Visualization on G. T. Wang

ParaView 顯示 LAMMPS 分子動力學模擬結果教學與範例

Mon, 23 Aug 2021 11:54:34 +0800

介紹如何使用 ParaView 顯示 LAMMPS 分子動力學模擬結果。

安裝 LAMMPS

若在 Ubuntu Linux 中，可以在加入 LAMMPS 相關的套件庫之後，透過 apt 安裝 LAMMPS：

# 加入 LAMMPS 相關的套件庫
sudo add-apt-repository ppa:gladky-anton/lammps
sudo add-apt-repository ppa:openkim/latest

# 更新套件庫資訊
sudo apt-get update

# 安裝 LAMMPS
sudo apt-get install lammps-stable

安裝完成之後，系統上就會有一個 lmp_stable 執行檔，可以使用 -help 參數查看使用方式。

R ggplot2 佈景主題：ggpomological 果樹水彩畫

Wed, 07 Jul 2021 19:32:37 +0800

介紹如何在 R 中使用 ggplot2 的 ggpomological 果樹水彩畫佈景主題繪圖。

`ggpomological` 果樹水彩畫佈景主題

ggpomological 是一個適用於 ggplot2 繪圖系統的果樹水彩畫佈景主題，其色盤設計來自於美國國家農業圖書館（USDA National Agricultural Library）上面的水彩畫，套用至 ggplot2 的圖形之後，可以讓圖片呈現類似水彩的風格。

R 使用 ggplot2 繪製長條圖教學與範例

Sat, 03 Jul 2021 20:15:43 +0800

介紹如何使用 R 的 ggplot2 套件繪製高品質的長條圖（bar plot）。

基本長條圖

準備資料

在繪製長條圖之前，先準備好類型名稱 type 與數值 value 的對應表：

# 準備繪製長條圖的資料
my.df <- data.frame(
  type = c("A", "B", "C"),
  value = c(5.6, 7.2, 3.1)
)

查看建立好的資料：

Jupyter 以 itkwidgets 比較兩個影像差異教學與範例

Wed, 06 Jan 2021 09:43:40 +0800

介紹如何在 Jupyter 環境中使用 itkwidgets 的棋盤式與並列式影像比較圖，比較兩張 3D 影像的差異。

棋盤式影像比較圖

首先引入 itk 與 itkwidgets 模組，並以 itk 的 imread 讀取影像：

import itk
import itkwidgets

# 以 ITK 讀取兩張影像
image1 = itk.imread("brainweb165a10f17.mha")
image2 = itk.imread("brainweb1e1a10f20.mha")

使用 itkwidgets 的 checkerboard 函數可以繪製棋盤式的影像比較圖，其中的 pattern 參數可以用來調整格子的數量，這個數量也可以在互動式的操作介面上調整：

SimpleITK 使用 IntensityWindowingImageFilter 轉換影像數值範圍教學與範例

Fri, 27 Nov 2020 09:59:27 +0800

介紹如何使用 SimpleITK 的 IntensityWindowingImageFilter 對影像的像素值進行線性轉換。

IntensityWindowingImageFilter 的作用跟 RescaleIntensityImageFilter 類似，差異在於 IntensityWindowingImageFilter 可以自行指定窗函數的數值區間。

相關文章：
SimpleITK 使用 RescaleIntensityImageFilter 轉換影像數值範圍教學與範例

Python NumPy 陣列與 VTK 影像轉換教學與範例

Wed, 25 Nov 2020 19:03:58 +0800

介紹如何在 Python 中處理 NumPy 與 VTK 兩種影像格式的互相轉換。

相關文章：
Python 處理 NumPy、SimpleITK 與 ITK 影像互相轉換教學與範例

NumPy 陣列轉為 VTK 影像

以下是在 Python 中將普通的 NumPy 陣列轉為 VTK 影像的範例。

Python 使用 Matplotlib 繪製 3D 資料圖形教學與範例

Tue, 24 Nov 2020 15:29:08 +0800

介紹如何在 Python 中使用 matplotlib 的 mplot3d 工具組繪製各種 3D 圖形。

Jupyter 環境設定

若在 Jupyter 或 JupyterLab 環境中，除了安裝好 matplotlib 模組之外，建議也安裝 ipympl，可讓 Jupyter 在網頁中呈現互動式的圖形，對於分析 3D 資料非常有用。

PyVista 高階 VTK 繪圖工具安裝教學與範例

Thu, 19 Nov 2020 20:18:08 +0800

介紹如何在 Python 中使用 PyVista 高階 VTK 繪圖工具繪製各種 3D 資料圖形，適合用於簡報與論文。

VTK 是一套功能強大的繪圖工具，而在 Python 中亦可直接使用 VTK 進行各種圖形的繪製，但是 Python 的 VTK 使用方式幾乎跟 C++ 版本相同，在開發上需要撰寫大量的程式碼，而 PyVista 則是以 VTK 為基礎所開發的 API，讓使用者可以更方便使用 VTK 進行繪圖。

Python matplotlib xkcd 手繪卡通圖模式教學與範例

Sat, 14 Nov 2020 20:43:01 +0800

介紹如何在 Python 中使用 matplotlib 的 xkcd 模式，繪製手繪卡通圖風格的插圖。

手繪卡通圖模式

若要使用 matplotlib 的 xkcd 模式繪製插圖樣式圖形，建議先安裝 Humor Sans 這個卡通風格的字型：

Python 以 SciPy 讀取 WAV 檔案繪製波形圖、時頻譜圖教學與範例

Tue, 10 Nov 2020 07:33:36 +0800

介紹如何在 Python 中使用 scipy 與 matplotlib 模組讀取 wav 聲音檔案，並繪製波形圖（waveform）、頻譜圖（spectrum）與時頻譜圖（spectrogram）。

Excel 圓餅圖繪製教學與範例

Thu, 08 Oct 2020 07:45:36 +0800

介紹如何在 Excel 中將統計資料以圓餅圖呈現，並調整圖形中的顏色與樣式。

假設我們有一些滿意度調查的資料如下，資料從「很不滿意」到「很滿意」分為五類。

Excel 地圖呈現各國家統計資料圖表教學與範例

Mon, 05 Oct 2020 10:56:06 +0800

介紹如何在 Excel 中使用地圖圖表顯示全世界各國家的統計分布資料。

這裡我們以 2020 年起各國家地區 COVID-19 累積病例數與死亡數的資料來示範如何使用 Excel 內建的地圖功能，顯示全球各國家的統計資料分布。

SimpleITK 使用 LabelOverlay 套疊標註影像教學與範例

Wed, 23 Sep 2020 19:05:26 +0800

介紹如何使用 SimpleITK 的 LabelOverlay 將標註影像（label image）自動套用色彩後，疊加在原始影像上。

在檢視原始影像與標註影像的對應時，除了用 LabelToRGBImageFilter 將標註影像轉為 RGB 彩色影像之外，也可以利用 LabelOverlay 自動將標註影像轉為 RGB 彩色影像之後，直接疊在原始影像上面。

SimpleITK 使用 LabelToRGBImageFilter 將標註影像轉為 RGB 彩色影像教學與範例

Wed, 23 Sep 2020 09:57:19 +0800

介紹如何使用 SimpleITK 的 LabelToRGBImageFilter 將標註影像（label image）轉換為 RGB 彩色影像，方便顯示於螢幕上。

在標註影像的區域時，通常會將標註資訊儲存於另外一個標註檔案（label image）之中，跟原始影像搭配使用，以下是 Allen Mouse Brain CCFv3 平均腦與標註影像的範例。

ITK 使用 MeshFileReader 讀取 OBJ 檔案教學與範例

Mon, 07 Sep 2020 10:39:40 +0800

介紹如何使用 ITK 的 MeshFileReader 讀取 OBJ 網格檔案。

Python 讀取 OBJ 檔案

若在 Python 中，可以使用 itk 模組的 MeshFileReader 來讀取 OBJ 檔案：

import itk

# 設定 Mesh 資料型態（浮點數、維度 3）
meshType = itk.Mesh[itk.F, 3]

# 建立 Mesh Reader
meshReader = itk.MeshFileReader[meshType].New()

# 設定 MeshIO
meshIO = itk.OBJMeshIO.New()
meshReader.SetMeshIO(meshIO)

# 指定 OBJ 檔案名稱
meshReader.SetFileName('my_mesh.obj')

# 實際讀取 OBJ 檔案
meshReader.Update()

# 取得 Mesh 內容
mesh = meshReader.GetOutput()

C++ 讀取 OBJ 檔案

若要在 C++ 讀取 OBJ 檔案，可以使用 itk::MeshFileReader：

itkwidgets 互動式 Jupyter 影像視覺化工具使用教學與範例

Fri, 07 Aug 2020 09:30:12 +0800

介紹如何在 Jupyter 環境中使用 itkwidgets 模組，互動式顯示影像或網格等 3D 資料。

itkwidgets 是從 itk-vtk-viewer 所衍生出來的 Python 模組，可以讓使用者在 Jupyter 環境之下顯示各種影像分析相關的資料。

Linux 系統 Blender 安裝與使用 BVTKNodes 教學與範例

Fri, 03 Jul 2020 11:33:35 +0800

介紹如何在 Linux 系統下安裝與使用 BVTKNodes，讓 Blender 可以直接建立並使用 VTK 的流程。

若需要在 Windws 系統下安裝 BVTKNodes，可參考 Windws 系統 Blender 安裝與使用 BVTKNodes 教學與範例。

使用 VTK 與 OpenVDB 將影像轉為 VDB 格式教學與範例

Tue, 23 Jun 2020 08:20:22 +0800

介紹如何使用 VTK 與 OpenVDB 將 VTK ImageData 格式的三維立體影像轉換為 VDB 格式。

VTK 與 OpenVDB

若要將 VTK ImageData 格式（*.vti 檔案）的三維立體影像（volume image）轉換為 VDB 格式，使用 VTK 函式庫讀取影像之後，然後再使用 OpenVDB 函式庫轉為 VDB 的檔案格式，以下是基本的實作程式碼。

VTK 視覺化工具 C++ 程式 Hello World 編譯教學與範例

Tue, 16 Jun 2020 07:17:53 +0800

介紹如何在 Ubuntu Linux 中建立 VTK 應用程式開發環境，撰寫 VTK 的 hello world 程式。

VTK（Visualization Toolkit）是 Kitware 公司所發展的一套開放原始碼的 3D 繪圖函式庫，可用於各領域的三維科學資料處理與顯示，以下是在 Ubuntu Linux 中建立 VTK 應用程式的基本流程。

使用 ITK 與 OpenVDB 將影像轉為 VDB 格式教學與範例

Fri, 05 Jun 2020 14:36:37 +0800

介紹如何使用 ITK 與 OpenVDB 將三維立體影像轉換為 VDB 格式。

ITK 與 OpenVDB

若要將一般的三維立體影像（volume image）轉換為 VDB 格式，可以使用 ITK 函式庫讀取各種三維立體影像，然後再使用 OpenVDB 函式庫轉為 VDB 的檔案格式，以下是基本的實作程式碼。

Python 使用 yt 模組分析、顯示三維立體資料教學與範例

Wed, 27 May 2020 08:01:18 +0800

介紹如何使用 Python 的 yt 模組，分析與顯示三維立體資料，並繪製立體渲染圖形。

yt 是一套 Python 的三維立體資料分析與顯示模組，主要用於物理與工程相關領域，以下是簡單的安裝使用範例，詳細的操作說明可參考 yt 的官方網站。

Windows 系統 Blender 安裝與使用 BVTKNodes 教學與範例

Fri, 22 May 2020 21:19:47 +0800

介紹如何在 Windows 系統下安裝與使用 BVTKNodes，讓 Blender 可以直接建立並使用 VTK 的流程。

若需要在 Linux 系統下安裝 BVTKNodes，可參考 Linux 系統 Blender 安裝與使用 BVTKNodes 教學與範例。

OpenVDB 函式庫自行編譯、安裝、使用教學與範例

Thu, 21 May 2020 19:47:52 +0800

介紹如何從原始碼自行編譯安裝 OpenVDB 函式庫，並編譯一個 hello world 程式。

OpenVDB 是一套開放原始碼的 C++ 函式庫，提供高效能的三維立體資料（volumetric data）儲存結構與處理工具，以下是 OpenVDB 函式庫的安裝、使用教學與範例。

Slurm GPU HPC ParaView 繪圖伺服器編譯、建置教學

Sat, 02 May 2020 15:16:46 +0800

介紹如何編譯 EGL 版本的 ParaView 繪圖伺服器，在 Slurm 排程系統的 GPU HPC 中以 OpenMPI 執行平行 3D 繪圖。

編譯 ParaView 伺服器

下載 ParaView 5.8.0 版的原始碼，使用以下參數設定進行編譯與安裝：

Python SimpleITK 影像處理教學：合併純量影像製作彩色影像

Thu, 23 Apr 2020 21:35:23 +0800

介紹如何在 Python 中使用 SimpleITK 將兩張灰階影像合併成一張 RGB 彩色影像，評估兩張影像的對準狀況。

在做完影像對準（image registration）的處理之後，通常都會需要以視覺化的方式呈現兩張影像，評估對準的結果，以下是將兩張灰階影像合併為一張 RGB 彩色影像的流程示範。

Windows 10 使用 Visual Studio 2019 編譯 VTK/Qt 視窗程式教學與範例

Thu, 19 Mar 2020 06:16:06 +0800

介紹如何在 Windows 10 中使用微軟的 Visual Studio 2019 編譯 VTK 結合 Qt 的視窗應用程式，以及後續的包裝與布署。

VTK 是一套 3D 視覺化工具函式庫，而 Qt 則是一套 C++ 視窗程式設計框架，以下介紹如何在 Windows 10 系統上，使用 MSVC 2019 來編譯 VTK/Qt 的應用程式。

R 繪製樹狀圖 dendextend 套件使用教學與範例

Fri, 07 Dec 2018 09:38:19 +0800

介紹如何使用 dendextend 這個 R 套件，繪製各種複雜的樹狀圖。

dendextend 是一個專門用於繪製各種樹狀圖的 R 套件，其使用的樹狀圖格式為 dendrogram，可以對樹狀圖做各種非常細微的調整，功能非常豐富。