Topdrawer

Topdrawer†

• 昔作ったメモ書きは こちら。

インストール†

Ubuntu20.04で動作したので作業記録。

• 岡村さんのFTPサーバー からバイナリファイル td-Linux.glibc2.3.gz をダウンロードする。
  • sahoの場合、cp /home/okamura/HTMLpub/ftp/pub/topdrawer/binaries/td-Linux.glibc2.3.gz ./ でOK
• 展開すると td-Linux.glibc2.3 というファイルが現れる。
• パーミッションを755に変更する。

  ./td-Linux.glibc2.3

  で起動を試みる。
• 「libXt.so.6 がない」というエラーが出て起動できない
• libXt.so.6の32bit版をインストールする

  sudo apt install libxtst6:i386

  ":i386"を付けることで明示的に32ビット版をインストールできる
• 再度 ./td-Linux.glibc2.3 してみる
• 起動した。(なぜか白黒反転してる)
  

出力先†

• 何も記述しなければ画面に出力する。明示的に書く場合は set device xwindow と書く。(多分)
• ファイルに出力する場合

  set device postscript orientation=3 file='out.ps'

  のようにする。出力ファイル形式は多分Postscriptしか対応してない。orientation=3 の意味は、描画方向の指定らしい。要は3以外に指定すると変な向きになるので、おまじない的に書いておくべし、ということ。
• 岡村さんサーバーから入手出来る改造版Topdrawerは、出力先に指定できるのはX11 (xwindow), PostScript, Tek4010 (TEKEMUL)の3種類だけらしい。現実的にはTektronix 4010を使うことはないだろう。
• このコマンドはマクロの一番初めに書かないといけない。マクロ内のコマンドは1行づつ実行されるので、そのタイミングで出力先が指定されてなければ出力ファイルに書き込まれない。
• set device test と記述することで出力先をNULLに出来る。使いみちは後述。

データの描画の種類†

• データ点を打つ (このままだと点が小さくて見えない)

  plot

• 点の種類(シンボル)、大きさ、色を指定

  plot symbol=CP size=3 red

• データ点を直線(折れ線)で結ぶ

  join 1

• データ点を滑らかな線で結ぶには数値を増やす。増やすほどに滑らかになる。最大20。数字を省略するか0と書くと多分8になる。

  join 20

• 線の幅、色、種類(solid, dots, dashes, dotdashから選ぶ)を指定

  join 1 width=2 green dashes

• 点と線両方描く

  plot symbol=CP size=3 blue
  join 1 width=3 blue dots

• ヒストグラムとして描く

  histogram

  • 省略して "hist" とか "hi" でもOK

グラフの点(シンボル)の一覧†

• 画像は小林さんのページより拝借。
• ☆をプロット点に使う場合は、

  plot symbol=LP

  のようにする。
  
  
  
• ちなみに、AP-LPまでのシンボルは、岡村さん改造版の独自のシンボルで、オリジナル版にはない。これらは塗りつぶしシンボルで、白抜きシンボルも内部が白で塗りつぶされているので注意。

マクロの例†

• example.top

  ( 半角左括弧でコメントを記述できる。
  ( 処理は記述順に実行されるので、書く順番は重要。
  ( 出力ファイルを指定。
  set device postscript orientation=3 file='out.ps'
  
  ( この記述を入れたらフォントがきれいになる
  set font duplex
  
  ( 線の太さ調整, 論文用...3, スライド用...4くらい?
  set intensity 3
  
  set ticks size 0.05
  
  ( 出力紙面上のグラフエリアの位置を指定
  set size x=13 y=17
  
  set window x 2 7 y 2 7
  
  ( グラフの範囲指定
  set limits x 0 to 2000 y 0 to 6000
  
  ( input fileの指定。ファイル形式はn行2列でスペース区切りで数値のみを記述。
  set file input='input.dat'
  
  ( 軸タイトルの設定, lines= で位置を微調整できる
  title bottom "Energy (keV)"
  title left lines=-0.5 "Counts / keV"
  
  ( ヒストグラムとして出力。点をつ場合はplot, 線で結ぶならjoin。
  histogram

• 実行コマンド

  td example.top

描画例†

コメントアウト†

• 括弧で囲まれた区間 ( ... ) がコメントアウトになる。)で閉じるより先に改行又はセミコロンがあるとその先はコメントにならない。
• 複数行に跨る場合は無意味なif文で囲む

  if 0 .ne. 0 then ( ここからコメント
  
  要らない記述
  
  endif ( ここまでコメント

列の読み飛ばし†

• 1列目にx,3列目にyが書かれてる場合

  set order x dummy y

• デフォルトは set order x y dx dy なので使ったら戻しておくこと。

標準入力をリダイレクトして起動†

$ echo -e "1 1\n 2 2\n join"|td -w

• CとかFortranとかPerlとかでTopdrawerのコマンドを吐き出すようにしてそれをインプットできるようにしてるとか?

用紙サイズを変更する†

• 最初に用紙サイズを十分大きな値に設定せておくとグラフサイズの制約を受けなくて済む。

  set size x=13 y=13

• これを参照 Topdrawer Reference Manual 15.64.52
• でかくしすぎると、PSファイルに出力した際に線の太さが異様に太くなる。
  • いろいろ試してわかったが、PSファイルを生成する過程で、Topdrawer側で指定した用紙サイズをA4用紙内に最大の大きさで内接するようにスケールしているらしい。 が、線の太さは絶対値指定になっていて、Topdrawerの描画エリアを大きくすればするほどより縮小されるために相対的に線が太くなる、という仕組み。
  • デフォルトでは x=13 y=10 になってる。yは17まで増やしてもスケールは変わらない。ので、13,17に指定するのを推奨。

文字列を挿入する†

• タイトル以外の文字もtitleで挿入できる

  title text 6.4,6.4 rjustify "Simulation" size=3 intensity=3

  • "title"に続く"text"は、textかdataを指定する。textは紙面座標系、dataはグラフ上のデータ座標系。
  • rjustifyは座標の基準位置の指定。ljustify, rjustify, center の中から選ぶ。文字列の 左端、右端 、中心のどこを座標基準にするか指定。
    • ljustify, rjustifyはどうも、一番左/右の文字の中心らしい。
  • "Simulation" は表示させたい文字列。
  • sizeは文字の大きさ。1-7で選ぶ。デフォルトは2。intensityは文字の太さで、sizeと同じ数値を記入するのを推奨。

case文†

• 上付き、下付き、イタリック、ギリシャ文字などはcase文で表現できる。

  title text 1 1 ljustify "E(20+126213) and B223"
  case                    "I  C CUUC C      GC C"

  
  • I:イタリック
  • 0C, 1C : 上付き文字の開始/終了
  • 2C, 3C : 下付き文字の開始/終了
  • 2U,4U,6U : 1/2, 1/3, 1/6 文字分のバックスペース
  • G : ギリシャ文字(小文字)

紙面(TEXT)座標系で直線を引く†

• joinする時にオプションtextをつけるとTEXT座標系でのその位置に直線を引くことが出来る。凡例を作るときなどに使えるかも。

  6 5
  8 5
  join text

• 凡例の例

  ( 凡例
  set order x  y
  define value legendx0=9.8  ( 凡例の原点x位置
  define value legendy0=6.0 
  define value legendll=0.7   ( 凡例線の長さ
  define value legendss=1.0 ( 文字開始位置
  define value legendls=0.3 ( 行間
  
  (凡例0
  <legendx0> <legendy0-legendls*0>
  <legendx0+legendll> <legendy0-legendls*0>
  join text dot 
  (title text <legendx0+legendll/2> <legendy0-legendls*0> center "9"  size=3 
  (case                                                          "P"
  title text <legendx0+legendss>,<legendy0-legendls*0> ljustify " 20+11R 00+1"
  case                                                          "  C CUA  C C"
  
  (凡例1
  <legendx0> <legendy0-legendls*1>
  <legendx0+legendll> <legendy0-legendls*1>
  join text dash
  (title text <legendx0+legendll/2> <legendy0-legendls*1> center "9"  size=3 
  (case                                                          "P"
  title text <legendx0+legendss>,<legendy0-legendls*1> ljustify "(40+1)R 20+1"
  case                                                          "  C C A  C C"

マクロ内でシェルコマンドを実行する†

• "spawn" に続けてコマンドを書くと実行する。以下はマクロ実行時に出力ファイルをPDFに変換するコマンドの例。

  ( set device test で今まで開いていたpostscriptファイルから抜ける
  set device test
  spawn ps2pdf temp.ps
  spawn pdfcrop --margins 8 temp.pdf out.pdf
  spawn rm -f temp.ps temp.pdf

• ちなみにspawn以降のコマンドでは環境変数を利用できる。Define stringと組み合わせて、最終出力ファイルを事前定義するなどが出来る。

  define string OUTPUTFILE "pdf/Ti58-2_test.pdf" ( OUTPUTFILEに文字列 "pdf/Ti58-2_test.pdf"を定義
  show strings ( 定義された文字列一覧を表示。TD_S_OUTPUTFILEという環境変数に格納されているのがわかる。
    TD_S_OUTPUTFILE=pdf/Ti58-2_test.pdf
  spawn echo $TD_S_OUTPUTFILE
    pdf/Ti58-2_test.pdf
  spawn ps2pdf temp.ps
  spawn pdfcrop --margins 8 temp.pdf $TD_S_OUTPUTFILE

マクロ内で変数を使う†

• define value で変数を設定して数値の代入が出来る。数値として取り出すときは< >で囲む。< >内は四則演算が可能。

  define value xpos2=4.12
  define value xpos3=4.7
  define value ypos1=6.7 
  define value lheight=0.3
  <xpos2> <ypos1-2*lheight>
  <xpos3> <ypos1-2*lheight>
  join text dash

コマンドライン引数による変数渡し†

• 岡村版Topdrawerでは、マクロ実行時に

  td macro.top -V value=0. -S name="Yumiko"

  のようにして変数の引き渡しが出来る。
  • "-S"で、文字列型、 "-V"で数値型となる。
  • 複数設定するときは

    td -V value1=1.0 -V value2=2.0

    のようにする。

使えない変数名†

• xmin, xmax, ymin, ymax など、使えない変数名がある。特にエラーもなく出力だけおかしくなる。

全般的に線を太くする†

• 文字も、数字も、枠線も、グラフも全部太くなる。 1 - 7で設定する。デフォルトは2。

  set intensity 7

指定できる色†

• デフォルトで、White, Red, Green, Blue, Yellow, Magenta, Cyan, Black の8色が用意されてる。
  • 岡村さんのマニュアルによると、これらは、 WHITE=FFFFFF RED=FF0000 GREEN=00FF00 BLUE=0000FF YELLOW=FFFF00 MAGENTA=FF00FF CYAN=00FFFF BLACK=000000 のカラーコードで定義されている。但し、Postscript出力する場合はBLACKとWHITEの定義が反転しているので注意。

• これらのデフォルト値は、おそらく黒背景のXwindow端末での表示を想定してる。Postscript出力では非常に見えにくいので変更したほうが良い。

• 定義を変更することで、任意の色を使える。変え方は、出力デバイスの指定のところで

  set device postscript orientation=3 file='out.ps "yellow=b8860b"

  のようにする。この例では、見えにくいYellowを茶色に変更してる。色の定義を変えることは出来るが、新しい色を定義して使える色数を増やすことは出来ない。
• Xwindow出力時は、標準設定が黒背景に白文字だが、PSファイル出力の場合は白背景に黒文字が標準となる。その関係でBLACKとWHITEの色の定義が反転している。 明示的に黒い文字で描こうとして、 SET COLOR BLACKとすると文字が書かれないので注意。

Fill(グラフやヒストグラムの塗りつぶし)の指定†

• Topdrawer Reference Manual 15.64.25
• Topdrawer - KobaWiki

  set fill entry 1 angle 30 red
  set fill entry 2 angle 60 blue
  histogram fill 

3次元データ(二次元ヒストグラム)の取り扱い†

• read mesh で読み込める

  TD: READ MESH
  TD: FOR X=0 1 2
  TD: Y=0 Z=1 1 1
  TD: Y=1 Z=1 2 1
  TD: Y=2 Z=1 1 1
  TD: join
  TD: PLOT AXES HIDE

• 描画方法は、3次元、等高線、点濃度(scatter plot)の3種類で表現できる

• 等高線プロットとScatterプロットの例
  

• X Y Z の値を記したデータファイルをTopdrawerのメッシュデータ形式に変換するコードを作った。
  • a-kohda/xyz2tdm; Topdrawerの3次元Plot用のメッシュデータファイルを生成する

• メッシュデータの要素数は上限がありそう。50x50 ??

• 等高線プロットの例

  set device postscript orientation=3 file='out.ps' 
  set font duplex
  set intensity 3
  set size x=13 y=17
  set ticks size 0.05
  set window x 2 7  y 2 7
  
  set limits x -60 to 60
  set limits y -60 to 60
  set limits z 0 to 1
  
  set file input='dat.tdm'
  CONTOUR outside=off 

軸の数字を消す†

set labels left   off 
set labels bottom off 

目盛の間隔を調整する†

set limits x 0.0 to 4.0 y 1042 to 1052
set scale x lin labels=4 tick=4
set scale y lin labels=5 tick=4
set limit z 0.0050 to 0.0100
set scale z lin labels=25 tick=4

横軸を角度(degree)にしたい†

set limits x 0 to 180
set scale x base=30 labels=7 tick=3

for文†

• REPEATコマンドでそれっぽいことが出来るかもしれない。使い方はこれから調べる。

出力画像をPNG形式に変換するための小技†

• 単にスクリプトを組んでPostscript -> PDF -> PNG に変換するだけ。

  set device postscript orientation=3 file='tdtemp.ps'
    :
    :
  set device test ( 今まで開いていたpostscriptファイルから抜ける
  spawn ps2pdf tdtemp.ps tdtemp.pdf 
  spawn pdfcrop --margins 0 tdtemp.pdf tdtemp2.pdf > /dev/null ( "> /dev/null"は単にメッセージを消してるだけ
  spawn pdftoppm -png -singlefile tdtemp2.pdf tdtemp2 ( 最終的にtdtemp2.pngというファイルが出来上がる

TeXに埋め込むならわざわざPDFに変換しなくてもPostScriptのままで良いのでは?†

• TeX用の埋め込み画像にPostScriptなんか使ったことなかったけど、簡単に埋め込める。余白の切り抜きも適当にやってくれる。
• TeXコードの例

  \input{epsf} % プリアンブルに書いておく
    :
  \begin{figure}[ht]
    \centering 
    \epsfxsize=13cm 
    \epsfbox{tdout.ps}
    \caption{テスト}
  \end{figure}

• 参考
  • Texで作成した書類に図を入れる
  • LaTeXのページ
  • Postscript ファイルの書き方入門

出来上がったPostscriptファイルを変換する†

• PNG

  ghostscript -sDEVICE=png16 -dNOPAUSE -dBATCH -dSAFER -r300 -sOutputFile=output.png output.ps
  convert output.png -trim output_cropped.png

  • 一発変換

    convert -density 100 output.ps -colorspace RGB -alpha off output.png

    • ちなみに-alpha offを-alpha removeに変えるとアンチエイリアスが有効化される。

• PDF

  ps2pdf output.ps output.pdf
  pdfcrop --margins 0 output.pdf output_cropped.pdf

• スーパーマクロを組めば、一時ファイルを作らずに直接PNGとかPDF出力できるようになるかもしれない。が、それはまた時間がある時に。
  • アイデアとしては、出力先を/dev/stdoutにしてそれをメモリに格納して、、、みたいな?

Example†

• ここ にあるtopdrawer.tar.gzという圧縮アーカイブを展開するとその中にexampleがある。 そのうちのいくつかを実行してみたのをここに載せる。

応用編 : Perlから起動する†

• 小林さんのページ に少し載ってる。 Topdrawerのマクロは、変数とか、for, ifみたいないわゆるプログラミング言語的な記述が弱いのでこういうことをすれば便利になるかも?

• サンプル (sample.pl)

  #!/usr/bin/perl
  open(TD, "|td -w");
  select TD;
  print "1 1\n";
  print "2 2\n";
  print "join\n";

• このファイルを作って perl sample.pl とするとTopdrawerが起動してグラフが表示されるはず。
  • 準備として、シェルでtdと打つとTopdrawerが起動するようにパスを通しておいて下さい。

• 以下、作成中のPerlスクリプト (動きません)

  #!/usr/bin/perl
  
  open(TD, "|td 3>&2 2>&1 1>&3|convert -density 600 - -colorspace RGB -alpha off -resize 25% output.png"); 
  # ↑この表記にすることで、pngファイルに直接出力させる
  select TD;
  
  set "device postscript orientation=3 file='/dev/stderr' 'yellow=b8860b'\n";
  # ↑ポストスクリプトの出力先をエラー出力にする
  
  set "font duplex";
  set "window x 2 7 y 2 7";
  set "limits x 0 to 3";
  set "limits y 0 to 80000";
  
  
  for (my $i = 0; $i < 49; $i++) {
  	set "order x dummy y";
  	set "file input='tmpdirs/tmp${i}/dcs2.dat'";
  	my $ltype = &linetype($i);
  	my $lcolor = &color($i);
   	tdjoin "1 $ltype $lcolor";
  
  } 

あとで整理するメモ書き†

• 誤差棒の端の横棒をなくすには

  set bar size 0

  とする
  • 本林さんのページ

• 軸を消す

  set outline off
  set ticks off
  set labels off
  1 1
  2 2
  join

• 軸だけ描く
  • 範囲設定して範囲外の点をplotする、とか?

• 矢印を書く

  set fill entry full
  arrow from 22 120 data to 22 105 data fill=on

• 関数のプロット
  • Topdrawerコードサンプル集 を参考

    x=0 to 720 step 10
    y="(1/sqrt(2))*(sin(xv)+cos(xv))"
    join red

• Logスケールにした時に軸目盛の数値を指数表記にする

  set scale y log 1 LABELS=EXPONENTIAL

  • Topdrawer Reference Manual 15.64.49.6

関連リンク†

• topdrawerのメモ -- kondowiki
• Topdrawer - KobaWiki
• Topdrawer (小林さんの東工大在籍時のページ)
• Topdrawerコードサンプル集 (同じく小林さん)
• Topdrawer 簡易マニュアル（dx252 用）(本林さんのページ)
• 岡村さんのマニュアル
• Topdrawer Reference Manual -- 公式のやつ?
• Topdrawer Reference Manual -- 上のと多分同じマニュアル。こっちは理研のサーバー。
• topdrawer.pdf -- topdrawer.tar.gz の中にあるTeX形式のマニュアルをPDF化したもの
• データの可視化と解析ツール

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