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らくらくDCL:描画の基本(2):ユーザー座標系(U-座標系)での基本描画

3.1.1 基本概念

ユーザーが実際のデータをもとに作図する過程を KIHON6 のプログラム 例をもとに考えてみましょう. ある地点の年平均気温のデータが1950年から 2000年まであり, およそセ氏16度から19度の範囲内で変動していた(第 1章のロジスティク模型の結果をちょっと細工しただけですが)と しましょう. このデータを元に平均気温の年々変動の折れ線グラフを描こう と思います. x軸を時間軸にとり1950年から2000年まで, y軸には15度から 20度を範囲として, このデータを折れ線で描くことにします. 

   #
# kihon6.rb

require "narray"
require "numru/advanceddcl"

include NumRu::AdvancedDCL
include NMath

nmax = 50
x = NArray.sfloat(nmax+1)
y = NArray.sfloat(nmax+1)

#-- data ----
r = 3.7
x.indgen(1950.0, 1.0)
y[0] = 0.5
for n in 0..nmax-1
  y[n+1] = r*y[n]*(1-y[n])
end

y = -4 * y + 20.0

#-- graph ----
Dev.open
Frame.new

Fig.window=[1950.0, 2000.0, 15.0, 20.0]
Fig.viewport=[0.2, 0.8, 0.2, 0.8]
Fig.transnum=1

Axis.draw
Plot.draw(x, y)

Dev.close

  PROGRAM KIHON6
   


　




\resizebox{10cm}{!}{\includegraphics{kihon2/kihon6.eps}}


kihon6.rb: frame1






ユーザーの使っている座標系(ここでは時間[年]と温度[度])を, ユーザー座標
系(U-座標系)と呼びます. U-座標系でグラフに描きたい範囲を「ウインドウ」
と呼び, それぞれの軸の最小値と最大値で設定します. この例では, 
( UXMIN, UXMAX, UYMIN, UYMAX ) = ( 1950, 2000, 15, 20 )
で, Fig.window= メソッドで設定しています. 







次に, このウインドウをV-座標系のどの範囲に対応させるかを考えて, これを
「ビューポート」と呼びます. ビューポートとは, V-座標系で通常座標軸が描
かれる矩形の領域のことです. ここでは, Fig.viewport= メソッドを用いて 
( VXMIN, VXMAX, VYMIN, VYMAX ) = ( 0.2, 0.8, 0.2, 0.8 ) と
設定しました.







これで, ウインドウとビューポートの四隅は対応させることができましたが, 
ウインドウ内の各点をビューポート内の点に対応させる必要があります. これ
を「正規化変換」と呼びます. 線形に対応させるか, 対数をとって対応させる
かなどの任意性がありますから, 具体的に変換関数を決めなければなりません. 
SGPACK(GRPACK) ではいくつかの変換関数が用意されており, それぞれに変換
関数番号が付けられています. ここでは, Fig.transnum= メソッドで関数番号1
を指定しています. これは両軸ともに線形に対応させるもので, 直角一様座標
となります.














さて, U-座標系での描画ですが, V-座標系での各種描画ルーチンに対応するも
のが, すべて用意されています. この例では, U-座標系でのポリラインプリミ
ティブ Plot.draw で折れ線を描いています. 引数の与え方は全く同じで, 
データX, Y がU-座標系の単位で用意されています. V-座標系で
の描画メソッド名が vdraw に対して, U-座
標系での描画メソッドは draw となるだけで, 全く同
じ機能になっています.