Оцифровка графиков в Spotlight

Архив с файлом примера и скриптом draw.zip (74 Кб)

Современные средства проектирования, методы и способы инженерного анализа позволяют провести моделирование поведения конструкций от разных способов нагружения или воздействия. Однако, зачастую, результаты работы даже опытного пользователя-расчётчика и результаты, полученные за время многолетнего использования накопленного опыта, в виде экспериментальной кривой, никак не совпадают. Проблема интеграции «ручной» технологии и современных средств автоматизации состоит в том, что многие исходные данные, полученные в ходе лабораторных измерений и экспериментов, существуют в виде бумажной копии «кривой» на миллиметровке, или ксерокопия в каком-то отчёте.

Рассмотрим поэтапно весь процесс от получения и обработки растрового изображения (файл Draw.cws) до создания скрипта (файл Lenik.js), векторизации кривой и экспорта значений во внешний файл. В качестве примера рассмотри отсканированное изображение графиков аэродинамического расчета воздушного винта.

Обработка растра

В первую очередь изображение с графиком необходимо отсканировать и сохранить без потери качества. В зависимости от типа носителя, размера изображения необходимо подобрать оптимальное разрешение, желательно не ниже 300DPI и не выше 600DPI. Режим сканирования выбирается исходя из цветовой гаммы и наличия фона на изображении. В некоторых случаях при сканировании в монохромном режиме не получается добиться четкости и однородности кривой линии графика. В этом случае лучше отсканировать в градациях серого или в индексированном режиме (палитра), а затем программным способом в Spotlight выделить нужные объекты на монохромный слой. Это можно сделать при помощи команды Бинаризация или Адаптивная бинаризация (при наличии неоднородного градиентного фона). Программа Spotlight позволяет векторизовать объекты на любом цветовом типе растра, но проще и более корректно производить векторизацию на монохромном изображении.

Прежде чем приступать к векторизации, необходимо убедиться, что на изображении нет деформаций. В зависимости от степени деформации можно применить один из трех инструментов:

• Устранение перекоса – компенсирует угол перекоса, эффективен для устранения искажений при сканировании на планшетном сканере.
• Корректировка по четырем точкам - устраняет нелинейные деформации на растре. Необходимо задать известные точные габариты прямоугольной рамки и указать соответствующие четыре точки на растровом изображении. Данный метод эффективен, когда на изображении есть габаритный прямоугольник с заранее известными размерами.
• Калибровка – инструмент позволяющий компенсировать сложные нелинейные искажения. Данные для команды могут быть заданы по произвольному набору точек или по опорной сетке.

Теперь, когда мы устранили все дефекты необходимо правильно позиционировать изображение в пространстве модели.

Векторизация полилинии графика

Наиболее оптимальный вариант для векторизации графика – трассировка полилинии (полуавтоматический режим). Для получения наилучшего результата векторизации необходимо корректно настроить диалог «Параметры конверсии»: установить максимальную точность для получений наибольшего количества сегментов в полилинии и задать максимальную толщину линии.

В процессе трассировки пользователь контролирует процесс, задает при необходимости направление трассировки, вносит корректировки. Результатом трассировки является векторная полилиния, точно повторяющая контуры растровой линии графика. Векторную полилинию можно отредактировать либо в ручном режиме с помощью команд на панели “Редактирование полилиний” при включенном соответствующем режиме, либо в автоматическом режиме, используя команду “Автоматическая коррекция полилиний”.

Написание скрипта

В профессиональной версии Spotlight многие необходимые пользователям возможности и инструменты могут быть реализованы при помощи открытой архитектуры программы. Открытая архитектура базируется на технологии ActiveX, которая позволяет разрабатывать собственные приложения. Эти приложения могут создаваться при помощи внешнего или встроенного редактора кода, поддерживающего языки JScript и VBScript. Для создания пользовательских диалогов и команд используются WYSIWYG-редактор html-форм и Мастер ActiveX.

В поставку с программным обеспечением входит документация разработчика «WiseImage X Open Architecture Reference». Руководствуясь этим документом, пользователь может написать скрипт и создать кнопку на панели инструментов для его запуска. В данном примере достаточно простой код, описывающий создание текстового файла *.txt, выбор полилинии в модельном пространстве и автоматический экспорт координат вершин в созданный текстовый файл.

Полученные данные могут быть в дальнейшем обработаны в специализированных расчетных программах, например, загружены в MS Excel для более детального изучения полученной функции или Mathcad, для интерполяции и построения семейства кривых.

Применительно к фундаментальным наукам, таким как физика, авиация и космонавтика, или судостроение, где современные экспериментальные данные существуют «в цифре», остаётся проблема обработки и накопления «древних» экспериментальных данных, которые могут использоваться как исходные или промежуточные данные (характеристики) для проведения расчётов или моделирования.
Как относиться к оцифрованным данным? Наше предположение, что иллюстрации в отчётах, книгах или монографиях достоверны и не имеют внесённых погрешностей. Насколько приведённые графики достоверно описывают физическое явление или событие, не является предметом обсуждения. Оценка достоверности опубликованной графической информации остаётся за пользователем.