Scientific Plots

Programmsammlung für Visualisierung von Daten oder Funktionen

surfplt

Ich habe mit Hilfe der Grafikbibliothek "OpenGL" eine Sammlung von drei Programmen zur Visualisierung von Daten und damit auch von Funktionen geschrieben.
Das Programm surfplt(1) visualisiert ein zweidimensionales Array aus reellen Zahlen als gekrümmte Oberfläche, wobei die Zahlen die Höhe der Oberflächenpunkte definieren. Das Programm xyzplt(1) zeichnet innerhalb eines dreidimensionalen Quaders Punkte oder Linien. Das Programm xyplt(1) zeichnet in der xy-Ebene ebenfalls Punkte oder Linien.
Die Programme werden für die Benutzung nicht in Form einer Bibiliothek als Unterprogramm aufgerufen, sondern als alleinstehende Programme ausgeführt. Die Übergabe der Daten erfolgt über ASCII-Dateien mit einem bestimmten Format. Wenn z.B. die Ergebnisse einer Berechnung visualisiert werden sollen, dann speichert das Berechnungsprogramm die Ergebnisse in dem Datenformat von dem Plotprogramm ab. Erst danach wird dann das Plotprogramm aufgerufen.
Die Datenformate in denen die ASCII-Dateien an die Plotprogramme übergeben werden, sind in den englischen Handbuchseiten beschrieben. Alle drei Programme werden ausschliesslich über die Kommandozeile gesteuert und haben keine grafische Benutzeroberfläche.

xyzplt

Verwendete Programmiersprache und Bibliotheken

Die Programme sind in den Programmiersprachen C und C++ formuliert und werden mit dem GNU-C- und C++-Compiler übersetzt. Sie benötigen die OpenGL Bibliothek ab Version 2.1, die GLU- und die GLUT-Bibliothek. Des Weiteren werden für die Darstellung von Text die Bibliotheken "freetype" und "ftgl" benötigt. Für die Erzeugung der Testdateien wird noch der GNU-Fortran Compiler benötigt.
Die Bibliotheken lassen sich bei den meisten Linux-Distributionen mit dem Standard-Paketmanager installieren. Ich habe die Programmsammlung unter Ubuntu 20.04 entwickelt, die Programme müssten aber auch auf allen anderen aktuellen Distributionen laufen.

Download und Installation unter Ubuntu 22.04

Zum Kompilieren des Programms benötigt man die GNU C, C++ und Fortran Compiler und GNU make, welche man mit dem folgendem Befehl installiert:

sudo apt install gcc g++ gfortran make

Des Weiteren benötigt man die oben schon genannten Bibiliotheken, die man mit dem folgenden Befehl installiert:

sudo apt install libglu1-mesa libglu1-mesa-dev
    freeglut3 freeglut3-dev libfreetype6 libfreetype6-dev libftgl2 libftgl-dev

Das Verzeichnis der Programmsammlung kann mit dem folgenden git-Befehl von github.com heruntergeladen werden:

xyplt

git clone -b master https://github.com/RalphTrenkler69/scientific-plots

Das Verzeichnis "scientific-plots" enthält danach den Source-Code. Mit folgenden Befehlen können sie das nach dem Download die Programme kompilieren und in /usr/local/bin installieren:

cd scientific-plots

    make

    sudo make install

Anpassung des verwendeten Fonts

Die verwendete Schrifttype (Font) kann im Makefile durch die Variable FONT angepasst werden. Dort muss der Dateipfad für die .ttf-Datei des Fonts stehen.

Nach der Installation

Sie können die Programme nach der Installation mit den folgenden Kommandos testen:


    surfplt surftst5.dat

    xyzplt xyztst4.dat

    xyplt xytst1.dat

Die Handbuchseiten zu diesen Programmen können Sie mit den folgenden Befehlen aufrufen:

man surfplt

    man xyzplt

    man xyplt

Handbuchseiten zu den Programmen

Hier folgen die Handbuchseiten in HTML-Form zu den Programmen in englischer Sprache.