Gnuplot + bash + AVIDemux का उपयोग करते हुए एनिमेटेड ग्राफिक्स

विज्ञान सम्मेलन में किसी भी प्रस्तुति का लगभग अभिन्न हिस्सा ग्राफिक्स है। किसी समय में न केवल कुछ निर्भरता का ग्राफ देखना दिलचस्प है, बल्कि यह भी देखना है कि समय के साथ यह निर्भरता कैसे बदलती है। यह बहुत से, कई रेखांकन और उनसे वीडियो एकत्र करके बहुत स्पष्ट रूप से दिखाया जा सकता है। विकल्पों में से एक के बारे में यह कैसे करना है, और मेरी पोस्ट होगी।

सुंदर ग्राफिक्स कई कार्यक्रमों में किया जा सकता है: मालिकाना ग्राफर और उत्पत्ति, मुफ्त gnuplot, QtiPlot, Veusz और अन्य। अधिकांश लोकप्रिय रेखांकन कार्यक्रमों में एक इंटरैक्टिव ग्राफिकल इंटरफ़ेस होता है जो आपको वास्तव में आपके मस्तिष्क को तनाव रहित किए बिना प्रकाशन-गुणवत्ता वाले ग्राफ़ बनाने की अनुमति देता है। हालांकि, अब हमारे पास एक और काम है - हमें एक ही प्रकार के ग्राफिक्स के साथ बहुत सी तस्वीरों पर मुहर लगाना होगा। प्रत्येक चार्ट को मैन्युअल रूप से संपादित करना एक धन्यवाद रहित कार्य है, इसलिए हम ग्लैमरस उत्पत्ति का उपयोग नहीं करेंगे, बल्कि नॉन्सस्क्रिप्ट ग्नूप्लोट का उपयोग करेंगे। इसकी ताकत एक पूर्वनिर्धारित परिदृश्य के अनुसार चार्ट बनाने की क्षमता है (यानी gnuplot की अपनी लिपि भाषा है)। अगला, मैं दिखाऊंगा कि किसी भी आवश्यक मात्रा में ग्राफिक्स को जल्दी से खींचने के लिए सरल लिपियों का उपयोग कैसे करें।

Gnuplot स्थापना

विंडोज उपयोगकर्ताओं के लिए। हम प्रोजेक्ट वेबसाइट पर जाते हैं । वहां, "डाउनलोड करें" पर क्लिक करें और डाउनलोड के लिए उपयुक्त विकल्प चुनें। फिर, हमेशा की तरह स्थापित करें।
Linuxoids के लिए। अपने पसंदीदा पैकेज मैनेजर का उपयोग करके पैकेज स्थापित करें। उबंटू ल्यूसिड के उपयोगकर्ताओं के लिए मैं इस पीपीए की सिफारिश करता हूं - इसका एक नया संस्करण है जिसमें अतिरिक्त उपहार हैं।

उदाहरण 1. बदलते समय

आइए एक एनीमेशन बनाते हैं कि कैसे एक गिलास राज्य में संक्रमण के दौरान एक तरल परिवर्तन की जोड़ी सहसंबंध समारोह होता है । प्रारंभिक डेटा समय में विभिन्न बिंदुओं पर युग्म सहसंबंध समारोह के मूल्यों के साथ एक फ़ाइल है। यह कुछ इस तरह दिखता है:

0 100 1 0.0284366 0 2 0.0853097 0 ... 99 5.60201 1.0403 100 5.65888 1.01337 1000 100 1 0.0284366 0 2 0.0853097 0 ... 

पहली पंक्ति समय का बिंदु है और अंकों की संख्या एन। फिर प्रारूप में एन लाइनें हैं

  _X _Y 

फिर 2 लाइन ब्रेक और फिर से वही। ब्लॉक के बीच लाइन ब्रेक महत्वपूर्ण हैं - gnuplot व्यवहार करता है कई लाइन टूट द्वारा अलग ब्लॉक अलग के रूप में। इस प्रकार, आप एक ग्राफ का निर्माण कर सकते हैं जो केवल एक ब्लॉक से मेल खाता है।

अब gnuplot चलाएं - हम प्रोग्राम के कमांड इंटरफ़ेस पर जाते हैं। हम भर्ती करते हैं

 plot "rdf.txt" using 2:3 with lines 

इसका क्या मतलब है? प्लॉट - चार्ट बनाने के लिए कमांड; "Rdf.txt" - उस फ़ाइल का पथ जिससे हम डेटा पढ़ना चाहते हैं; 2: 3 का उपयोग करने का अर्थ है "स्तंभ 2 को X मान के रूप में, स्तंभ 3 को Y मान के रूप में उपयोग करें"; लाइनों के साथ - ग्राफ़ पर केवल डेटा बिंदुओं को जोड़ने वाली रेखाओं को प्रदर्शित करने का अनुरोध करें।

इस आदेश का परिणाम निम्नलिखित जैसा कुछ होगा:

जैसा कि आप देख सकते हैं, फ़ाइल में शामिल सभी रेखांकन खींचे गए हैं। केवल अंकों के एक हिस्से के साथ एक ग्राफ खींचने के लिए, हम इंडेक्स कीवर्ड का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, हम डेटा की केवल पहली 100 लाइनों का उपयोग करके एक ग्राफ बनाते हैं:

 plot "rdf.txt" index 0 using 2:3 linewidth 5 with lines 

यहां लाइनविद 5 का कहना है कि लाइन सामान्य से अधिक मोटी होगी। परिणाम:

हम मानते हैं कि इस प्रकार का शेड्यूल हमें सूट करता है। अब आपको इनपुट फ़ाइल में सभी रिकॉर्ड के माध्यम से चलाने की जरूरत है, उन सभी के लिए ग्राफ़ बनाएं और उन्हें चित्रों में निर्यात करें। मैंने यह कुछ बैश स्क्रिप्ट के साथ किया। वास्तव में, आप बिल्ट-इन gnuplot टूल के साथ प्राप्त कर सकते हैं (जो बेहतर है, क्योंकि यह यूनिक्स के लिए बाध्य नहीं है)। हम स्क्रिप्ट्स को animator.gp और animate.gp बनाते हैं। Animator.gp में, चार्ट और टर्मिनल कॉन्फ़िगर करें:

 #!/usr/bin/gnuplot set xrange [2:5.66] #   X set yrange [0:4.5] #   Y set palette model RGB defined (0 "green", 0.5 "blue", 1 "dark-violet") unset colorbox set terminal png font "Droid, 14" size 750,750 set key off set size square iterations=100 #   iterator=0 offset=0.0 load "animate.gp" 

चेतन में। हम करते हैं, वास्तव में, चित्रों की पीढ़ी।

 iterator=iterator+1 offset=iterator/(iterations+1.0) #1.0 ,      float if (offset <= 1.0)\ set output "figures/".iterator.".png";\ plot "./rdf.txt" index iterator using 2:3 smooth csplines linewidth 5 linecolor palette frac offset;\ reread 

मैं चाहता था कि ग्राफ धीरे-धीरे रंग बदले, इसलिए मैंने हरे से बैंगनी तक कुछ पैलेट सेट किया। रंगसेटबॉक्स को सेट न करें और कुंजी बंद सेट करें - पैलेट और लीजेंड के आउटपुट को चार्ट में अक्षम करें।

इन लिपियों में मुख्य आदेश हैं:

 set terminal png font "Droid, 14" size 750,750 set output "figures/".iterator.".png" 

पहले में 750x750 के आकार और Droid फ़ॉन्ट के साथ png करने के लिए ग्राफ़ को निर्यात करना शामिल है, जब प्लॉट कमांड दिया जाता है, तो दूसरा फ़ाइल नाम सेट करता है। दूसरे कमांड में, हमने इस तथ्य का लाभ उठाया कि gnuplot स्ट्रिंग्स के साथ पूर्णांक (लेकिन फ्लोट नहीं!) को "अशुद्ध" कर सकता है।

अगर दूसरी स्क्रिप्ट में कमांड निम्नलिखित कमांड्स को निष्पादित करता है, जब शर्त पूरी हो जाती है (ध्यान दें कि अगर-एक बॉडी में सभी कमांड एक ही लाइन पर होने चाहिए और अर्धविराम द्वारा अलग हो जाएं)। रीरेड कमांड शुरू से ही पूरी स्क्रिप्ट पढ़ती है, यानी यह एक तरह का चक्र है।
स्क्रिप्टों को या तो केवल अपने बाद के लॉन्च (यूनिक्स में) के साथ या कमांड के द्वारा animator.gp फ़ाइल को निष्पादित करने के अधिकारों को जोड़कर निष्पादित किया जाता है

 load "animator.gp" 

gnuplot कमांड लाइन (कोई भी OS) पर।
लिपियों को चलाने पर, मुझे आंकड़े के फ़ोल्डर में कई चित्र मिले: 1.png, 2.png, आदि। उनसे एनीमेशन एकत्र करना पहले से ही संभव है। मैं इस के साथ किया था मुफ्त AVIDemux वीडियो संपादक।

एनिमेशन एकत्र करना आसान है। हम संपादक को खोलते हैं, "ओपन" पर क्लिक करते हैं, अनुक्रम में पहली तस्वीर चुनें (मेरे मामले में यह "1.png" था) - किया, एनीमेशन लोड किया गया है। आप Play पर क्लिक करके देख सकते हैं कि सब कुछ ठीक है। फिर हम एनीमेशन को उस प्रारूप में सहेजते हैं जिसकी हमें ज़रूरत है। यहाँ मेरा परिणाम है:

उदाहरण 2. रेखाचित्र में ओवरलेइंग

एक अधिक कठिन कार्य समान करना है, लेकिन पृष्ठभूमि सफेद नहीं होनी चाहिए, लेकिन एक तस्वीर होना चाहिए, और यह अभी भी एनिमेटेड होना चाहिए। मुझे ऐसी आवश्यकता थी जब आणविक गतिशीलता (एमडी) के परिणामों के अनुसार दो-चरण प्रणाली में केशिका उतार-चढ़ाव की कल्पना करना आवश्यक था। सिद्धांत रूप में, सुपरपोज़ करना संभव है, उदाहरण के लिए, मानचित्र पर चक्रवातों की सीमाएँ, नोजल के वीडियो में किसी प्रकार के वेग क्षेत्र की कल्पना करते हैं, लेकिन आप कभी नहीं जानते कि क्या और क्या है। तो, चलिए शुरू करते हैं।

आपको gnuplot संस्करण की आवश्यकता 4.4 से कम नहीं होगी (उबंटू उपयोगकर्ताओं के पास 10.04 से बाद के संस्करणों के लिए भंडार है। 10.04 के लिए, निर्दिष्ट PPA से डाउनलोड करें)। तथ्य यह है कि इस संस्करण में, gnuplot चार्ट पर अल्फा चैनल के साथ png फाइलें लोड कर सकता है। मेरे पास लगभग एक हज़ार फाइलें एमडी सेल के स्नैपशॉट के साथ पीएनजी फॉर्मेट में हैं और उतनी ही संख्या में इंटरफ़ेस के निर्देशांक हैं। animator.gp लगभग एक ही रहता है:

 #!/usr/bin/gnuplot set xrange [0:242.4] set yrange [0:242.4] set xtics 0 242.4 # ,      #       set ytics 0 242.4 set terminal png font "Droid, 14" size 750,750 set key off set size square iterations=100 #   iterator=0 load "animate.gp" 

Animate.gp में, png फ़ाइल से छवि का लोडिंग जोड़ें:

 iterator=iterator+1 if (iterator <= iterations)\ plot "pic_".iterator.".png" binary filetype=png dx=0.327567568 dy=0.327567568 format='%uchar' using 1:2:3:(160) with rgbalpha;\ #    replot "../surf_z/surface.".iterator.".cfg" using 2:3 smooth csplines linewidth 5;\ #replot       #smooth csplines -    ,   set output iterator.".png";\ replot;\ reread 

Png को प्रपत्र की एक कमांड द्वारा लोड किया जाता है

 plot "pic.png" binary filetype=png dx=0.327567568 dy=0.327567568 format='%uchar' using 1:2:3:(160) with rgbalpha 

Rgbalpha विकल्प के साथ ग्राफ को चार "अक्ष" (चैनल R, G, B, अल्फा, विषम रूप से पर्याप्त) होना आवश्यक है। मेरे पास पृष्ठभूमि चित्रों में एक अल्फा चैनल नहीं था, और मैंने इसका मूल्य (160) निर्धारित किया है। वैज्ञानिक पोकिंग की विधि द्वारा पारदर्शिता के मूल्य का चयन किया गया था, ताकि अतिव्यापी ग्राफ दिखाई दे और पृष्ठभूमि भी फीका न हो।

यह पिछली बार की तरह ही शुरू होता है, वीडियो को उसी एवीडेमक्स द्वारा वीडियो में उत्पन्न और एकत्र किया जाता है। यहाँ परिणाम है:


बेशक, आप रेखांकन में कुल्हाड़ियों, किंवदंतियों आदि के सुंदर हस्ताक्षर जोड़ सकते हैं। ऐसा करने के लिए, आपको स्क्रिप्ट में कई कमांड जोड़ने की आवश्यकता है। रुचि रखने वालों के लिए, मैं निम्नलिखित स्रोतों की सलाह देता हूं:

1. आधिकारिक gnuplot गाइड
2. "ग्नुप्लोट इन एक्शन" पुस्तक - यह ग्नूप्लोट में उपलब्ध सभी प्रकार की चाल का वर्णन करती है।
3. डेबियन के नोट्स ब्लॉग - gnuplot और अधिक के बारे में।

नोट: उत्पत्ति, QtiPlot और, संभवतः, अन्य ग्राफिक संपादकों की अपनी स्क्रिप्टिंग भाषाएं भी हैं। लेकिन लेखक, ग्नूप्लोट के प्रति अपनी मजबूत प्रतिबद्धता के कारण, उन्हें सीखने की जहमत नहीं उठाते और जो जानते हैं उसके बारे में लिखते हैं।
UPD: gnuplot का उपयोग करते हुए, बैश नहीं। टिप के लिए zeliboba का धन्यवाद।