MATFOR® jest zestawem bibliotek Fortran 90/95 oraz C/C++, które pomogą wzbogacić tworzoną aplikację o dynamiczne wizualizacje, skrócą kod źródłowy i przyspieszą tworzenie aplikacji. Pozwolą wyposażyć program w interaktywne animacje z możliwością zapisu plików video z przebiegu symulacji procesu.

Biblioteka MATFOR
Struktura
Podstawowe cechy
Kluczowe właściwości
Zmiany w wersji 4.0


Biblioteka MATFOR

Nowoczesne tendencje w wizualizacji obliczeń naukowych.
Dynamiczna wizualizacja procesu symulacji czy animowana prezentacja wyników obliczeń może teraz być zrealizowana za pomocą kilku linii kodu źródłowego programu pisanego w języku Fortran 90/95 czy C++. Coraz szersze grono naukowców wzbogaca w ten sposób tworzone aplikacje, co umożliwia im już nie tylko przedstawiać wyniki prac w formie statycznych wykresów, ale jako dynamiczne prezentacje w formie animowanych filmów.

MATFOR to biblioteka specjalistyczna zaprojektowana do prowadzenia obliczeń naukowych. Daje ona początek nowej generacji bibliotek graficznych, które w pełni wykorzystują struktury języka Fortran 90/95 oraz C++ w zakresie operowania na tablicach. Jest to zestaw procedur graficznych wysokiego poziomu stworzonych specjalnie do zredukowania czasu tworzenia aplikacji z zakresu wizualizacji danych. Dodając kilka linii kodu źródłowego w języku Fortran czy C++ można w prosty sposób zrealizować wizualizacje wyników obliczeń w formie statycznych wykresów 2D lub 3D lub stworzyć interaktywną prezentację w formie filmu. Atrybuty wykresów i prezentacji filmowych mogą być interaktywnie modyfikowane na etapie wykonywania aplikacji.



MATFOR® jest zestawem bibliotek Fortran 90/95 oraz C/C++, które pomogą wzbogacić każdą aplikację o dynamiczne wizualizacje, skrócą kod źródłowy i przyspieszą proces tworzenia aplikacji. Uruchomienie programu jest wspomagane przez MATFOR Graphics Viewer. Można zatrzymać animację, obejrzeć aktualnie wyświetlane dane z pomocą MATFOR Data Viewer oraz wyświetlić jakiekolwiek z danych. Numeryczne procedury MATFOR są stworzone w taki sposób, aby ich użycie było intuicyjne i łatwe. Z użyciem numerycznych procedur, można analizować wiele układów technicznych, zwłaszcza takich, które mogą być opisywane liniowymi układami algebraicznymi.



Struktura

MATFOR jest oparty na biliotekach wizualizacji VTK (Visual Tool Kit) i OpenGL oraz numerycznych bibliotekach Intel MKL (Math Kernel Library).




Podstawowe cechy

• Zaawansowane wizualizacje 3D
  Biblioteki graficzne MATFOR zawierają procedury tworzenia wysokiej jakości wykresów, zarówno typu 2D jak i 3D. Poprzez dodanie kilku linii kodu wywołującego procedury graficzne MATFOR dane mogą być poddane wizualizacji w trybie trójwymiarowym.
  
  
• Animacje w czasie rzeczywistym
  MATFOR zawiera obiekty do monitorowania przebiegu analizy danych w czasie rzeczywistym. Zastosowany mechanizm monitorowania pozwala zredukować czas oraz wykorzystanie zasobów systemu na post-processing oraz debugging.
  
  
• Manipulacja danymi w czasie rzeczywistym
  MATFOR zezwala na dokonywanie operacji na danych wyświetlanych w czasie wykonywania programu, dane mogą być sprawdzane z wysoką precyzją i modyfikowane w czasie wykonywania programu.
  
  
• Prezentacja interaktywnych filmów
  MATFOR pozwala wykonywać prezentacje w postaci interaktywnych filmów przez zapisywanie danych o przebiegu procesu symulacji w zdefiniowanym przez MATFOR formacie danych. Pełna prezentacja obiektów 3D w postaci filmu pozwala na zmianę położenia punktu obserwacji obiektu trójwymiarowego oraz na ingerencje w przebieg tego procesu za pomocą wbudowanych elementów modyfikacji wyglądu prezentacji.
  
  
• Wykorzystanie składni pakietu Matlab
  Poza prostymi i bardzo użytecznymi funkcjami wizualizacji MATFOR pozwala naukowcom i inżynierom stosować kod zgodny ze składnią programu Matlab. Użytkownik ma możliwość zaimplementowania funkcji programu Matlab, dzięki czemu w środowisku MATFOR uzyskuje dostęp do procedur niedostępnych w programie Matlab.
  
  
• Eksport w formie niezależnych od środowiska plików wykonywalnych MATFOR posiada umiejętność konwersji plików wizualizacyjnych w samodzielne, niezależne od środowiska MATFOR pliki wykonywalne. Dzięki temu konwersja, udostępnianie oraz prezentowanie danych staje się dużo łatwiejsze.
  
  
• Elastyczność
  MATFOR wykorzystuje składnię GOOP (Graphics Object Oriented Programming) do uproszczenia graficznej manipulacji obiektami i integracji kodu, co daje to swobodę we wprowadzaniu modyfikacji.

Kluczowe właściwości

• mfArray
  Pakiet mfArray scala cały zestaw narzędzi MATFOR w wysokowydajne środowisko programowania na bazie języka C++ oraz Fortran, upraszczając składnię komend oraz wykorzystanie techniki programowania obiektowego.
  
  
• Biblioteki numeryczne
  Bazujące na Intel Math Kernel Library numeryczne biblioteki MATFOR zawierają ponad 200 łatwych w użyciu funkcji stworzonych aby pomóc użytkownikowi w rozwiązywaniu problemów obliczeniowych.
  
  
• Biblioteki graficzne
  Biblioteki graficzne w pakiecie MATFOR są zestawem wysokiej jakości procedur wizualizacyjnych służących do wizualizacji danych w formie wykresów 2D i 3D oraz animacji.
  
  
• mfPlayer
  Moduł mfPlayer jest wyjątkowym narzędziem wizualizującym, dzięki któremu wcześniej zapisane dane numeryczne są odczytywane i wyświetlane w postaci interaktywnej animacji. Pozwala przechwytywać obrazy w trakcie obliczeń i tworzyć z nich prezentacje w formie animacji. Jeżeli dane symulacji zapisane zostały w zdefiniowanym przez MATFOR pliku typu MFA, to moduł mfPlayer może być użyty do prezentacji zapisanych animacji z możliwością wprowadzania dodatkowych korekt i modyfikacji w czasie w czasie trwania animacji. Specjalna procedura msViewPause pozwala zatrzymać proces realizowanych obliczeń na czas wykonywania prezentacji graficznych.

Aby zapisać symulowane wyniki w pliku MFA, wystarczy użyć procedur msRecordStart() oraz msRecordEnd() przed i po kodzie animacyjnym do zapisania animacji:

call msRecordStart('nazwa.mfa')
// kod animacji
call msRecordEnd

• Przeglądarka danych
  Urządzenie do oglądania danych MATFOR, zorganizowane w formie arkusza kalkulacyjnego, jest narzędziem pozwalającym jednocześnie na zarządzanie, filtrowanie i analizę podglądanych danych.

• Przeglądarka grafiki
  Urządzenie do oglądania grafiki w MATFOR pozwala w pełnym zakresie graficznie edytować procedury z pomocą menu i paska narzędzi.

• Obsługa wielojęzycznych opisów
  Obsługa wielu języków pozwala na modyfikację i wyświetlenie specjalnych zestawów znaków narodowych.

• Symbole specjalne
  Dostępne są symbole liter alfabetu greckiego oraz specjalne symbole matematyczne w formie tablicy znaków MATFOR.

• Funkcje pełnoekranowe
  Funkcje pełnoekranowe pozwalają użytkownikowi na podgląd i/lub prezentację danych na pełnym ekranie. Aby przejść do trybu pełnoekranowego wystarczy wcisnąć przycisk "Full Screen" na pasku menu lub przez wywołanie funkcji mfFullScreen("on") wewnątrz programu. Aby wyjść z trybu pełnoekranowego wystarczy nacisnąć przycisk Esc.

Ważniejsze zmiany w wersji 4.0

MATFOR GUI

Moduł MATFOR GUI pozwala tworzyć bardziej przyjazny interfejs użytkownika, który można dostosować do własnych potrzeb. Dzięki temu tworzenie aplikacji staje się jeszcze łatwiejsze. Możliwe jest umieszczanie składników pakietu MATFOR do wspólnego graficznego otoczenia takiego jak: Win32, BCB, MFC oraz QT. Przy pomocy systemu GUI Builder można dostosować interfejs oraz zapamiętać go jako plik bazowy MFUI w formacie XML. MATFOR GUI System integruje pliki MFUI z bibliotekami MATFOR tworząc gotowe aplikacje. Aplikacje te mogą być wykonywane przy pomocy kompilatorów C++ (Intel C++, Visual C++) oraz kompilatorów Fortranu na platformach Windows jak i Linux. To jedna z nowości, która odróżnia MATFOR od innych aplikacji.



Szybka Transformata Fouriera

• Obliczanie jedno/dwuwymiarowej zwykłej/odwrotnej dyskretnej transformaty Fouriera
• Przesunięcie zerowej częstotliwości składników dyskretnej transformaty Fouriera do środka macierzy

Obiekty Kartograficzne:

• Możliwość rzutowania kartograficznego
• Wykresy 2D i 3D geoidy
• Wykresy 2d i 3D linii brzegowej

Więcej obsługiwanych formatów plików

MATFOR obsługuje formaty takie jak: ASCII, CSV. Stwarza to ułatwienie przy zmianie danych lub ponownym użyciu istniejących danych. Poza tym importuje i eksportuje dane typu Tecplot, które mogą być wykorzystane w przyszłości. Ponadto MATFOR obsługuje formaty graficzne obiektów 3D takie jak: 3DS, OBJ oraz STL.