Користування LabPlot

Огляд інтерфейсу
У LabPlot використовується концепція MDI (багатодокументного інтерфейсу) — усі створені у межах програми об’єкти розташовуються у підвікнах основної області вікна програми. Навігатор проектом слугує інструментом для створення і упорядковування цих об’єктів у деревоподібну структуру. Навігатор властивостями використовується для внесення змін до властивостей поточних позначених об’єктів. Доступ до багатьох функціональних можливостей можна отримати за допомогою головного меню та специфічних для об’єктів панелей інструментів та контекстних меню. Додаткову інформацію та сповіщення програма показує на смужці стану.
Типове вікно LabPlot

Навігатор проектом
Навігатор проектом є основною частиною LabPlot, призначенням якої є робота з об’єктами у програмі. Об’єкти упорядковано у ієрархічну структуру, яка відтворює зв’язки батьківський об’єкт — дочірній об’єкт між різними об’єктами. Додаткові рівні упорядковування визначають групування різних об’єктів.
Навігатор проектом — придатне до швартування вікно, яке можна розташувати у довільному місці. Користувач може визначати перелік показаних стовпчиків позначенням або зняттям позначення пунктів стовпчиків у контекстному меню (відкривається клацанням правою кнопкою миші на порожньому місці панелі перегляду ієрархії або її заголовку). Крім того, список об’єктів може бути звужено фільтруванням за допомогою поля Пошук/Фільтрування.

Основна область
Створені об’єкти, які можна переглядати (зокрема робочий аркуш, електронну таблицю тощо) розташовуються у основній області програми. Залежно від поточних параметрів роботи програми для користувача інтерфейсу, вікна розташовуються або як незалежні одне від одного підвікна, які можна довільно пересувати, (інтерфейс «Перегляд підвікон»), або як вкладки у інтерфейсі із вкладками (інтерфейс «Перегляд із вкладками»).
Якщо використовуються підвікна, буде показано усі вікна об’єктів, що належать до поточної позначеної теки. Крім того, можна розширити видимість вікон до поточної позначеної теки і її підтек або усіх вікон у проекті. Ця поведінка регламентується параметром «Правила видимості вікон», доступ до якого можна отримати за допомогою контекстного меню панелі навігації проектом.

Навігатор властивостями
За допомогою панелі навігації властивостями користувач може змінювати властивості поточного позначеного на панелі навігації проектом об’єкта. Ви можете редагувати зі скасовуванням і повторенням редагувань безліч властивостей об’єктів. Крім того, можна скористатися одночасним редагуванням декількох об’єктів.
Панель навігації властивостями є рухомою, її можна розташувати у довільному місці екрана.

Електронна таблиця
Електронна таблиця є основною частиною вікна LabPlot, якщо ви працюєте із даними, впорядкованими за стовпчиками. Стовпчик є основним набором даних, який LabPlot використовує для креслення і аналізу даних. Кожен зі стовпчиків електронної таблиці задається назвою і типом, — числовим, текстовим, назвою місяців або датою чи часом. Крім того, з кожним зі різнити типів можна пов’язати формат, зокрема десятковий або інженерний формат для стовпчиків числових даних тощо.
Ви можете замаскувати позначені точки даних у електронній таблиці за допомогою пункту Позначення Маскувати позначення у контекстному меню комірки електронної таблиці. Креслення замаскованих даних не відбувається, їх буде виключено з аналізу даних, зокрема функціонального наближення. Крім того, ви можете замаскувати або викинути значення у стовпчику заданням діапазону (пункти контекстного меню Замаскувати значення або Викинути значення). Під час задавання значень для маскування або відкидання можна скористатися декількома операторами («дорівнює», «більше», «менше» тощо). За допомогою цих операцій можна приховати або вилучити викиди з даних перед, наприклад, наближенням набору даних певною функціональною залежністю.
Доступ до будь-якої функції електронної таблиці можна отримати за допомогою контекстного меню (можна викликати клацанням правою кнопкою миші). Ви можете вирізати, копіювати та вставляти дані між електронними таблицями, створювати, нормалізувати та упорядковувати дані, і, нарешті, створювати креслення на основі даних.
Нові дані можна або ввести вручну у електронну таблицю, або створити дані за певним описом. У LabPlot передбачено 5 різних способів створення набору даних, доступ до яких можна отримати за допомогою контекстного меню стовпчика:
Номери рядків — значення у стовпчику відповідають номеру рядка, так можна просто створити покажчик.
Сталі значення — значення у стовпчику є сталою, вказаною користувачем.
Рівномірно розподілені значення (лише числові стовпчики) — програма може створити послідовність рівномірно розподілених значень за мінімальним і максимальним значенням у послідовності та загальною кількістю значень у діапазоні або розподілити значення з певним заданим фіксованим кроком.
Випадкові значення (лише для числових стовпчиків) — значення буде випадковим чином розподілено за заданим законом розподілу. Для створення рівномірно розподіленої послідовності випадкових значень виберіть варіант розподілу «Простий».
У найпростіших випадках нерівномірний розподіл аналітично обчислюється з рівномірного розподілу, створеного генератором випадкових чисел, застосуванням відповідного перетворення. Складніші розподіли створюються методом прийняття-відкидання, за якого програма виконує порівняння бажаного розподілу із подібними розподілом, відомим аналітично.
Значення функції (лише для числових стовпчиків) — значення буде обчислено за математичною формулою, вказаною користувачем. Для обчислення користувач має вказати стовпчик (набір даних), що містить значення аргументів функції. Передбачено можливість визначення багатозначної функції і надання набору даних (стовпчика у електронній таблиці) для кожної зі змінних. У відповідному діалоговому вікні передбачено підтримку створення довільної кількості змінних.
До електронної таблиці можна імпортувати наявні дані із зовнішнього файла за допомогою діалогового вікна імпортування даних. Імпортовані дані буде збережено у файлі проекту. Після імпортування зміни у початковій електронній таблиці або зовнішньому файлі не синхронізуватимуться.
Результати, показані у електронній таблиці, можна експортувати до зовнішнього файла (див. Діалогове вікно експортування).

Матриця
Матриця є іншим контейнером для матричних даних. Такий контейнер представляється у форматі таблиці або двовимірного зображення у тонах сірого. Елементи такої таблиці або матриці можна уявити як певну функціональну залежність, Z=Z(X,Y), де значення X і Y є номерами рядка і стовпчика, відповідно. Перехід від номерів рядків і стовпчиків до логічних координат виконується за допомогою заданого явним чином відображення для обох представлень.
Дані матриці можна ввести або вручну або за допомогою імпортування даних із зовнішнього файла. Подібно до створення набору даних для стовпчика у електронній таблиці, матрицю можна заповнити сталими значеннями або за певною формулою. На наведеному нижче знімку вікна показано перегляд зображення матриці і формулу, яку було використано для створення елементів матриці:

Робоча книга
Робоча книга допомагає користувачеві краще упорядкувати та згрупувати різні контейнери даних (електронні таблиці та матриці). Цей об’єкт слугує батьківським контейнером для декількох об’єктів електронних таблиць та/або матриць, збираючи їх на єдиній панелі перегляду із декількома вкладками:
За допомогою тек вже можна певним чином структурувати вміст панелі Навігація проектом та згрупувати декілька пов’язаних об’єктів (електронні таблиці із даними з текстових файлів одного походження, червоні, зелені і сині значення на зображенні, дані якого імпортовано до декількох різних матриць тощо). За допомогою робочої книги користувач отримує у своє розпорядження додаткові засоби групування.

Робочий аркуш
Робочий аркуш, разом із контейнерами даних, електронною таблицею і матрицею, є іншою основною частиною програми і є простором для показу та групування різноманітних типів об’єктів аркуша: креслень, міток тощо.
Робочі аркуші можуть або мати сталий розмір (визначений користувачем із списку типових розмірів, A4, Letter тощо), або заповнювати усю доступну площу вікна робочого аркуша. Декілька креслень можна упорядкувати на робочому аркуші у вертикальне, горизонтальне або табличне компонування.
Доступ до багатьох властивостей робочого аркуша, зокрема його розміру, кольору тла та параметрів компонування можна отримати за допомогою панелі «Властивості робочого простору».
Доступ до різних дій над робочим аркушем зі створення нових об’єктів, зміни поточного режиму роботи миші або зміни масштабу можна отримати за допомогою панелі інструментів, основного меню або контекстного меню робочого аркуша на панелі навігації проектом.
Результати, показані на робочому аркуші, можна експортувати у одному з популярних форматів за допомогою діалогового вікна експортування.

Робочий аркуш СКА
Робочий аркуш СКА, разом із робочим аркушем, є центральною частиною програми. Це області, у якій ви можете скористатися вашими улюбленими комп’ютерними алгебрами за допомогою елегантного інтерфейсу робочого аркуша.
У LabPlot передбачено декілька варіантів модулів, якими ви можете скористатися. Ваш вибір ґрунтуватиметься на меті, якої ви хочете досягти.
У поточній версії програми підтримуються такі модулі:
Sage: 	 Sage — це вільна система математичного програмного забезпечення з відкритим кодом, випущена за умов дотримання GPL. У ній поєднується потужність багатьох пакунків з відкритим програмним кодом та загальний заснований на Python інтерфейс. Докладніше про систему можна дізнатися за адресою http://sagemath.org.
Maxima: 	 Maxima — це система для роботи з символічними і числовими виразами, зокрема диференціювання, інтегрування, розкладу у ряди Тейлора, виконання перетворення Лапласа, розв’язання звичайних диференціальних рівнянь, роботи з поліномами, множинами, списками, векторами, матрицями і тензорами. За допомогою Maxima можна отримувати результати з високою точністю, оскільки програма використовує точні дроби і виконує обчислення з довільною визначеною точністю. Maxima здатна креслити графіки функцій та графічно відображати дані у двох та трьох вимірах. Докладніше про програму можна дізнатися за адресою http://maxima.sourceforge.net.
R: 	 R — це мова і середовище для статистичних обчислень та побудови графіків, подібна до мови і середовища S. У середовищі реалізовано широкий спектр статистичних та графічних методик (лінійне і нелінійне моделювання, класичні статистичні перевірки, аналіз часових послідовностей, класифікацію, групування тощо). Можливості середовища досить просто розширити. Мова S часто є основним рушієм у статистичних дослідженнях, R надає вам змогу виконувати подібні дослідження за допомогою вільного програмного забезпечення. Докладніше про мову і середовище можна дізнатися за адресою http://www.r-project.org.
: 	 — це заснований на MathML калькулятор-інструмент побудови графіків, який є частиною освітнього модуля . Докладніше про програму можна дізнатися за адресою http://edu.root.ua/index.php/KAlgebra/.
Qalculate!: 	 Qalculate! — це не звичайна програмна реалізація найдешевшого з калькуляторів. Qalculate! намагається повністю використати чудовий інтерфейс, потужність та гнучкість сучасних комп’ютерів. Основну увагу у Qalculate! приділено зручності введення даних. Замість введення кожного числа у математичному виразі окремо ви можете безпосередньо вписати цілий вираз і пізніше внести до нього зміни. Обробка виразів є доволі гнучкою і поблажливою до помилок. Якщо ви введете щось неправильно, Qalculate! повідомить вам про це. Якщо звести вираз до числового результату не вдасться, програма не поверне повідомлення про помилку. Qalculate! максимально спростить вираз і повідомить вам відповідь. Окрім чисел та арифметичних операторів, у виразах можуть міститися будь-які комбінації змінних, одиниць та функцій. Докладніше про програму можна дізнатися за адресою http://qalculate.sourceforge.net/.
Python2: 	 Python є доволі потужною мовою динамічного програмування, яка використовується у багатьох комплектах програм. Існує декілька пакунків Python для наукового програмування.
Python поширюється за умов дотримання ліцензії Python Software Foundation (сумісної з GPL). Докладніше про мову програмування можна дізнатися з офіційного сайта.
Цим модулем додається пункт основного меню Пакунок. Єдиним пунктом цього меню є Пакунок Імпортувати пакунок. За допомогою цього пункту можна імпортувати до робочого простору вказаний вами пакунок Python.
У цьому модулі передбачено підтримку лише Python 2.
Scilab: 	 Scilab є вільним програмним забезпеченням, працює на багатьох платформах. Це програмне забезпечення призначено для виконання обчислень і керується високорівневою мовою програмування.
Scilab поширюється за умов дотримання ліцензії CeCILL (сумісної з GPL). Докладніше про програму можна дізнатися за адресою http://www.scilab.org/.
У вашій системі має бути встановлено Scilab версії 5.5 або новішої, щоб цим модулем можна було користуватися.
Octave: 	 Octave — високорівнева оболонка мови програмування, основним призначенням якої є обчислення. У оболонці передбачено зручний інтерфейс командного рядка для числового розв’язання лінійних і нелінійних задач, проведення інших числових експериментів. Мова програмування має високий рівень сумісності з мовою MATLAB. Докладніше про цю мову програмування можна дізнатися з цієї сторінки.
Lua: 	 Lua — проста і невибаглива до ресурсів скриптова мова програмування з простим процедурним синтаксисом. Для Lua створено декілька бібліотек для математичного і наукового програмування.
Докладніші відомості можна знайти на цій сторінці.
У цьому модулі реалізовано підтримку luajit 2.

Файлове джерело даних
Файлове джерело даних дуже подібне за духом до електронної таблиці зі імпортованими із зовнішнього файла даними. Відмінність полягає у тому, що імпортовані дані не буде показано у LabPlot і їх не можна буде редагувати. Втім, такого імпортування може бути достатньо, якщо вам потрібно лише накреслити потік даних, створених внаслідок обчислення у зовнішній програмі (експортованих після обчислень до файла у форматі ASCII).
Оскільки під час імпортування даних не потрібно заповнювати електронну таблицю, імпортування із файлового джерела даних є швидшим за імпортування до електронної таблиці. Це може бути перевагою, якщо ви працюєте із великими масивами даних.
У файлі проекту можна зберегти лише посилання на зовнішній файл, замість зберігання його вмісту. Кожного разу, коли ви відкриватимете проект у LabPlot, програма виконуватиме читання даних із такого зовнішнього файла. Крім того, можна наказати LabPlot спостерігати за змінами у файлі: програма оновлюватиме джерело даних кожного разу, коли вміст зовнішнього файла змінюватиметься.
Додаткові параметри, що визначають характеристики імпортування даних еквівалентні до тих, доступ до яких можна отримати за допомогою діалогового вікна імпортування.

Вибір даних
Засіб вибору даних — інструмент, за допомогою якого ви можете без проблем видобути дані із файлів зображень. Загалом, процес видобування складається з таких кроків:
Імпортування зображення, що містить креслення та криві, з яких слід прочитати точки даних.
Вибір типу креслення (креслення у декартовій системі координат, у полярній системі координат тощо).
Вибір ієрархії еталонних точок та зазначення значень для цих точок. За допомогою таких опорних точок визначається логічна система координат.
Створення нової кривої вибору даних та встановлення типу позначок похибок.
Перемикання миші у режим роботи «Встановити точки кривої» та вибір точок на імпортованому зображенні. Програма буде визначати координати позначених точок і додавати їх до електронної таблиці «Дані».
Можливе додавання декількох кривих вибору даних. Такий варіант обробки зображення корисний, якщо на кресленні є декілька кривих, які потребують цифрування. Активною буде та крива, пункт якої позначено на панелі Навігація проектом — програма обчислить координати точки, у якій було виконано клацання на кресленні і додасть їх до електронної таблиці даних.
Обчислені дані зберігатимуться у різних стовпчиках таблиць даних засобу вибору даних. Ці стовпчики поводитимуться так само, як стовпчики у звичайній електронній таблиці, ними можна скористатися як стовпчиками джерел даних для кривих на створених вами кресленнях.
У засобі вибору даних передбачено підтримку процесу видобування даних за допомогою декількох допоміжних засобів. Для точнішого визначення точок можна скористатися програмним збільшувальним склом із декількома рівнями збільшення. Крім того, можна посунути останню позначену точку за допомогою натискання клавіш зі стрілками на клавіатурі. Також, при читанні точок даних із позначками похибок засіб вибору даних автоматично створюватиме стовпчики із позначенням кінцевих точок позначок похибок. Ці точки можна посунути за допомогою миші для зазначення їх точної довжини (відстані від точки даних).
Описану вище процедуру видобування даних з імпортованого креслення можна застосовувати, якщо ви маєте справу зі скінченним набором точок на графіку. Якщо ж криві на кресленні намальовано суцільними лініями, засобом вибору даних LabPlot можна скористатися для читання даних у (напів-)автоматичному режимі. Для цього, після створення об’єкта вибору даних кривої у описаний вище спосіб, перемкніть мишу у режим роботи «Позначення сегментів кривої». Програма розпізнає і підсвітить криві на кресленні. Після клацання на підсвіченій кривій (або одному з її сегментів) буде створено набір точок уздовж кривої. Довжина сегмента та щільність створених точок (відстань між двома точками) можна скоригувати самому. На наведеному нижче знімку після перемикання у режим сегментів було підсвічено усі чорні лінії (зеленим кольором). У цьому випадку криву було розпізнано як один сегмент, отже, для цифрування достатньо одного клацання на сегменті: програма сама автоматично розташує точки вздовж кривої.
У багатьох випадках креслення є не таким простим, як наведене вище (одна чорна крива на білому тлі) — на кресленні можуть міститися лінії сітки, декілька кривих різних кольорів та різної товщини, а тло може бути не білим. У таких випадках автоматичне визначення кривих може не спрацювати (буде підсвічено надто багато об’єктів або не буде підсвічено нічого). Щоб допомогти засобу вибору даних належним чином визначити криві, користувач може обмежити дозволені діапазони кольорів точок у просторах кольорів відтінок-насиченість-значення (або відтінок-насиченість-інтенсивність). Для вилучення небілого тла можна обмежити діапазон для кольору тла. На програмному рівні, кожен піксель на зображенні буде перетворено на чорну або білу крапку. Чорними вважатимуться лише ті крапки, які потрапляють до визначеного користувачем діапазону значень відтінку, насиченості, значення кольору та його інтенсивності точок кривої і не є визначеним користувачем тлом.
На наведених нижче знімках вікон сині криві початкового зображення спроектовано шляхом відповідного звуження дозволених діапазонів у просторі кольорів (зверніть увагу на пік для синього кольору на гістограмі для відтінку). Трансформоване чорно-біле зображення містить лише потрібні нам криві. Визначити самі криві і встановити розташування їхніх точок за допомогою засобу вибору даних просто.
Подібно до Робочого аркуша, поточну видиму область на панелі засобу вибору даних можна експортувати. Опис підтримуваних форматів зображень наведено у розділі щодо діалогового вікна експортування.

Діалогове вікно імпортування
За допомогою діалогового вікна імпортування ви можете імпортувати дані до однієї зі створених електронних таблиць або матриць у LabPlot. Передбачено підтримку таких форматів даних:
ASCII
Двійковий
Зображення
NetCDF
HDF5
FITS
У діалоговому вікні імпортування передбачено панель попереднього перегляду вмісту для усіх підтримуваних типів файлів. Для форматів даних із складною внутрішньою структурою, наприклад NetCDF, HDF5 і FITS, вміст файла буде показано у форматі ієрархії, що забезпечує зручну навігацію даними з файла. Також передбачено гнучке діалогове вікно для редагування заголовків (ключових слів) файлів FITS.
Імпортування даних ASCII та двійкових даних, запакованих за допомогою gzip, bzip2 або xz, може бути здійснене безпосередньо — розпаковування відбувається без втручання користувача.
Вам слід вказати назву файла, що містить дані, які буде імпортовано. За допомогою кнопки Відомості щодо файла можна відкрити діалогове вікно, у якому буде показано деякі параметри вибраного вами файла. Можна вказати тип даних. У поточній версії програми передбачено підтримку лише файлів у форматі ASCII, що містять декілька наборів даних (векторів), збережених у форматі стовпчиків. Фільтр — автоматичний або нетиповий — визначає спосіб обробки даних у файлі. Якщо буде вибрано фільтр «нетиповий», можна буде вручну вказати декілька додаткових параметрів, зокрема символ-роздільник полів тощо.
Початковий та кінцевий рядок для читання можна вказати за допомогою вкладки Частина даних для читання. Щоб було прочитано усі дані, вкажіть значення -1 для кінцевого рядка або стовпчика.
Імпортування даних до LabPlot
Імпортування даних до LabPlot

Діалогове вікно експортування
Робочий аркуш можна експортувати у декількох форматах графічних даних (векторних та растрових). Експортування виконується за допомогою діалогового вікна експортування, яке можна відкрити за допомогою кнопки Експортувати на головній панелі інструментів або пункту головного меню Файл Експортувати.
Окрім графічного формату користувач можна вказати, яку частину робочого аркуша слід експортувати та визначити, чи слід експортувати тло зображення. Крім того, можна вказати роздільну здатність для растрових зображень.
Вміст електронної таблиці можна експортувати до зовнішнього текстового файла або файла FITS. За допомогою діалогового вікна експортування для електронних таблиць користувач може вказати символ, що відокремлює поля різних стовпчиків даних. Крім того, можна експортувати заголовок електронної таблиці (заголовки її стовпчиків).