Abstract. The color scale is a specialized label object that displays a color map and an accompanying numerical scale for color mapped or contour data plots. As the geometry modeling kernel of SALOME, OpenCASCADE provides the color scale function. The paper focus on the usage of color scale in OpenCASCADE. Key Words. OpenCASCADE, Color Scale, 應力雲圖, 顔色映射表
OpenCASCADE Color Scale
Abstract. The color scale is a specialized label object that displays a color map and an accompanying numerical scale for color mapped or contour data plots. As the geometry modeling kernel of SALOME, OpenCASCADE provides the color scale function. The paper focus on the usage of color scale in OpenCASCADE.
Key Words. OpenCASCADE, Color Scale, 應力雲圖, 顔色映射表
1. Introduction
應力雲圖是一種應用廣泛的标量場可視化方法，也經常用于表達矢量場或張量場的一個分量。雲圖在顔色與标量資料之間建立某種确定的映射關系，在計算機螢幕上繪制一個顔色離散變化的圖像來顯示科學計算結果。雲圖将标量場定義域内的資料值映射成不同的顔色，進而通過顔色變化來反映資料場中資料的變化規律。
很多數值分析軟體後處理的結果都有繪制雲圖的功能。如下圖所示為Abaqus軟體産生的雲圖：
Figure 1.1 A Colored Stress Patterns by Abaqus
OpenCASCADE作為SALOME開源數值分析軟體的幾何造型核心，也提供了雲圖可視化的功能。本文主要介紹如何使用OpenCASCADE來顯示模型的應力雲圖中的顔色映射表(Color Scale)。
2. Color Scale
雲圖繪制依賴于顔色集合與标量場數值集合之間的一一映射，即顔色映射表(Color Scale)。顔色映射表為區域填充時建立數值與顔色的映射關系。如下圖所示：
Figure 2.1 Color Scale
作為分析對比參照标準，使用者可以根據顔色線性表對應的數值範圍，來判斷某區域内數值分布規律。顔色線性表不僅應用于雲圖繪制，也應用于其他計算可視化算法中。
顔色線性表可以定義成不同的形式，多以對比鮮明的色彩作為線性表段顔色，在兩個對比色之間采用過渡顔色。
在OpenCASCADE中顔色映射表的繪制是由Viewer來實作的。其Tcl指令為vcolorscale，如下所示：
Figure 2.2 Color Scale Tcl Command: vcolorscale
預設的顔色映射表的顯示效果如下圖所示：
Figure 2.3 Color Scale in Draw Test Harness
3. Tcl Test
OpenCASCADE基于Tcl/Tk的Draw Test Harness環境很友善測試一些想法。現在在Draw Test Harness中來顯示一個完整的雲圖，如下圖所示：
Figure 3.1 Color Scale in Draw Test Harness
實作上圖的Tcl腳本代碼如下所示：
#
# Copyright (c) 2014 eryar All Rights Reserved.
#
# File : colorscale.tcl
# Author : [email protected]
# Date : 2014-09-20 18:10
# Version : 1.0v
#
# Description : Demonstrate the usage of OpenCASCADE color scale.
#
pload ALL
meshfromstl m data/stl/head.stl
meshcolors m nodaltex 0
# show the color sacle.
vcolorscale
vfit 首先加載所需要的所有子產品，再從head.stl中加載網格模型；設定網格頂點顔色後就用vcolorscale指令打開發顔色映射表。
4.Code Analysis
根據Tcl指令找到對應的C++實作代碼如下所示：
//=============================================================================
//function : VColorScale
//purpose : representation color scale
//=============================================================================
#include <V3d_ColorScale.hxx>
static int VColorScale (Draw_Interpretor& di, Standard_Integer argc, const char ** argv)
{
if ( argc != 1 && argc != 4 && argc != 5 && argc != 6 && argc != 8 )
{
di << "Usage : " << argv[0] << " [RangeMin = 0 RangeMax = 100 Intervals = 10 HeightFont = 16 Position = Right X = 0 Y = 0] " << "\n";
return 1;
}
Handle(AIS_InteractiveContext) aContext = ViewerTest::GetAISContext();
if(aContext.IsNull()) {
di << argv[0] << " ERROR : use 'vinit' command before " << "\n";
return -1;
}
Standard_Real minRange = 0. , maxRange = 100. ;
Standard_Integer numIntervals = 10 ;
Standard_Integer textHeight = 16;
Aspect_TypeOfColorScalePosition position = Aspect_TOCSP_RIGHT;
Standard_Real X = 0., Y = 0. ;
if ( argc < 9 )
{
if( argc > 3 )
{
minRange = Draw::Atof( argv[1] );
maxRange = Draw::Atof( argv[2] );
numIntervals = Draw::Atoi( argv[3] );
}
if ( argc > 4 )
textHeight = Draw::Atoi( argv[4] );
if ( argc > 5 )
position = (Aspect_TypeOfColorScalePosition)Draw::Atoi( argv[5] );
if ( argc > 7 )
{
X = Draw::Atof( argv[6] );
Y = Draw::Atof( argv[7] );
}
}
Handle(V3d_View) curView = ViewerTest::CurrentView( );
if ( curView.IsNull( ) )
return 1;
Handle(Aspect_ColorScale) aCSV = curView->ColorScale( );
Handle(V3d_ColorScale) aCS = ( Handle( V3d_ColorScale )::DownCast( aCSV ) );
if( ! aCS.IsNull( ) )
{
aCS->SetPosition( X , Y );
aCS->SetHeight( 0.95) ;
aCS->SetTextHeight( textHeight );
aCS->SetRange( minRange , maxRange );
aCS->SetNumberOfIntervals( numIntervals );
aCS->SetLabelPosition( position );
if( !curView->ColorScaleIsDisplayed() )
curView->ColorScaleDisplay( );
}
return 0;
} 由上述代碼可知，顔色映射表主要是設定目前View中的Aspect_ColorScale。顯示顔色映射表主要是由類V3d_ColorScale實作。取得目前視圖的顔色表對象後，設定相關參數，即可調用視圖的ColorScaleDisplay()來顯示了。
根據上述Draw Test Harness中的實作代碼，可以很容易地在自己的程式中實作相關的功能了。
5.Conclusion
OpenCASCADE的視圖也提供了顯示顔色映射表的功能，通過設定視圖的V3d_ColorScale的相關參數，即可顯示出顔色映射表了。
6. References