 |
Programování v IDL - zpracování a
vizualizace dat
Stručné texty ke kursu NEVF135
L. Přech, F. Němec 1/1 KZ |
IDL je Interactive Data Language (viz. firemní stránky
EXELIS Visual Information Solutions http://www.exelisvis.com/ProductsServices/IDL.aspx
)
Kurs probíhá v zimním semestru 2014/2015 v počítačové učebně Troja (PUC) v uterý 1720-1900.
Pro práci v učebně a dolní laboratoři je k
dispozici zhruba 12 plovoucích licencí IDL ve verzi 6.4 a 8.3.
Další instalace existují na Katedře
fyziky povrchů a plazmatu. Od verze 6.1 je součástí IDL volně šiřitelný runtime
IDL Virtual Machine,
který umožňuje spouštět přeložené aplikace i na strojích bez licence.
Prezentace IDL - Interactive Data
Language je velmi kvalitní software pro analýzu dat,
vizualizaci a vývoj cross-platform aplikací (Windows, Unix, Mac,
VMS, …). V integrovaném vývojovém prostředí IDL zahrnuje nástroje
pro všechny typy projektů: od "quick-look",
interaktivní analýzy a zobrazení až po velké komerční
programové projekty.
Kurz je vhodný pro studenty všech fyzikálních oborů, zejména
astronomie, geofyziky, kosmické fyziky, fyziky povrchů a ionizovaných prostředí, počítačového modelování
či meteorologie (v těchto disciplinách je IDL častým
profesionálním nástrojem). IDL se může stát Vaším nástrojem
pro fyzikální praktikum, bakalářskou, diplomovou i disertační práci.
Předpokládají se elementární znalosti z programování v
libovolném programovacím jazyce. Základní znalosti použití
numerických metod jsou výhodou.
Zápočet bude udělen za vypracování vlastního programu pro
zpracování a zobrazení dat (dle zájmu studenta) nebo zpracování přehledové webové stránky na vybrané téma z IDL.
Osnova kurzu:
- Práce ve vývojovém prostředí IDL.
- Deklarace proměnných, základní programové konstrukce,
deklarace funkcí a procedur.
- Datové formáty.
- Práce se soubory.
- Grafická výstupní zařízení,
okna.
- 2D a 3D grafika, práce s barvou, fonty, tisk.
- Matematické algoritmy v IDL - přehled
algoritmů, např. interpolace dat, fitování křivek a
ploch, filtrace, možnosti analýzy signálu a zpracování
obrazu, statistika ad.
- Další možnosti IDL - animace, zobrazení objemu, užití
map a zeměpisných projekcí atd.
- Vytváření aplikací s grafickým uživatelským
rozhraním.
- Přenositelnost na jiné platformy, integrace s dalšími
programovacími jazyky aj. (viz příklad použití v Úhrny slunečního záření).
Další literatura o IDL v anglickém jazyce:
- Manuály IDL 5.3 tištěné - k prezenčnímu studiu u
mne.
- Manuály IDL 5.3 až 8.1 ve formátu PDF nebo Windows CHM -
po dohodě možnost zapůjčení CD/DVD.
- David W. Fanning, IDL Programming Techniques,
2nd ed., 2000 - viz http://www.dfanning.com.
- k prezenčnímu studiu též u mne.
Odkazy na IDL na WWW:
Doplňkové knihovny IDL rutin:
Zde se postupně objeví jednoduché příklady řešení typických problémků, které studentům dělávají potíže. Netvrdím,
že stejná věc nepůjde udělat ještě jinými způsoby, případně efektivněji. Můžete posílat tipy, co by tu mělo být.
Tématická cvičeníčka.
- Zpracování experimentálních vybíjecích křivek
prachových nabitých částic (ZS 2000/2001, autor: Jiří Pavlů )
- Rekonstrukce topografie měsíčního povrchu z fotografií
(ZS 2000/2001, autor: Martin Švec )
- Zpracování série snímků úplného zatmění Slunce
(ZS 2000/2001, autor: Michal Švanda )
- Využití IDL pro zobrazení výsledků numerických výpočtů
(ZS 2000/2001, autor: Richard Wunsch )
- Ověřování modelů polohy magnetopausy
(ZS 2000/2001, autor: Štefan Dušík )
- Testování stripových polovodičových detektorů
(ZS 2000/2001, autor: Pavel Řezníček )
- Analýza fluktuací metodou DFA (Detrended fluctuation analysis)
(ZS 2001/2002, autor: Martin Ondráček )
- Úhrny slunečního záření (spolupráce IDL
s externími knihovnami DLL pomocí funkce call_external
a použití ActiveX komponenty IDLDrawWidget)
(ZS 2003/2004, autor: Jan Kratochvíl )
- Zpracování vlnových dat z kosmu v IDL (fitování Gaussovou funkcí, mediány a kvantily)
(ZS 2003/2004, autor: František Němec )
- Modelování iontového složení magnetosféry Saturnu
(ZS 2004/2005, autor: Miroslav Šulc )
- Konverze astronomických datových formátů FITS / program Spefo
(ZS 2005/2006, autor: Ondřej Pejcha )
- Aplikace Stoermerova problému na pohyb nabitých zrn v magnetickém poli planety Saturn
(ZS 2005/2006, autorka: Jaroslava Schovancová )
- Charakteristiky hornej hranice konvektívnej oblačnosti pomocou družice MSG1
- stratosférická vlhkosť (zpracování družicových dat ve formátu XPIF)
(ZS 2005/2006, autorka: Alžbeta Demeterová )
- Zpracování fotografií mikrobiologických kultivačních misek
(ZS 2006/2007, autor: Jan Klusoň )
- Zpracování dat STM v IDL
(ZS 2007/2008, autor: Petr Zimmermann )
- CDF formát pro ukládání vědeckých dat
- Ukládání času v IDL
- Časová osa v grafech IDL
- Datové typy, přesnost výpočtů
- ROI - "regions of interest" a jejich použití v IDL
- IDL a přístup ke COM portu
- Dynamická www stránka s voláním IDL v CGI skriptu
- Analýza kmitočtového spektra časové řady
- Přenositelnost programů v IDL mezi Windows a Linux platformami
- Minimalizace funkce více proměnných v IDL
- Prokládání křivek a ploch v IDL
- Úvod do objektové grafiky v IDL
- IDL a dynamické knihovny pod Windows
- IDL a dynamické knihovny pod Linux
- Programování více-procesových úloh pod IDL
- Nové vývojové prostředí Eclipse pro IDL
Zásluhou Jana Bilaka jsou také k dispozici tyto stránky přepracované do formátu PDF (stav z 13.12.2004) -
- IDL_A5.pdf ... dokument pro tisk na papír A5. (36 stran A5)
- IDL_booklet.pdf ... dokument pro tisk na A4 a následné přeložení do bookletu (sešitu). (9 papírů A4 oboustranně)
L.Přech,
poslední úpravy 7.1.2015