Uso di LabPlot

Panoramica dell'interfaccia
LabPlot segue la filosofia MDI (Multiple Document Interface, interfaccia a documenti multipli): tutti gli oggetti creati dall'applicazione sono sistemati in sotto-finestre nell'area principale della finestra dell'applicazione. L'esploratore dei progetti funge da strumento per creare ed organizzare questi progetti in una struttura simile ad un albero, mentre l'esploratore delle proprietà viene usato per modificare le proprietà degli oggetti attualmente selezionati. Molte funzioni sono raggiungibili dal menu principale oppure attraverso specifici oggetti nelle barre degli strumenti e nel menu contestuale, mentre nella barra di stato vengono mostrate le informazioni addizionali e le notifiche dell'applicazione.
La finestra predefinita di LabPlot

Esploratore dei progetti
L'esploratore dei progetti è la parte principale di LabPlot, ed ha lo scopo di manipolare i suoi oggetti. Questi sono organizzati in una struttura simile ad un albero, rappresentante la relazione genitore-figlio tra i vari oggetti. Le cartelle e le sotto-cartelle possono introdurre un raggruppamento aggiuntivo per i vari oggetti.
L'esploratore dei progetti è una finestra agganciabile, e può essere spostata in qualsiasi posto; selezionando o deselezionando la colonna di interesse nel menu contestuale (facendo clic con il in un posto vuoto della vista ad albero o sulla sua intestazione) l'utente può determinare quali colonne debbano essere mostrate. Inoltre, l'elenco degli oggetti mostrati può essere ridotto inserendo un filtro nel campo testuale Ricerca/Filtro.

Area principale
Gli oggetti creati che hanno una vista (come un foglio di lavoro, un foglio elettronico ) sono situati nell'area principale dell'applicazione. A seconda delle attuali impostazioni dell'interfaccia utente, le finestre vengono collocate sia come sotto-finestre indipendenti e libere di muoversi, sia come schede in una vista a schede (interfaccia «vista a schede»).
Quando vengono usate le sotto-finestre, vengono mostrate solo le finestre di oggetti che appartengono alla cartella attualmente selezionata, ma in alternativa la visibilità delle finestre può essere estesa anche alle sue sotto-finestre, o anche a tutte le finestre del progetto. Il comportamento viene controllato dal parametro «Politica di visibilità della finestra», che è accessibile dal menu contestuale dell'esploratore dei progetti.

Esploratore delle proprietà
L'esploratore delle proprietà permette all'utente di modificare gli oggetti attualmente selezionati nell'esploratore dei progetti. Possono essere modificate una gran varietà di proprietà degli oggetti, in modalità annulla/rifai; è anche possibile modificare più oggetti allo stesso tempo.
L'esploratore delle proprietà è una finestra agganciabile, e può essere collocata in qualsiasi posto.

Foglio elettronico
Il foglio elettronico è la parte principale di LabPlot quando si lavora con dati organizzati in colonne; queste sono l'insieme basilare dei dati di LabPlot usato per tracciare i grafici e per l'analisi dei dati. Ogni colonna del foglio elettronico è specificata dal suo nome e dal suo tipo (numerico, di testo, i nomi dei mesi o dei giorni, le date o le ore). Inoltre ad ogni diverso tipo di formato di rappresentazione può essere assegnato un formato numerico delle colonne, come decimale, scientifico
Puoi mascherare i dati selezionati nel foglio elettronico (Selezione Maschera la selezione dal menu contestuale su ogni cella del foglio elettronico). I dati mascherati non vengono tracciati, e sono anche esclusi dalle funzioni di analisi dei dati, come gli adattamenti . In alternativa puoi mascherare o rilasciare i valori in una colonna (Maschera i valori o Rilascia i valori dal menu contestuale della colonna) specificando un intervallo. Sono disponibili molti operatori per specificare i valori da mascherare o da rilasciare («uguale a», «maggiore di», «minore di», ). Queste operazioni possono aiutarti a nascondere alcuni valori anomali nei dati impostati in precedenza, per, ⪚ eseguire un adattamento a questo insieme di dati.
Qualsiasi funzione di un foglio elettronico può essere raggiunta attraverso il menu contestuale (facendo clic con il ): puoi tagliare, copiare o incollare i fogli elettronici, generare, normalizzare ed ordinare i dati, ed infine creare grafici da essi.
I nuovi dati possono essere prodotti sia inserendoli manualmente nel foglio elettronico che generati seguendo alcune prescrizioni. LabPlot fornisce 5 diversi metodi per generare i dati, che sono accessibili dal menu contestuale della colonna:
Numeri di riga - i valori nelle colonne sono impostati in base ai loro numeri di riga; questo fornisce un modo semplice di creare velocemente un indice.
Valori costanti - i valori nella colonna sono impostati a valori costanti forniti dall'utente.
Valori equidistanti (solo per le colonne numeriche) - dando il valore minimo e quello massimo; possono essere generati sia fissando il numero totale di valori nell'intervallo, sia fissando l'incremento (la distanza).
Valori casuali (solo per le colonne numeriche) - i valori sono generati casualmente in base alla distribuzione selezionata. Seleziona una distribuzione «piatta» per generare dei valori casuali distribuiti uniformemente.
Nel caso più semplice una distribuzione non uniforme è calcolata analiticamente dalla distribuzione uniforme di numeri casuali generati applicando una trasformazione appropriata. Le distribuzioni più complicate sono invece create con il metodo di accettazione-rifiuto, che compara la distribuzione desiderata con un'altra simile e conosciuta analiticamente.
Valori della funzione (solo per le colonne numeriche) - i valori sono generati in base ad una funzione matematica fornita dall'utente: è necessario fornire una colonna (un insieme di dati) contenente gli argomenti della funzione. È possibile definire una funzione con più variabili, fornendo poi un insieme di dati (una colonna in un foglio elettronico) per ciascuna di esse. La finestra corrispondente supporta la creazione di un numero arbitrario di variabili.
I dati già esistenti possono essere importati in un foglio elettronico da un file esterno, attraverso la finestra «Importa i dati»; essi saranno immagazzinati nel file del progetto. Le modifiche sui dati eseguite sia nel foglio elettronico che nel file esterno dopo l'importazione non saranno più sincronizzate.
I dai nel foglio elettronico possono essere esportati in un file esterno (vedi la finestra di esportazione).

Matrice
La matrice è un altro contenitore di dati tipo matrice. Si presenta come una tabella o, in alternativa, come un'immagine bidimensionale in scala di grigi. Gli elementi di questa tabella/matrice possono essere pensati come i valori Z, Z=Z(X,Y), dove i valori X e Y sono i numeri rispettivamente della riga e della colonna. La transizione dai numeri della riga e della colonna alle coordinate logiche viene fatta attraverso una mappatura definita dall'utente in entrambe le rappresentazioni.
I dati della matrice possono essere sia inseriti manualmente, sia attraverso un'importazione da un file esterno. In maniera simile alla generazione di una colonna in un foglio elettronico, la matrice può essere riempita con valori costanti, o anche per mezzo di una formula. La schermata qui sotto mostra l'immagine di una matrice insieme alla formula che è stata usata per generare i suoi elementi:

Cartella di lavoro
La cartella di lavoro aiuta l'utente ad organizzare meglio ed a raggruppare diversi contenitori di dati (fogli elettronici e matrici). Quest'oggetto funge da contenitore genitore per i fogli elettronici e le matrici multipli, e li mette insieme in una vista a schede multiple:
Con le cartelle è ancora possibile portare alcune strutture nell'esploratore dei progetti, e raggruppare insieme molti oggetti collegati (foglio elettronici con dati derivanti da file di testo di origine simile, i valori del rosso, del verde e del blu di un'immagine importata in tre diverse matrici, ). Con le cartelle di lavoro l'utente ha la un'ulteriore possibilità per il raggruppamento.

Foglio di lavoro
Il foglio di lavoro è, insieme ai contenitori di dati foglio elettronico e matrice, un'altra parte centrale dell'applicazione, e fornisce un'area per mostrare e per raggruppare insieme diversi tipo di oggetti da foglio di lavoro, come grafici, etichette,
I fogli di lavoro possono avere sia una dimensione fissa (che può essere definita dall'utente oppure predefinita, tipo A4, lettera ), oppure possono riempire completamente tutta l'area disponibile della finestra. Possono organizzare grafici multipli in una disposizione a griglia verticale oppure orizzontale.
Molte proprietà del foglio di lavoro, come la dimensione, il colore di sfondo e le impostazioni sulla disposizione possono essere modificate nel pannello «Proprietà del foglio di lavoro».
Sono accessibili dalla barra degli strumenti, dal menu principale o da quello contestuale del foglio di lavoro nell'esploratore di progetti numerose azioni del foglio di lavoro che hanno a che fare con la creazione di nuovi oggetti, con la modifica della modalità del mouse o con l'ingrandimento.
Il risultato mostrato nel foglio di lavoro può essere esportato in vari formati per mezzo della finestra di esportazione.

Foglio di lavoro CAS
Il foglio di lavoro CAS (Computer Algebra System, sistema di algebra computazionale) è, insieme al foglio di lavoro, la terza parte centrale dell'applicazione, e ti fornisce un'area in cui usare le tue applicazioni matematiche preferite all'interno di un'elegante interfaccia tipo foglio di lavoro.
LabPlot ti offre molte scelte per il motore che vuoi usare; la scelta da fare dipende da quello che vuoi ottenere.
Sono attualmente disponibili i seguenti motori:
Sage: 	 Sage è un software matematico libero open source, pubblicato con licenza GPL. Combina la potenza di molti pacchetti open source esistenti con una comune interfaccia in Python. Per maggiori informazioni vedi http://sagemath.org.
Maxima: 	 Maxima è un sistema per la manipolazione di espressioni simboliche e numeriche, incluse la derivazione, l'integrazione, le serie di Taylor, le trasformate di Laplace, le equazioni differenziali ordinarie, i sistemi di equazioni lineari, i polinomi, gli insiemi, le liste, i vettori, le matrici ed i tensori. Maxima produce risultati numerici ad elevata precisione usando frazioni esatte, interi a precisione arbitraria e numeri in virgola mobile a precisione variabile, e può tracciare funzioni e dati a due e a tre dimensioni. Per maggiori informazioni vedi http://maxima.sourceforge.net.
R: 	 R è un linguaggio ed un ambiente per calcoli statistici e grafici, simile al linguaggio e all'ambiente S. Fornisce un gran varietà di tecniche statistiche (modellizzazione lineare e non lineare, prove statistiche classiche, analisi nel tempo, classificazione, clustering, ...) e grafiche, ed è ampiamente estensibile. Il linguaggio S è spesso scelto per la ricerca nella metodologia statistica, e R è un'alternativa open-source. Per maggiori informazioni vedi http://www.r-project.org.
: 	 è un calcolatore grafico basato su MathML, che appartiene al progetto didattico di . Per maggiori informazioni vedi http://edu.kde.org/kalgebra/.
Qalculate!: 	 Qalculate! non è la classica replica software del calcolatore più economico esistente; mira piuttosto a fare un uso completo dell'interfaccia superiore, potente e flessibile dei moderni computer. Il centro dell'attenzione di Qalculate! è sull'introduzione dell'espressione: invece di inserire separatamente ciascun numero dell'espressione matematica, tu puoi scriverla direttamente per intero, e poi modificarla successivamente. L'interpretazione dell'espressione è flessibile e tollerante gli errori, tuttavia, se fai qualcosa di sbagliato, Qalculate! te lo dirà. Le espressioni non completamente risolvibili non sono però degli errori. Qalculate! ti semplifica per quanto possibile, e ti risponde con un'espressione. Oltre ai numeri e agli operatori aritmetici, un'espressione può contenere una qualsiasi combinazione di variabili, unità e funzioni. Per maggiori informazioni vedi http://qalculate.sourceforge.net/.
Python2: 	 Python è un linguaggio di programmazione dinamico e notevolmente potente, che viene usato in una gran varietà di domini. Ci sono molti pacchetti in Python per la programmazione scientifica.
Python viene distribuito sotto la Python Software Foundation license (GPL compatibile). Per maggiori informazioni vedi il sito web ufficiale.
Questo backend aggiunge un nuovo elemento al menu principale di , Package. L'unica voce in questo menu è Package Importa Package. Questa voce può essere usata per importare package di Python nel foglio di lavoro.
Questo motore supporta solo Python 2.
Scilab: 	 Scilab è un pacchetto di software libero multi-piattaforma per il calcolo numerico e un linguaggio di programmazione di alto livello orientato numericamente.
Scilab è distribuito secondo i termini della licenza CeCILL (compatibile con la licenza GPL). Per maggiori informazioni, consulta http://www.scilab.org/.
Hai bisogno che sia installata nel tuo sistema la versione 5.5 o superiore di Scilab per poter lavorare con questo motore.
Octave: 	 Octave è un linguaggio di alto livello, orientato principalmente al calcolo numerico. Fornisce una conveniente interfaccia a riga di comando per risolvere in modo numerico problemi lineari e non lineari, e per effettuare altri esperimenti numerici usando un linguaggio molto compatibile con MATLAB. Per maggiori informazioni, consulta http://www.gnu.org/software/octave/.
Lua: 	 Lua è un linguaggio leggero per script, con una semplice sintassi procedurale. Ci sono diverse librerie matematiche e scientifiche in Lua.
Per maggiori informazioni vedi http://www.lua.org/.
Questo motore supporta luajit 2.

Fonte dati file
Lo spirito della fonte dati file è molto simile a quello del foglio elettronico per quanto riguarda i dati importati da un file esterno; la differenza è che questi ultimi non possono più essere mostrati o modificati in LabPlot dopo l'importazione. Questo può essere sufficiente ⪚ se vuoi solo tracciare i dati derivanti da un calcolo con un programma esterno (ed in seguito esportarli in un file ASCII).
Dal momento che i dati importati non devono riempire nessun foglio elettronico, l'importazione in una fonte dati file è più veloce di quella in un foglio elettronico; questo può essere un vantaggio quando si lavora con dei file di grandi dimensioni.
È possibile immagazzinare nel file del progetto solo il collegamento al file esterno, e non il suo contenuto; ogni volta che il file del progetto viene aperto in LabPlot questo viene nuovamente letto dal file esterno. È anche possibile fare in modo che LabPlot sorvegli il file per tener conto delle modifiche - il contenuto della fonte dati file viene aggiornato se il file esterno è stato modificato.
Le opzioni aggiuntive che determinano l'importazione dei dati sono equivalenti a quelle fornite nella finestra di importazione.

Raccoglitore di dati
Il raccoglitore di dati è uno strumento che ti permette di estrarre facilmente i dati da file immagine. Il processo di estrazione consiste principalmente nelle seguenti fasi:
L'importazione di un'immagine contenente grafici e curve da cui vuoi leggere i dati.
La selezione del tipo di grafico (cartesiano, polare, ).
La selezione di tre punti di riferimento e l'introduzione dei loro valori; il sistema delle coordinate logiche viene determinato con l'aiuto di questi punti.
Crea una nuova curva del raccoglitore di dati ed imposta il tipo della barra di errore.
Passa alla modalità mouse «Imposta i punti della curva» ed inizia a selezionare i punti sull'immagine importata - le coordinate dei punti selezionati vengono determinate, e sono aggiunte al foglio elettronico «Dati».
È possibile aggiungere più di una curva al raccoglitore di dati. Questo è utile nel caso in cui l'immagine importata contenga più curve da digitalizzare: la curva del raccoglitore di dati «attiva» è quella attualmente selezionata nell'esploratore dei progetti - i punti su cui si fa clic sull'immagine del raccoglitore verranno calcolati ed aggiunti al suo foglio elettronico.
I valori calcolati vengono memorizzati in varie colonne nei fogli elettronici di dati del raccoglitore di dati. Queste colonne si comportano esattamente come le colonne nei normali fogli di calcolo, e possono essere utilizzate direttamente come colonne sorgenti per le curve dei tuoi grafici.
Il raccoglitore di dati supporta il processo di estrazione dei dati mediante vari strumenti di supporto: è disponibile una lente d'ingrandimento per piazzare i punti in maniera più precisa, inoltre l'ultimo punto selezionato può essere traslato con l'aiuto dei tasti di navigazione. Se poi i punti letti hanno le barre di errore, il raccoglitore crea automaticamente delle barre che indicano il punto finale delle barre di errore; queste possono essere spostate con il mouse fino a quando non raggiungono la lunghezza richiesta (la distanza dal punto).
La procedura di estrazione dei dati da un grafico importato come descritta sopra è possibile solo in presenza di un numero limitato di punti. Nel caso in cui le curve nell'immagine importate sono delle linee solide, lo strumento raccoglitore di LabPlot ti permette di leggerle (semi)automaticamente. Per fare questo, dopo aver aggiunto una curva come descritto sopra, passa alla modalità mouse «Seleziona i segmenti della curva»: le curve dei grafici vengono riconosciute ed evidenziate. Facendo clic su di una curva evidenziata (o su di uno dei suoi segmenti), vengono creati i punti lungo di essa. La lunghezza di un segmento e la densità dei punti creati (la separazione tra due di essi) sono dei parametri regolabili. Nella schermata qui sotto, dopo essere passati alla modalità segmento vengono evidenziate tutte le linee nere (in verde). In questo caso specifico la curva è stata riconosciuta come un semplice segmento, ed un singolo clic col mouse su di essa è sufficiente per digitalizzarla, e per piazzare i punti lungo di essa.
In molti casi il grafico non è semplice come sopra (singole curve nere su sfondo bianco), ad esempio ci sono anche le linee della griglia, oppure molte curve sottili e in colori diversi, o lo sfondo non è bianco; in questi casi il riconoscimento automatico fallisce (troppi oggetti evidenziati o nessuno). Per aiutare il raccoglitore a determinare correttamente le curve l'utente deve limitare gli intervalli consentiti nello spazio dei colori HSV (o HSI), mentre per sottrarre lo sfondo non bianco è possibile limitare anche l'intervallo del colore in primo piano. Internamente ciascun pixel dell'immagine viene convertito in bianco e nero, e solo i punti che si adattano con i livelli definiti dall'utente di tonalità, saturazione, valore, intensità e priorità vengono impostati a nero.
Nella schermata qui sotto, le curve blu nell'immagine originale sono state proiettate dopo aver adeguatamente ridotto gli intervalli ammissibili nello spazio del colore (notare il picco del blu nell'istogramma della tonalità). L'immagine trasformata in bianco e nero contiene solo le curve a cui l'utente è interessato, e ora per il raccoglitore è semplice determinare le curve e piazzarci sopra i punti.
L'area attualmente visibile del raccoglitore di dati può essere esportata in maniera simile a quella per il fogli di lavoro. I formati d'immagine supportati sono descritti nella sezione sulla finestra di esportazione.

Finestra di importazione
Nella finestra di importazione puoi importare i dati in uno dei fogli elettronici o delle matrici di LabPlot. I formati di dati supportati sono
ASCII
Binario
Immagine
NetCDF
HDF5
FITS
L'anteprima di tutti i tipi di file supportati è disponibile nella finestra di importazione. Per i formati di dati a struttura interna complessa (come NetCDF, HDF5 and FITS), il contenuto del file viene presentato in un albero che consente un'agevole navigazione all'interno del file. Viene anche fornita una versatile finestra per modificare le intestazioni (parole chiave) di un file FITS.
L'importazione di dati ascii o binari compressi con gzip, bzip2 o con xz può essere fatta direttamente, perché la decompressione avviene in modo trasparente per l'utente.
Deve essere fornito il nome del file contenente i dati da importare. Il pulsante Informazioni sul file apre una finestra nella quale vengono mostrate alcune informazioni sul file selezionato. Può essere specificato il tipo di dati - attualmente sono supportati solo i file ASCII che contengono molti insiemi di dati (vettori) immagazzinati nelle colonne. Il filtro, automatico oppure personalizzato, determina come deve essere elaborato il file: selezionando quello «personalizzato» si possono fornire manualmente molti parametri, come i caratteri di separazione .
Le righe iniziali e finali da leggere possono essere personalizzate usando la scheda Porzione di dati da leggere. Per leggere tutti i dati, specifica -1 come riga o colonna finale.
Importare i dati in LabPlot
Importare i dati in LabPlot

Finestra di esportazione
Un foglio di lavoro può essere esportato in molti formati grafici (vettoriali o raster). Il processo viene eseguito per mezzo della finestra di esposizione, che è raggiungibile da Esporta nella barra degli strumenti principale, oppure da File Esporta nel menu principale.
Accanto al formato grafico, l'utente può specificare quale parte del foglio di lavoro deve essere esportata, e se debba essere esportata anche l'immagine di sfondo o no; può essere fornita inoltre una risoluzione dell'immagine nella grafica raster.
Il contenuto di un foglio elettronico può essere esportato in un file di testo esterno o in uno FITS. Nella finestra di esportazione del foglio elettronico l'utente può specificare il valore del carattere di separazione delle varie colonne, e opzionalmente può essere esportata anche l'intestazione del foglio elettronico (i nomi delle colonne del foglio elettronico).