшеств.

1. Он реализован в виде 32-разрядной версии для работы в среде Windows NT или Windows 95, но имеет также и 16-разрядную версию для Windows 3.1.

2. В качестве фоновой основы при построении плоских изображений можно создавать и использовать еще два новых типа карт: Shaded Relief Map (затененная карта рельефа) и Image Map (карта изображения). Особенно интересны карты Shaded Relief Map, которые позволяют получать изображения типа высококачественных фотографий. При этом можно управлять всеми параметрами, необходимыми для создания наиболее выразительных изображений, включая местоположение источника света, относительный градиент наклона, тип затенения и цвет.

3. Расширен состав вспомогательных операций при обработке цифровой поверхности, с помощью которых теперь можно дополнительно вычислять наклон, кривизну и линию горизонта обзора поверхности, а также первую и вторую производную для рядов Фурье и спектрального анализа. Включены дополнительные средства преобразования наборов сеточных данных и выборки различных их подмножеств. Тройной уровень вложенности позволяет получать более 500 комбинаций вариограмм.

4. Созданные ранее изображения на основе различных типов карт (Contour Map, Shaded Relief Map, Post Map, Image Map) можно использовать в качестве шаблона путем замены на новый GRD-файл в уже существующих картах. Теперь можно, объединив сначала в одно изображение несколько слоев различных карт, разделить их потом на исходные элементы и переделать на основе новых данных.

5. Для сохранения изображения карт доступны практически все растровые форматы (PCX, GIF, TIF, BMP, TGA, JPG и многие другие). А в качестве исходной цифровой модели поверхности теперь можно использовать файлы формата Digital Elevation Model (DEM).

К Андрею Колесову можно обратиться по электронной почте: akolesov@glas.apc.org.

АНДРЕЙ КОЛЕСОВ