Praxis

Der Einsatz von Grace gestaltet sich relativ einfach: Normalerweise lesen Sie zunächst Daten aus einer Datei ein, bearbeiten und formatieren diese und erstellen anschließend eine Ausgabedatei.

Wie diese Daten aussehen, demonstrieren einige Beispiele, die zur Installation von Grace gehören. Listing 1 zeigt den Inhalt der Datei 2.1.dat, die zum Kapitel 2.1 des Tutorials [4] gehört: Mehrere Zeilen enthalten jeweils vier durch Leerzeichen oder Tabulatoren getrennte Werte. Sie finden das File unter /usr/share/grace/doc/2.1.dat oder /usr/share/gracegtk/doc/2.1.dat. Zum Laden solcher Textdateien verwenden Sie die Funktion ASCII Data unter Import im Menüpunkt Data oder alternativ die Schaltfläche Import (Abbildung 1).

Listing 1

1       4       3       2
2       3  3 4
3 2  3 2
4 1 3 4

Grace öffnet nun ein komplexes Fenster (Abbildung 2). Über Read to graph zeigt es einen Auszug aus der eingelesenen Datei, was den Aufruf eines externen Editors erspart. Darunter, im Feld Columns, ordnen Sie die Spalten zu. Voreingestellt – wie hier gezeigt – interpretiert Grace nur die erste Spalte als X-Werte, alle weiteren Spalten als Y-Werte. Das ändern Sie bei Bedarf durch Editieren des Feldes.

Abbildung 2: Bereits beim Einlesen von Daten ordnen Sie diese so zu, dass der resultierende Graph direkt die gewünschte Form annimmt.

Mit Load as definieren Sie, wie die Anzeige erfolgt und wie Grace die Daten dabei interpretieren soll. Sie testen das zum Beispiel, indem Sie als Interpretation nicht Single Set (ein Datensatz) auswählen, sondern NXY (Abbildung 3). Sie haben die Möglichkeit, einzelne Datensätze mehrfach einzulesen und unterschiedlich aufzubereiten. Weiterhin ermöglicht der Dialog es, zusätzliche Datensätze einzulesen und entsprechend zu interpretieren. Erst ein Klick auf Abbrechen oder Accept schließt den Import der Daten.

Abbildung 3: Von der gewählten Interpretation der Daten hängt es ab, wie die Applikation die Ergebnisse anzeigt. Die Abbildung zeigt die Darstellung NXY des Datensatzes aus Listing 1.

Einzelne Datensätze, die Sie nicht mehr benötigen, entfernen Sie mittels der Funktion Data_sets... im Menü Edit (Abbildung 4). Das Menü Edit dieses Dialogs enthält darüber hinaus die Funktion Duplicate, mit der Sie einen Datensatz duplizieren. Mit Kill data löschen Sie zuvor ausgewählte Datensätze, über Edit data passen Sie Datensätze im Editor oder der Tabellenkalkulation an. Der Punkt Create new ermöglicht das Anlegen ganz neuer Datensätze, entweder aus bestehenden Daten mittels Editor oder Tabellenkalkulation, oder durch eine Formel (siehe Kasten "Formeln").

Abbildung 4: Haben Sie eine Reihe von Datensätzen eingelesen, entfernen Sie bei Bedarf gezielt einzelne daraus oder passen diese an.

Formeln

Grace kann mit Formeln rechnen und diese darstellen. Die Arbeitsweise fällt dabei allerdings etwas gewöhnungsbedürftig aus: Zunächst öffnen Sie dafür durch Data sets... im Menü Edit den in Abbildung 5 gezeigten Dialog. Anschließend wählen Sie darin – ebenfalls im Menü Edit – unter Create new mit By formular den Eingabemodus für Formeln. Für diese verwendet das Programm eine ganz spezielle Syntax: Der Ausdruck $t in dieser Schreibweise kommt als freie Variable zum Einsatz, die sowohl für die X-Achse als auch für die Formel (Y-Achse) als Referenz dient. Oft kommt die Zuordnung X=$t zum Einsatz, die den X-Wert direkt mit der Variablen assoziiert. Für die eigentliche Formel – im Beispiel y=sin($t)/$t(^2)x – kommt ebenfalls $t zum Einsatz. Die genaue Form der Eingabe hängt dabei vom Typ des Graphen ab. Über Accept oder Anwenden aktivieren Sie die Formel.

Abbildung 5: Formeln geben Sie über einen speziellen Dialog ein.

Die letzten beiden Menüpunkte in diesem Dialog gehen noch einen Schritt weiter: Sie erlauben, die Darstellung für den ausgewählten Datensatz gezielt anzupassen (Abbildung 6). Hier zeigt sich wieder die Komplexität der Software: Links finden Sie unter Objects im Bereich Graph die Datensätze (Set 0 bis Set 8). Rechts führt das Fenster Options in fünf Reitern die für die Anzeige verfügbaren Parameter auf – neben mehreren Varianten von Linien gehören dazu diverse Symbole sowie Fehlerbalken. Im Bereich Ann. values platzieren Sie für jede Kurve zusätzlich noch Anmerkungen.

Abbildung 6: Alle Details bei der Anzeige von Datensätzen steuern Sie bei Bedarf bis ins Detail.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, in diesem Dialog unter Legende 0 eine Legende für die Grafik sowie zusätzliche Linien oder Polygone zu erzeugen. Selbst eine Grafik für den Hintergrund binden Sie schnell ein (Abbildung 7). Um ein Bild zu platzieren, klicken Sie auf Image, was den passenden Dialog öffnet. Hier wählt Choose a file to load die Bilddatei. Das Platzieren erfolgt mit der Maus nach einem Klick auf Create & place with mouse. Verwenden Sie mehrere Hintergrundgrafiken, so stellt Layer die Reihenfolge ein und steuert damit, welche Grafik was überdeckt.

Abbildung 7: Hintergrund-Grafiken sollten Sie vorab mittels Gimp in der Deckkraft reduzieren, damit die Linien der Diagramme sich nicht darin verlieren. Dafür bietet Grace selbst keine Funktion an.

Möchten Sie unterschiedliche Datensätze in verschiedenen Farben ausgeben, verwenden Sie dazu All colors im Menü Data. Die gesamten Möglichkeiten zum Formatieren von Graphen finden Sie im Grace-Handbuch [5].

Spezialitäten

Grace verfügt über einige spezielle Fähigkeiten: So kann es etwa eingelesene Daten analysieren. Dabei stehen Funktionen wie Fast-Fourier-Transformation (FFT), Integration und Differenzieren, Interpolation und Glätten, Splines (einschließlich erweitertem Glätten in Form von Akima-Splines), Falten, Correlation und Covariation sowie Histogramme und Sortierungen bereit. Daneben verfügt Grace über eine eingebaute Programmiersprache, die über ladbare Module ermöglicht, die Software über von Ihnen definierte Funktionen und sogar über externe Programme zu steuern.

Liefert ein externes Programm Daten, so bearbeitet Grace diese in Echtzeit. Die GUI steht dabei weiterhin für diese Daten bereit. Mit sogenannten Hotlinks greifen Sie auf Quellen zu, die unterschiedliche Daten enthalten; dabei darf es sich um Dateien oder Pipes handeln. Mit einem Mausklick aktualisieren Sie die Ausgabe. Grace unterstützt die Ausgabe in Postscript sowie PDF, SVG und Bitmap-Formate. Die Vektorgrafiken ermöglichen quasi jeden gewünschten Grad an Details.

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