Outils gratuits de visualisation et de post-traitement

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1 Outils gratuits de visualisation et de post-traitement IMFT / CoSiNus Hervé NEAU Alexei STOUKOV Annaïg PEDRONO Pierre ELYAKIME CUTIS : Club des Utilisateurs Toulousains d Informatique Scientifique 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 1/106

2 Plan de l exposé - Introduction - XmGrace (Post-traitement 1D) - Gnuplot (Post-traitement 1D/2D) - ParaView (Post-traitement 2D/3D) - Scilab (Programmation et visualisation) - Conclusion - Bonus 1 : Wink (création fichier flash) - Bonus 2 : D une série d images à une vidéo (mencoder) 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 2/106

3 Introduction Introduction Objectifs : - Développer l utilisation de logiciels gratuits de visualisation et de post-traitement - Aider à la prise en main de ces logiciels - Limiter l utilisation inutile et inadaptée de logiciels payants (Matlab, Excel pour tracé xy) Exemples de tarifs Education/Recherche de produits commerciaux : - EnSight : logiciel de référence pour le post-traitement en mécanique des fluides Location annuelle de 40 licences = 4311 TTC - Tecplot : logiciel de post-traitement puissant et complet Location annuelle licence site IMFT multi-plateforme = 5000 TTC - Matlab : langage de programmation pour le calcul numérique et la visualisation de données Location annuelle 75 Licences INPT = TTC 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 3/106

4 Introduction Exemples de produits du domaine public Logiciel de visualisation et de post-traitement 1D : - Grace/Xmgrace : tracé de courbes 1D, grand nombre de possibilités : définition de l'échelle, des libellés, des symboles, des types de ligne, lecture/écriture des paramètres en cours de session, régression polynomiale, splines, DFT/FFT, fonction d'auto-corrélation Logiciel de visualisation et de post-traitement 2D : - Gnuplot : utilitaire interactif de tracé par des commandes ; représentation de fonctions ou données 1D, 2D, de surface 2D ½ (z=f(x,y)) Logiciels de visualisation et de post-traitement 3D avec possibilité de scripts python : - ParaView - MayaVi -VisIt - Post-traitement avec programmation : - Scilab - Octave - JMATHLIB - FreeMat - Matplotlib - 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 4/106

5 Grace / XmGrace XmGrace Présentation : Grace Outil du domaine public pour la représentation graphique des données 1D - Plateforme : systèmes avec un serveur X Fonction : Post-traitement de données 1D - Définition de l'échelle, des libellés, des symboles, des types de ligne,... - Lecture/Ecriture des paramètres en cours de session - Régression polynomiale, splines, DFT/FFT, fonction d'auto/correlation - Impression en format PostScript, pdf, jpeg, png, HPGL et FrameMaker (format.mif) Installation à l IMFT / Documentation - A l IMFT, disponible sur toutes les machines Linux : /usr/bin/xmgrace User guide : /usr/share/doc/packages/xmgrace/doc/usersguide.html Tutorial : /usr/share/doc/packages/xmgrace/doc/tutorial.html Faq : /usr/share/doc/packages/xmgrace/doc/faq.html - Disponible sur la quasi-totalité des centres de calcul - Site web : - Supports de cours : Manuels détaillés : /02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 5/106

6 XmGrace Utilisation basique - Fichier de données à représenter : nedit exemple.data NB : Extension par défaut des données de Grace : *.dat Pour voir les autres, il faut modifier le filtre : *.dat => * - Lancement de xmgrace : xmgrace exemple.data visualisation automatique 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 6/106

7 XmGrace Structure de données - Fichier de données à représenter : less exemplexyztuvw.org - Data, Import, ASCII, Load as, NXY - G0.S0(2)(6) : Graphe 0, courbe 0 : col. 2=f(col. 1), type XY, 6 lignes - - G0.S6(2)(6) : Graphe 0, courbe 6 : col. 7 = f(col. 1), type XY, 6 lignes Possiblité de masquer certaines courbes, d en supprimer, d en éditer 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 7/106

8 XmGrace Barre de menu Zone de visualisation Coordonnées du curseur Raccourcis de visualisation Ligne d information 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 8/106

9 XmGrace Raccourcis clavier 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 9/106

10 XmGrace Modification de la mise en forme d un tracé (1/3) - Titre du tracé - Double clic sur le haut du dessin ou bien - Menu Plot, sous menu Graph Appareance Fenêtre Graph Appearance Les onglets Main, Title, Frame,... permettent de personnaliser la présentation : - titre : taille, police, couleur - position de la légende, - légende : taille, police, NB : Il est possible d utiliser des caractères grecs : - Cliquer dans la zone de texte du menu concerné - <ctrl-e> => fenêtre Font tool - Choisir la police Symbol - Entrer les caractères - Cliquer sur Apply 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 10/106

11 XmGrace Modification de la mise en forme d un tracé (2/3) - Modification et personnalisation des axes - Double clic au niveau des axes du tracé ou bien - Menu Plot, sous menu Axis properties Fenêtre Axes Les onglets Main, Axis label & bar, Tick labels, Ticks marks et Special permettent de définir et personnaliser : - titre des axes : taille, police, - repères, grille - intersection des axes - 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 11/106

12 XmGrace Modification de la mise en forme d un tracé (3/3) - Personnalisation de la courbe - Double clic au niveau de la courbe ou bien - Menu Plot, sous menu Set appearance Fenêtre Set appearance Les onglets permettent d adapter le style de la courbe, les symboles des points, les barres d erreur, - Personnalisation de la fenêtre de tracé - Menu Plot, sous menu Plot appearance Fenêtre Plot appearance NB : Pour ajouter des zones de texte, des lignes ou des flèches : Menu Windows, sous-menu Drawing Objects 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 12/106

13 XmGrace Exemple de mise en forme Valeur critique 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 13/106

14 XmGrace Sauvegarde des données et de la mise en forme (paramètres) (1/2) - Sauvegarde/Relecture des données et de la mise en forme - Sauvegarde : - Menu File, sous-menu Save ou Save as exemple.agr - Exemple de listing du fichier exemple.agr après sauvegarde - Relecture : - xmgrace, menu File, sous-menu Open ou bien - directement : xmgrace exemple.agr - Sauvegarde/Relecture des données seules - Sauvegarde : -MenuData, sous-menu Export ASCII - Relecture : - xmgrace, menu Data, sous-menu Import ASCII ou bien - directement : xmgrace exemple.data 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 14/106

15 XmGrace Sauvegarde des données et de la mise en forme (paramètres) (2/2) - Sauvegarde/Relecture paramètres seuls - Sauvegarde : - Menu Plot, sous-menu Save parameters exemple.par - Relecture : - xmgrace, menu Plot, sous-menu Load parameters - directement : xmgrace exemple.data p exemple.par ou bien Même mise en forme pour différents fichiers de données (étude paramétrique) Plusieurs présentations pour un ensemble de données - Modification des paramètres - Menu Window, sous-menu Commands : modification de la mise en forme grâce à des commandes entrées interactivement - Sauvegarde de ces paramètres (ajout à ceux existants) dans un fichier par les sous-menus Save ou Save parameters Même syntaxe dans les 2 cas (cf. documentation en ligne) 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 15/106

16 XmGrace Mise en forme avancée (multigraphes, couleur, date/heure, ) Multigraphes : Menu Edit, sous menu Arrange graphs Date et heure : Menu Plot appearance, enable Time stamp NB : taille de la page par défaut letter à remplacer par A4 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 16/106

17 XmGrace Courbes analytiques - Menu Edit, sous-menu Data sets Fenêtre Data set properties - Menu Edit, sous-menu Create new, By formula - Exemple : y=cos (x) pour x=[0,30] avec un échantillonnage de 400 points - Cliquer sur As (AutoScale) pour visualiser la courbe 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 17/106

18 XmGrace Transformations de données (1/2) - Menu Data, sous-menu Transformations large choix de fonctions - Exemple de combinaison de courbes : Courbe 0 : y=cos (x) Courbe 1 : y=2x Courbe 2 : 2*Courbe 0 + Courbe 1 - Créer les courbes analytiques 0 et 1 : G0.S0 et G0.S1 - Créer la courbe 2 combinaison des courbes 0 et 1 : - Menu Edit, sous-menu Data Sets - Sélectionner une des 2 courbes, menu Edit et Duplicate Courbe 2 créée : G0.S2 - Modifier la courbe 2 : - Menu Data, sous-menu Transformations et Evaluate expression - Sélectionner courbe 2 : G0.S2 comme Source et Destination -Dans formula, entrer la formule de la courbe 2 puis Apply : s2.y=2*s0.y+s1.y (s2.x=s1.x inutile car même x pour tous) Courbe 2 modifiée : G0.S2 : 2*Courbe 0 + Courbe 1 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 18/106

19 XmGrace Transformations de données (2/2) NB: - Modification manuelle des points : menu Edit, Data sets, Edit, Edit data, In text editor - Pour faire des opérations entre données, attention aux abscisses! 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 19/106

20 - Menu Data, sous-menu Feature extraction Extraction des «caractéristiques» des données 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 20/106

21 XmGrace Lecture spécifique de fichiers de données - Comment ne lire que certaines colonnes dans un fichier? - Menu Data, sous-menu Import ASCII Fenêtre Read sets - Sélectionner le fichier : ici exemplexyztuvw.org - Menu Bouton Load as, sélectionner Block data, puis cliquer sur OK Fenêtre Edit block data - Sélectionner le type de données : ici XY - Sélectionner la colonne contenant les données pour X : ici 1 (s il n y en a pas => Index) - Sélectionner la colonne contenant les données pour Y : ici 4 - Apply - En inversant les choix pour X et Y 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 21/106

22 XmGrace Détails de toutes les options : xmgrace help Principales options d appel de XmGrace -autoscale x y xy Override any parameter file settings -batch batch_file Execute batch_file on start up -dpipe descriptor Read data from descriptor on startup -fixed width height Set canvas size fixed to width*height -graphtype graph_type Set the type of the current graph -hardcopy No interactive session, just print and quit -legend load Turn the graph legend on -log x y xy Set the axis scaling of the current graph to logarithmic -noprint In batch mode, do not print -npipe file Read data from named pipe on startup -nxy nxy_file Assume data file is in X Y1 Y2 Y3... format -param parameter_file Load parameters from parameter_file to the current graph -pexec parameter_string Interpret string as a parameter setting -pipe Read data from stdin on startup -printfile file Save print output to file (hardcopy output) -results results_file Write results of some data manipulations to results_file -saveall save_file Save all graphs to save_file -timer delay Set allowed time slice for real time inputs to delay ms -timestamp Add timestamp to plot 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 22/106

23 XmGrace Pipe et Batch (1/3) - Post-traitement via un script de exemple.data avec sortie d un fichier jpeg cat exemple.data xmgrace -pipe -hdevice JPEG -hardcopy -printfile exemple.jpeg Création du fichier exemple.jpeg dans le répertoire de lancement de la commande Visualisation de l image (xv, gwenview, ) - Post-traitement avec mise en forme (exemple.par) via un script de exemple.data avec sortie d un fichier jpeg cat exemple.org xmgrace -pipe -hdevice JPEG -hardcopy -printfile exemple2.jpeg -param exemple.par Création du fichier exemple2.jpeg dans le répertoire de lancement de la commande Visualisation de l image (xv, gwenview, ) 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 23/106

24 XmGrace Pipe et Batch (2/3) - Visualisation automatisée de n fichiers de données : création d une vidéo via un script shell, lancer n fois la commande précédente (1 fois par fichier de données) n fichiers jpeg => création d une vidéo *.avi avec mencoder ou d un gif animé avec gimp (convert *.jpeg exemple.gif) - Exemple de script shell script_xmgrace pour créer une animation sur 5 fichiers de données : exemple*.dat 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 24/106

25 XmGrace Pipe et Batch (3/3) Listing d exécution du script script_xmgrace 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 25/106

26 XmGrace - Caractères spéciaux : Autres fonctionnalités «sympa» Lettres accentuées, caractères grecs, indices/puissances Tableau ci-contre => toutes les combinaisons possibles - Exemple : Pour le titre d un graphe (Graph Appearance) - Multigraphes : possibilité de regrouper n graphes sur une même feuille (ici n=20) 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 26/105

27 XmGrace Animations avec XmGrace Exemple d animation : A program (mush.exe) generates the dynamics of the billiard. The (x,y) components of the trajectory at each instant are in trajectory.dat and trajectory2.dat. The frame of the mushroom table is at the file frame.dat. The program that reads these files and plots them inside Xmgrace commands was written in C (mus_grace.c). mus.exe [points] [line] [frames] [file] points=[1 or 2] line=1 yes, 0 no frames=[1,10^5] file=trajectory A typical command to animate with the XmGrace :./mus.exe trajectory xmgrace -pipe -noask -autoscale none -fixed timestamp -nosafe -geometry 1200x1200 The condensed command :./anime_mus.exe trajectory To generate gif animator, uncomment the lines in the program "mus_grace.c" above and create the directory "fig/". Then use convert *.png animation.gif Do yourself: gcc -o mus.exe -lm mus_grace.c chmod 755 anime.exe./anime_mus.exe trajectory => animation on Xmgrace screen => png files in "fig/". Gif Animé 4Ko XmGrace 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 27/106

28 Gnuplot Gnuplot Présentation : Gnuplot 4.4 Patchlevel 2 - Produit du domaine public pour le tracé de fonctions et de données. Les données ont 2 dimensions spatiales au maximum (1D, 2D, 2D½) - Plates-formes disponibles : Linux, Unix, Windows, Mac - Possède son propre langage interprété - Utilisation en batch ou en interactif - The "GNU" in gnuplot is NOT related to the Free Software Foundation, the naming is just a coincidence Où trouver Gnuplot - A l IMFT, disponible sur toutes les machines Linux : gnuplot - User guide : /usr/share/doc/packages/gnuplot/doc/gnuplot.pdf - Site web : - Documentation : Documentation en français : /02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 28/106

29 Gnuplot - Utilisation : gnuplot set options plot { ranges } { <function> { "<datafile>"...} splot { ranges } { <function> {"<datafile>"...} quit Principe d utilisation - Exemples : gnuplot> plot sin(x) => tracé fonction sinus(x) gnuplot> splot f(x) => tracé surface f(x,y) -NB : - Pour sortir d un menu, taper "q" (comme sous vi) - Accéder au menu d aide : "help" - Sortir du menu d aide : "Return" - Quitter Gnuplot : "exit", "quit" ou "<Ctrl>-D" 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 29/106

30 Gnuplot Principe d utilisation - Accès à l aide générale : gnuplot> help - Accès à l aide sur un point précis : gnuplot> help sin 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 30/106

31 Gnuplot Utilisation basique - Exécution + tracé d une fonction Lancement de Gnuplot Commande de tracé de sin(x) Sortie de Gnuplot Visualisation de la fonction dans une fenêtre Gnuplot 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 31/106

32 Gnuplot Visualisation basique d un fichier de données - Exemple d un fichiers de données : évolution de la population mondiale de gnous et de pingouins de 1970 à 2000 : population.dat - Visualisation des points gnuplot> plot "population.dat" - Visualisation de la 1 ère courbe gnuplot> plot [*:*] [0:1800] "population.dat" title "pingouins" with linespoints Intervalles des X et Y Titre de la légende Relier les points par des segments - Visualisation des 2 courbes gnuplot> plot [*:*] [0:1800] "population.dat" title "pingouins" with linespoints gnuplot> replot "population.dat" using 1:3 title "gnous" with linespoints ou bien gnuplot> plot [*:*] [0:1800] "population.dat" title "pingouins" with linespoints, "population.dat" using 1:3 title "gnous" with linespoints 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 32/106

33 Gnuplot - Set, show et les paramètres : Mise en forme - set : ajustement d un très grand nombre d'options et de paramètres par défaut - help set : liste détaillée de ces options - Exemple : gnuplot> set xrange [1980:1995] gnuplot> set Yrange [0:1400] gnuplot> plot "population.dat" title "pingouins" with linespoints, "population.dat" using 1:3 title "gnous" with linespoints - nombreuses variantes pour les autres variables : y, x2, y2 (pour les axes secondaires), z (pour le tracé de surfaces), r (pour le mode polaire) et t, u, v (pour les courbes/surfaces paramétriques). - show : permet de connaître la valeur d'un paramètre défini avec set. Ces valeurs peuvent être numériques, des intervalles, des mots-clefs tirés d'un ensemble bien défini, ON ou OFF (options binaires) NB: - Utilisation de couples de mots-clefs : set commande, set nocommande - Exemple courbe de Lissajous : gnuplot> set parametric gnuplot> plot sin(2*t),sin(3*t) gnuplot> set noparametric - Passage en mode polaire (set polar, set nopolar) - Combinaison des modes polaire et paramétrique 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 33/106

34 Gnuplot Fonctions et paramètres - Création et réutilisation de fonctions : gnuplot> r(x,y)=sqrt(x**2+y**2) gnuplot> a=2 gnuplot> f(x,y)=a*sin(r(x,y))/r(x,y) gnuplot> splot f(x,y) Définition de la fonction r(x,y) Définition de paramètres (ici a=2) Définition de f(x,y) avec réutilisation de la fonction r(x,y) Tracé de la fonction surfacique graphe basique : surface représentée comme un réseau d iso-courbes x et y, régulièrement espacées, dont toutes les lignes sont visibles - Optimisation d un tracé gnuplot> set hidden3d gnuplot> set isosamples 30,30 gnuplot> replot Activation lignes cachées Nombre de lignes tracées dans chaque direction (ici 30*30) régulièrement espacées Actualisation du dernier tracé avec les nouveaux paramètres Modification de la précision du tracé une nouvelle fonction 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 34/106

35 Gnuplot Tracés avec intervalle et titre - Intervalle sur les abscisses : - Intervalle sur les abscisses et les ordonnées : ou bien - Titres : 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 35/106

36 Gnuplot Fonctions paramétriques ou polaires - Mode paramétrique + tracé de sin(t)/t =f(t) + titre légende : - - Tracé de t=f(sin(t)/t) : Création, sauvegarde et relecture d une fonction - Création, sauvegarde et lecture d une nouvelle fonction " fonction.dat 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 36/106

37 Gnuplot Fonctions 2D ½ (surfacique) - Tracés basiques : - Tracés avancés : 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 37/106

38 Gnuplot Tracés d iso-contours - Tracés d iso-contours avec surface : - Tracés d iso-contours sans surface 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 38/106

39 Gnuplot Lecture de données (1/3) - Format : - ASCII ou - binaire (cf. - Fichier en colonne - Ligne commençant par un # => commentaire - Tracé par défaut : plot 'plotxy.dat' - Colonne 2 = f(colonne 1) - Seuls les points sont tracés par défaut. Pour ajouter les segments de droite : plot 'plotxy.dat' with linespoints - using : modificateur le plus courant pour les fichiers de données - Syntaxe : plot 'fichier' using {<entree> {:<entree> {:<entree>...}}} {'format'} Exemple pour le fichier plotxy.dat - Si un format est spécifié, chaque enregistrement est lu par la fonction 'scanf' (du C), avec la chaîne de format spécifiée. Sinon, l'enregistrement est lu et scindé en colonnes selon les espaces et tabulations. - L'expression peut utiliser $1 pour accéder au premier nombre lu, $2 pour le deuxième, etc - 'scanf' accepte plusieurs spécifications numériques mais Gnuplot n'accepte en entrée que des réels en virgule flottante double précision, donc "lf" est le seul spécificateur permis. 'scanf' attend des blancs : espace, tabulation ("\t"), saut de ligne ("\n"), ou saut de page ("\f"), entre les nombres. Tout le reste doit explicitement être éliminé de la chaîne d'entrée! 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 39/106

40 Gnuplot Lecture de données (2/3) - Exemples : plot plotxy_virg.txt using 1:($2+$3) "%lf,%lf,%lf" with linespoints tracé de la somme des 2 ème et 3 ème colonnes du fichier plotxy_virg.txt en fonction de la première avec comme séparateur des "," plot plotxy_avance.txt using "%*lf%lf%*20[^\n]%lf" with linespoints données lues dans plotxy_avance.txt selon un format compliqué : %*lf : ignore un nombre %If : lit un nombre double précision (x puis y) %*20[^\n] : ignore 20 caractères non-saut-de-ligne plot population.dat' using 1:($3>10? $2 : 1/0) with boxes : filtrage avec l opérateur ternaire "?" tracé de la colonne 2 en fonction de la colonne 1 à condition que les données de la colonne 3 dépasse /02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 40/106

41 Gnuplot - Exemples : données temporelles : set xdata time set timefmt "%d/%y" set format x "%Y-%d" plot meteo.dat using 1:2 with steps Lecture de données (3/3) tracé des précipitations en fonction des mois de l année 2012 à partir du fichier meteo.dat NB: Gnuplot accepte des données temporelles. Aucun format ne peut être spécifié après using dans ce mode temporel. 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 41/106

42 Gnuplot Exemples de visualisation 2D ½ (surfacique) et d histogramme 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 42/106

43 Gnuplot Sauvegarde et lecture d un script - Sauvegarde d un script : - tous les paramètres de mise en forme - les fonctions - les tracés save cmd.gnuplot - Relecture d un script : load cmd.gnuplot 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 43/106

44 Gnuplot Commandes shell - Pour accéder aux commandes shell, il faut précéder la commande de «!» : Impression dans un fichier *.ps xv sin.ps 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 44/106

45 Gnuplot Lancement en interactif ou en batch Gnuplot peut être exécuté en mode script (batch) ou interactif (cf. help batch). Tout argument passé en ligne de commande est interprété comme nom de fichier contenant des commandes Gnuplot. Chaque fichier est chargé avec la commande load, dans l'ordre spécifié. Gnuplot termine après le traitement du dernier fichier. Les commandes exit et quit terminent toutes les deux le fichier de commande courant et passent au suivant, jusqu'à ce que tous aient été traités. - Exemples : - Session interactive : gnuplot - Session batch exécutant 2 fichiers de commande : gnuplot script1.gp script2.gp & Un script (script.gp) peut être lancé de deux manières : - soit en mode interactif, en tapant à l'invite après avoir lancé gnuplot : load "script.gp" - soit en mode "batch", en invoquant directement dans la fenêtre shell : gnuplot script.gp & Dans ce mode batch, Gnuplot exécute les commandes du fichier, puis termine directement. parfait pour sauver automatiquement des images la commande pause force Gnuplot à attendre une action de l'utilisateur permettant de visualiser le résultat. Listing de script.gp 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 45/106

46 Gnuplot Exemple d utilisation en batch (1/2) : Suivi journalier automatique de l utilisation des licences Matlab à l INPT (A. Stoukov) - Serveur de jetons de l INPT : création d un fichier x.dat date et nombre maximal de jetons utilisés simultanément Pour une date, 1 colonne = 1 produit MathWorks - Script en perl (create_plot_max.pl) : - interroge le serveur de jetons afin d'identifier les colonnes - crée le fichier script Gnuplot stats.plt - exécute "gnuplot stats.plt" -Un cron exécute create_plot_max.pl images en png NB: Le fichier stats.plt a été créé pour le deboggage mais ce n est pas indispensable car perl peut le créer dans la mémoire. Automatisation de l'affichage des stats d'utilisation sur le serveur intranet 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 46/106

47 Gnuplot Exemple d utilisation en batch (2/2) : Suivi journalier de l utilisation des licences matlab à l INPT (A. Stoukov) 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 47/106

48 Gnuplot Exemple de fitting : Tracé de speedup et d approximation de cette courbe par un polynome d ordre 2 (A. Stoukov) Script visu.plt interpréteur gnuplot définition f(x) initialisation a, b, c fit du speedup calculé (T 1_coeur /T n_coeurs ) à partir des données du fichier speedup par f(x) définition speedup linéaire f1(x)=x tracé du speedup calculé, de la fonction fit f(x) et du speedup linéaire f1(x) #!/usr/bin/gnuplot -persist # Exemple de trace de speedup et d'approximation de cette # courbe par le polynome d'ordre 2 # Copyleft A.S. - 11/2010 f(x)=a*x**2+b*x+c a=0.1 b=0.1 c=0.1 fit f(x) 'speedup' using 1:(119.32/$2) via a,b,c f1(x)=x plot 'speedup' using 1:(119.32/$2) w points title 'Speedup', f(x) w l title 'Fit', f1(x) w l title 'Linear speedup'./visu.plt Listing du fichier speedup Colonne 1 : nombre de cœurs Colonne 2 : Local CPU time /02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 48/106

49 Gnuplot Liste des fonctions mathématiques prédéfinies - abs(x) - acos(x) - acosh(x) - arg(x) - asin(x) - asinh(x) - atan(x) - atan2(y,x) - atanh(x) - EllipticK(k) - EllipticE(k) - EllipticPi(n,k) - besj0(x) - besj1(x) - besy0(x) - besy1(x) - ceil(x) - cos(x) - cosh(x) - erf(x) - erfc(x) - exp(x) - floor(x) - gamma(x) - ibeta(p,q,x) - inverf(x) - igamma(a,x) - imag(x) - invnorm(x) - int(x) - lambertw(x) - lgamma(x) - log(x) - log10(x) - norm(x) - rand(x) - real(x) - sgn(x) - sin(x) - sinh(x) - sqrt(x) - tan(x) - tanh(x) Opérateurs - ** : a**b exponentiation - * : a*b multiplication - / : a/b division - % : a%b modulo - + : a+b addition - - : a-b soustraction - == : a==b égalité -!= : a!=b inégalité - < : a<b less than - <= : a<=b less than or = to - > : a>b greater than - >= : a>=b greater than or = to - & : a&b ET - ^ : a^b OU exclusif - : a b OU inclusif - && : a&&b ET logique - : a b OU logique -?: : a?b:c opération ternaire - = : a = b assignment -, : (a,b) serial evaluation -. : A.B string concatenation 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 49/106

50 Gnuplot Fonctionnalités Gnuplot possède un grand nombre de fonctionnalités qui sont toutes documentées en ligne. La principale difficulté est de savoir que les fonctionnalités existent : - exécution de scripts Gnuplot : help load, help call - changement de terminal et impression de tracés : help set term, help set output - tracé d'histogrammes, de barres d'erreurs, de graphes financiers, : help style - ajustement de paramètres d'une fonction pour coller à un résultat expérimental (Levenberg-Marquardt) : help fit -... NB : D une version à l autre les fonctionnalités de Gnuplot peuvent évoluer de façon significative 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 50/106

51 ParaView Paraview Présentation : ParaView outil gratuit de visualisation et post-traitement 2D et 3D - traitement et la visualisation de grands volumes de données en parallèle - disponible sur machines monoprocesseur (Windows, Linux, Mac) comme sur supercalculateurs à mémoire distribuée ou clusters (Linux, Unix) - gestion de nombreux formats d entrée - gestion des maillages structurés et non structurés - version parallèle (MPI) et mode client / serveur Spécificités : - application «open source» multi plate-forme - traitement distribué de très grosses données - interface ouverte, flexible et intuitive - standards «libres» pour développer une architecture extensible. traitement et rendu des données : Visualization Toolkit (VTK, C++). interface utilisateur : Tcl/Tk and C++ - création de nouveaux modules :. lecture de données dans des formats spécifiques : «reader»). post-traitement personnalisés (iso-volumes, plan de coupe, ) : «filtres» - création de macros - lancement en batch 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 51/106

52 Paraview ParaView Où trouver ParaView - site web officiel de ParaView : Mode d emploi : - User s Guide en ligne - Paraview Guide payant depuis la version 1.7 (25$) - Tutoriaux disponibles sur leur site (Wiki) web ainsi que faq - Des «mailing list» très actives - 2 livres «The ParaView Guide» consultables à CoSiNus + 2 livres «VTK User s Guide» Téléchargement : - soit directement des exécutables pour Windows 32/64, Linux 32/64, Mac OSX - soit les fichiers source à compiler (! compilation longue et délicate ) Sites web : Intranet CoSiNus / IMFT Données 2D : Paraview + Blender Luxrender Mode Client/ serveur parallèle : - ParaView et Python : ftp://ftp.cscs.ch/out/jfavre/epf-l/paraviewpython.pdf - Rendu avancé : - Présentations (installation, python, //, visu à distance) : 08/02/2013 Outils gratuits de visualisation (H. NEAU CoSiNus / IMFT) 52/106