使用Maple生成
有吸引力的可视化效果
概要
通过可视化传达技术概念是一种艺术形式。传统的艺术家可能会使用木炭和纸,而科学家和工程师则使用软件来创建绘图、图表、图形等。这似乎是显而易见的,但如果您正在可视化受数学影响的概念,则需要同时进行数学和可视化的软件。Maple将数学,编码和视觉艺术工具编织在一起,并帮助您轻松塑造引人入胜的可视化效果。这最终将迫使你的用户去探索、倾听并对你的数据产生好奇。
使用便捷
Maple提供了多种可视化工具,用于二维和三维绘图、动画和参数化绘图,包括用于科学和工程应用的专业绘图。交互式绘图生成器提供了一个易于使用的界面,用于创建和自定义绘图。可以使用变量范围、颜色和刻度间距等选项快速创建图形,并且可以使用上下文敏感菜单对图形进行操作和自定义。可以添加文本、数学和图形注释来进一步说明解决方案。
Maple提供了一个带有内联图的交互式工作表界面。输入plot命令并按Enter键将显示命令的绘图。
可以使用在原始命令中添加的参数来可视化地制作图表。这种设计可以帮助您快速更改情节的外观和感觉,并使用必要的功能进行定制。还可以通过交互式上下文面板进行视觉更改。
默认图表
自定义图表
对于高级应用程序,Maple提供了大量用于绘图创建和自定义的命令。您甚至可以将这些命令与探索助手一起使用,该助手创建应用程序来探索数学表达式中的参数
上色功能
除了内置的调色板,您还可以使用各种方案自定义颜色;包括RGB, CMYK, LUV等等。例如测量的金-银-铜合金颜色的三元图;数据在LUV色彩空间中指定。
视觉元素
Maple有许多视觉基本元素,如矩形,磁盘,多边形,环面等等。这些基本元素可以精确地定位、调整大小、组装和着色,以构建复杂的可视化。下图显示了安大略省滑铁卢的设计年度天气条件。可视化是由一个内置在Maple中的湿度计图表和通过编程生成并着色的从实验数据中获得的矩形,并放置在图表上而形成的。
分析工具
在以有意义的方式将复杂数据可视化之前,通常必须对其进行数学分析或转换。在这里,我们介绍一些Maple提供的分析工具。
内置的图表功能
Maple有许多内置的绘图和图表,完全可定制,以满足您的需求。例如两幅历史太阳黑子数据图:
· 第一个是任何自定义之前的默认图。
· 第二个则是对颜色、网格线、字体、宽高比、大小等进行了调整
插值分散数据
在可视化之前,分散的数据通常需要插值到一个规则的网格中——这对地理或气象数据尤其重要。Maple提供了几种插值分散数据的方法。此功能用于生成平滑阴影的温度图(使用Maple的映射工具生成背景图)。
信号处理
许多自然现象都是在频域中分析的,例如,声音或振动数据。这是一个被称为信号处理的领域——Maple技术分析工具的核心组件。
例如:Maple被用来生成一个小提琴音符的频谱图和周期图。
计算几何学
Maple的工具允许您将计算几何技术应用于点和点云。功能包括Voronoi图,多边形三角剖分和凸包。例如,美国机场的Voronoi图。
统计与数据分析
可视化是统计和数据分析的基石,Maple在这一领域提供了一套功能齐全的工具。图9显示了显著波高的直方图,上面覆盖着通过最大似然估计描述韦尔比尔分布拟合的曲线。波浪高度数据由一个连接互联网的浮标记录,并直接读取到Maple中。当请求时,Maple将下载最新的数据并更新直方图。
数字化设计
在将大型数据集转换为适合可视化的形式时,强大的数值计算能力至关重要。这在生成分形图像时尤为重要。在这里,Maple受益于许多例程的自动多线程和并行编程语言。
使用这些工具生成Mandelbrot集合Quaternion分形。
曼德布洛特集合
四元数分形
数据处理
Maple将从数据中生成图形、图表和其他可视化效果。数据可以是:
· 从电子表格、音频文件或互联网导入
· 从Maple的内置数据源提取
例如,使用水作为工作流体的朗肯循环。
· 水的基本温度-熵图被构建到Maple中。
· 表示热力学循环流动的线条是使用Maple的热力学性质引擎的数据构建的。
可视化地图和地理数据
Maple中的地图可视化工具和地理数据库可以让您以高度可视化的方式探索和理解地球的各种数据。Maple提供生成和自定义地图的工具。您可以在地图上标记任意一点,绘制指示点之间距离的路径,尝试使用地图投影并开发可视化功能,并使用颜色来表示数据的大小。地图还可以与Maple广泛的技术分析工具和生态系统一起使用。
右图显示了一个Maple应用程序,它从网上下载实时地震数据,并在世界地图上绘制位置和震级。如果将鼠标移动到可视化中的点上,就会出现一个注释,给出地震的位置和震级。
释文说明
在Maple中,您可以添加动态绘图注释,当您将鼠标悬停在特定点或曲线上时会显示出来,于是您就可以在图形中传达更多信息。您可以显示坐标值,提供注释数组等等。此外,当您将鼠标悬停在等高线上时,等高线绘图会自动显示等高线值。
文本可以放置在可视化的精确位置上,以帮助进一步的交流。此功能用于将操作条件置于右图中的流程流程图中。还可以旋转和操纵文本,以便轴号、标题和其他标签与适当的网格线对齐。图表注释可以帮助您提供更丰富的可视化体验,并在图表中呈现更深层次的信息。
总结
可视化是一种强大的工具,可以深入了解任何建模、仿真或分析工作。当你塑造一个引人入胜的技术可视化,你迫使你的观众学习和理解更多。Maple帮助您分析数据,生成和自定义绘图和图表,并为您提供对美学,视觉线索和布局的精确控制。Maple灵活而直观的可视化工具对于创建引人注目和复杂的结果是不可或缺的。
Copyright© 2025年版权所有:沅航信息技术(上海)有限公司 沪ICP备2021033975号-1
沪公网安备31011002006207号
Yuanhang (Shanghai) Manufacturing Simulation
Consultancy Ltd