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IDL 编程技术
前 言
()交互式数据语言是进行二维及多维数据可视化
分析及应用开发的理想软件工具。作为面向矩阵、语法简单的第四代可视化语言 致力
于科学数据的可视化和分析,是跨平台应用开发的最佳选择。它集可视、交互分析、大型
商业开发为一体,为用户提供了完善、灵活、有效的开发环境。
语言面向矩阵的特性带来了快速分析超大规模数据的能力,它所具有的高级图像
处理能力、交互式二维和三维图形技术、面向对象的编程方式、 图形加速功能、
集成数学分析与统计软件包、完善的信号处理和图像处理功能、灵活的数据输入输出方式
跨平台图形用户界面工具包、连接 兼容数据库及多种外部程序连接工具使得该产品
已经成为美国 公司的旗舰产品。
一直以来,美国 公司致力于可视化和分析软件的研制与开发。交互式数
据语言是数据分析、可视化和跨平台应用开发的最佳选择,其用户函盖 、! 、
、 、 ! "#$ 、 % %& ! 、 "%$#
'$ 等大公司及研究机构。其中,早在 ()*+ 年, (美国航空航天局)还将其
选用为进行火星飞越航空器研究的开发工具,并且,这一事件列为其四十年来技术发展的
里程碑之一。
为用户提供了可视化数据分析的解决方案,既可以让科学研究人员交互式浏览和
分析数据,又为程序员提供了快速程序原型开发并跨平台发布的高级编程工具。 使科
学家无需写大量的传统程序就可直接研究数据。 还被广泛应用于地球科学、医学影像、
图像处理、软件开发、大学教学、实验室研究、测试技术、天文、信号处理、防御工程、
数学分析、统计等诸多领域。
适普软件有限公司作为美国 公司在中国大陆和香港地区的总代理,致力于可视化
和分析软件及相关产品的开发、测试、技术支持、培训、版本升级维护等全方位服务。适
普软件公司的网址为 '''%&%。
为方便广大国内用户学习 ,我们特翻译编写了本书,本书作为我们计划出版的
系列编程教程的第一本,希望为广大 初学者提供启发和帮助。我们建议读者在学
习本书时使用最新的 版本( 最新版本为 ,-,于 +... 年 (. 月发布,,
版本将于 +..( 年 (. 月发布)。 本书写作时使用的是 ,+ 版,其中的大部分例程在最
新版本 ,- 中均可运行,如果读者遇到因版本问题不能运行的程序,请与适普公司的
技术支持工程师联系,如果需要最新版本的 软件,可以从 公司的 /// 网址
011'''%1上查找关于 的最新版本和当地 代理商的信息,包括如
何升级软件的信息。
我们的联系方式:电话:.(.2**.+33,,,!4$05678%&%
鉴于水平与时间有限,书中不妥乃至错误之处在所难免,恳望读者不吝批评指正。
目 录
第一章 起 步 篇.............................................................................14
本章概述............................................................................................................................14
撰写本书的背景.................................................................................................................14
如何使用本书....................................................................................................................15
所需的 IDL 版本............................................................................................................................15
IDL 运行期间所需颜色的数量.....................................................................................................15
少于 150 种颜色该怎样?...................................................................................................15
多于 256 种颜色该怎样?...................................................................................................16
创建 IDL 的启动文件..........................................................................................................16
本书的风格习惯.............................................................................................................................17
大写........................................................................................................................................17
注释........................................................................................................................................17
续行符....................................................................................................................................18
本书中所用的 IDL 程序和数据文件.............................................................................................18
安装程序和数据文件............................................................................................................18
获取 IDL 的主目录和当前目录...........................................................................................18
下载本书所用的程序和数据文件........................................................................................19
确保 Coyote 目录在 IDL 的搜索路径内..............................................................................19
拷贝数据文件........................................................................................................................19
获取更多的帮助.............................................................................................................................20
使用 IDL 命令....................................................................................................................20
IDL 命令解析..................................................................................................................................20
位置参数................................................................................................................................20
关键字参数............................................................................................................................21
IDL 过程和函数....................................................................................................................21
用 IDL 命令帮助...................................................................................................................22
创建命令日志........................................................................................................................22
创建变量.........................................................................................................................................23
动态改变变量的属性............................................................................................................24
注意整型变量........................................................................................................................24
使用矢量和数组....................................................................................................................26
创建矢量................................................................................................................................26
2
数组下标的应用....................................................................................................................26
数组的建立............................................................................................................................27
数组中元素的存取................................................................................................................27
矢量和子数组的提取............................................................................................................28
使用 IDL 图形窗口.........................................................................................................................28
图形窗口的建立....................................................................................................................28
确定当前图形窗口................................................................................................................29
使图形窗口成为当前窗口....................................................................................................29
删除图形窗口........................................................................................................................29
图形窗口的位置和尺寸........................................................................................................29
将图形窗口设置到显示器最前面........................................................................................30
在图形窗口上设置标题........................................................................................................30
清除图形窗口内容................................................................................................................30
第二章 简单的图形显示................................................................31
本章概述............................................................................................................................31
IDL 中简单的图形显示.....................................................................................................31
创建线画图.........................................................................................................................31
定制线画图.........................................................................................................................34
改变线条的线型和粗细.................................................................................................................34
用符号代替线条表示数据.............................................................................................................35
用线条和符号来显示数据....................................................................................................36
创建自己的图形符号............................................................................................................36
用不同的颜色绘制线画图.............................................................................................................37
限定线画图的范围.........................................................................................................................37
改变线画图的风格.........................................................................................................................38
在线画图上绘出多种数据集.............................................................................................40
在多个轴的图上显示数据.............................................................................................................41
创建曲面图.........................................................................................................................41
定制曲面图.........................................................................................................................43
旋转曲面图.....................................................................................................................................44
为曲面赋色.....................................................................................................................................44
修改曲面图外观.............................................................................................................................45
创建阴影曲面图.................................................................................................................46
改变阴影处理参数.........................................................................................................................47
用其他数据集为阴影处理提供参数.............................................................................................47
创建等值线图.....................................................................................................................48
选择等值线数目.................................................................................................................49
修改等值线图.....................................................................................................................51
改变等值线图的外观.....................................................................................................................51
给等值线图赋色.............................................................................................................................53
3
创建填充的等值线图.........................................................................................................53
在显示窗口定位图形输出.................................................................................................55
设置图形边缘.................................................................................................................................57
设置图形位置.................................................................................................................................57
设置图形区域.................................................................................................................................58
创建多个图形.................................................................................................................................58
给单一窗口的多幅图形留下标题空间................................................................................59
使用!P.Multi 变量创建不对称的排列..................................................................................60
给图形显示添加文本.........................................................................................................61
列出可用字体的名称.....................................................................................................................63
用 XYOutS 命令添加文本..............................................................................................................63
用 XYOut 加注矢量字体................................................................................................................64
排列文本.........................................................................................................................................65
删除文本.........................................................................................................................................65
改变文本的方向.............................................................................................................................66
给图形显示添加线和符号.................................................................................................66
图形显示添加色彩.............................................................................................................67
第三章 图像数据处理....................................................................69
本章概要............................................................................................................................69
图像处理............................................................................................................................70
显示图像.........................................................................................................................................70
调整图像数据.................................................................................................................................72
用颜色表分段表示图像........................................................................................................72
在 24 位显示器上用不同的颜色表显示图像......................................................................73
显示 24 位图像................................................................................................................................73
在 24 位显示器上显示 24 位图像........................................................................................74
在 24 位显示器上显示 8 位图像..........................................................................................74
控制图像显示顺序.........................................................................................................................75
改变图像尺寸.................................................................................................................................75
在 PostScript 设备上改变图像大小......................................................................................76
在显示窗口中定位图像.................................................................................................................76
用归一化的坐标来定位图像................................................................................................77
从显示器中读取图像.....................................................................................................................79
在 24 位显示器上抓屏..........................................................................................................79
读取显示图像的一部分........................................................................................................80
IDL 中基本的图像处理.....................................................................................................80
直方图均衡化.................................................................................................................................80
平滑图像.........................................................................................................................................81
消除图像噪声........................................................................................................................83
增强图像边缘.................................................................................................................................83
图像的频域滤波.............................................................................................................................84
4
创建图像滤波器....................................................................................................................84
第四章 图形显示技术....................................................................86
本章概要............................................................................................................................86
IDL 的颜色运用.................................................................................................................87
使用索引颜色模式和 RGB 颜色模式...........................................................................................87
静态与动态颜色视觉............................................................................................................88
在 8 位显示器上指定颜色....................................................................................................89
在 24 位显示器上指定分解后的颜色.................................................................................89
在 24 位显示设备上指定没有分解过的颜色......................................................................90
决定颜色分解的开与关........................................................................................................91
在 24 位显示设备上装载颜色表....................................................................................................91
获得颜色表的拷贝.........................................................................................................................92
修改和创建颜色表.........................................................................................................................92
保存自己的颜色表.........................................................................................................................93
创建自己的轴标注.............................................................................................................94
调整轴刻度间隔.............................................................................................................................94
格式化轴的标注.............................................................................................................................95
编写刻度格式函数................................................................................................................96
用 IDL 处理残缺的数据....................................................................................................98
用 IDL 建立三维坐标系..................................................................................................100
建立三维散点图...........................................................................................................................100
从图形原点定位 3D 坐标轴.........................................................................................................102
组合简单图形显示...........................................................................................................103
IDL 中的动画图形...........................................................................................................105
建立动画工具...............................................................................................................................105
装载动画缓冲区...........................................................................................................................106
运行动画工具...............................................................................................................................106
动画的控制...................................................................................................................................106
存储动画的像素映射图...............................................................................................................107
其他类型图形数据的动画...........................................................................................................107
数据网格化及显示...........................................................................................................108
德洛内三角形法网格化...............................................................................................................109
数据的球形网格化........................................................................................................................111
第五章 图形显示技巧................................................................112
本章概要...........................................................................................................................112
将光标用于图形显示.......................................................................................................112
什么时候返回的光标位置?.......................................................................................................113
哪一个鼠标键和光标共同作用呢?...........................................................................................113
用光标标注图形输出...................................................................................................................113
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aqiankunjian
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