Verhaltensspezifikation XCTL-Steuerprogramm
Ausgangssystem
Hauptfunktion: Diffraktometrie/Reflektometrie
Teilfunktion: grafische
Darstellung der Messergebnisse
Dokumentversion: 1.2 (8. August 2001)
Autor: Bernhard Buss
Zustand: fertig gestellt
Dieses Pflichtenheft beschreibt die Teilfunktion 'grafische Darstellung der Meßergebnisse' der Diffraktometrie/Reflektometrie des RTK-Ausgangssystems (XCTL-Ausgangsystem) vom Sommer 1999.
Inhalt
Die Teilfunktion grafische Darstellung der Messergebnisse ist Teil des Diffraktometrie/Reflektometrie-Gesamtvorganges (Dokument: Diffr./Refl.-Gesamtvorgang). Dort ist sowohl ihre Einordnung in den Gesamtvorgang beschrieben, als auch der fachliche Hintergrund. Die Manipulation der grafischen Darstellung ist nur im Zusammenhang mit schon erfolgten Areascans und Linescans sinnvoll und dient zur Analyse der gewonnenen Messwerte. Mit der Dialogbox Einstellungen für die Darstellung sind alle Einstellungen der grafischen Darstellung änderbar. Die Dialogbox Daten Erhebung wird in diesem Zusammenhang hier beschrieben, weil inhaltlich die Erstellung / Berechnung von Bitmaps und die Gewinnung von Daten daraus zusammengehört.
Zur Durchführung von Experimenten zur Diffraktometrie/Reflektometrie sowie zur Auswertung der gewonnenen Meßdaten benötigt man natürlich auch eine grafische Darstellung der Daten. Diese erleichtert die Auswertung der Experimente durch gezielte Darstellung von Abhängigkeiten der Parameter. Grundsätzlich wird auf eine Darstellung der Parameter in einem Koordinatensystem zurückgegriffen. Zur optimalen Nutzung der Grafikausgabe läßt sich diese noch gezielt manipulieren.
2.1 Überblick über die Darstellungsarten beim Linescan und Areascan
Linescan:
Ein Linescan-Fenster im Darstellungsmodus Curve.
Dargestellt wird im Linescan-Fenster ein Koordinatensystem, auf der Abzisse sind die Werte der Scan-Achse (übernommen aus den Einstellungen zum Durchführen / Nachladen eines Areascans), auf der Ordinate dieWerte für die gemessene Intensität abgetragen. Die Einstellung Curve im Linescan-Modus stellt einen Intensitätsverlauf eines Scans dar. Andere Darstellungsarten sind für den Linescan nicht vorgesehen. Zu beachten ist, daß einzelne Meßpunkte im Koordinatensystem zu einer Linie verbunden wurden. Es handelt sich aber um keinen kontinuierlichen sondern einen diskreten Verlauf.
Areascan:
Ein Areascan-Fenster im Darstellungsmodus Curve
Dargestellt wird im Areascan-Fenster ein Koordinatensystem, auf der Abzisse sind die Werte der Scan-Achse, auf der Ordinate die Werte für die gemessene Intensität abgetragen.
Die Einstellung Curve im Areascan-Modus stellt einen Intensitätsverlauf eines Scans im Areascan-Fenster dar. Zu beachten ist, daß einzelne Meßpunkte im Koordinatensystem zu einer Linie verbunden wurden. Es handelt sich aber um keinen kontinuierlichen sondern einen diskreten Verlauf.
Da ein Areascan ja aus mehreren Scankurven besteht, kann man die Nummer der dargestellten Kurve über die Dialogbox Scan-Auswahl wählen.
Das XCTL-Programm mit geöffnetem Areascan-Fenster im Darstellungsmodus Raw Matrix.
Dieses Bild ist fehlerbehaftet (Thetaoffset nur bei 1. Scankurve berücksichtigt, Achsbeschriftung und Legendenbeschriftung falsch - siehe Punkt 5. Fehler)
Die Einstellung Raw Matrix als Darstellungtyp bewirkt, daß im Areascan-Fenster die Rohdaten-Matrix dargestellt wird. Im Bild sind 3 Dimensionen von Meßwerten aufgezeichnet. 2 Dimensionen ergeben sich aus Abzisse und Ordinate, die 3. Dimension liegt im Farbwert eines Pixels im Koordinatensystem. An der Abzisse sind die Werte des jeweiligen Theta-Winkels, an der Ordinate die dazugehörigen Omega-Winkel Werte angetragen. Der Farbwert des Pixels bei einem Koordinatenpaar (Theta-Winkel, Omega-Winkel) widerspiegelt die bei dieser Einstellung gemessene Intensität. Zum Vergleich der Intensitätsstufen ist rechts neben dem Koordinatensystem eine Legende gezeichnet.
Der Name "Rohdaten-Matrix" rührt von der umrechnungslosen Darstellung der gewonnenen Meßwerte her. Im Gegensatz hierzu gibt es noch die Einstellungsmöglichkeit RL-Bitmap, die eine Umrechnung der Meßwerte erfordert.
Das XCTL-Programm mit geöffnetem Areascan-Fenster im Darstellungsmodus RL-Bitmap.
Diese Bild ist fehlerbehaftet (vertikal gespiegelt dargestellt, Achsbeschriftung und Legendenbeschriftung falsch - siehe Punkt 5. Fehler)
Dargestellt wird hier die Reciproce-Lattice Bitmap, mit deren Hilfe man speziellere Aussagen über die untersuchte Probe machen kann (i.a. der geübte Physiker). Im Bild sind 3 Dimensionen von Meßwerten aufgezeichnet. 2 Dimensionen ergeben sich aus Abzisse und Ordinate, die 3. Dimension liegt im Farbwert eines Pixels im Koordinatensystem. An der Abzisse sind die Werte der reziproken Einheit qx, an der Ordinate die dazugehörigen Werte der reziproken Einheit qz angetragen. Der Farbwert des Pixels bei einem Koordinatenpaar (qx,qz) wiederspiegelt die Intensität. Zum Vergleich der Intensitätsstufen ist rechts neben dem Koordinatensystem eine Legende gezeichnet. Der Name RL-Bitmap (reciproce lattice Bitmap) rührt von der umrechnungsbehafteten Darstellung der gewonnenen Meßwerte her.
Die Umrechnung von Winkeln in reziproke Einheiten erfolgt folgendermaßen:
Veranschaulichung zur Umrechnung von Winkeln in reziproke Einheiten.
Der sogenannte Streuvektor q berechnet sich zu q=k'-k. Ziel der Messung ist es durch gezielte Variation der Winkel Omega (Probe) und 2 Theta (Detektor, PSD) den Vektor q über eine definierte Fläche im reziproken Raum abzurastern. Dies nennt man reciprocal space mapping.
Der Betrag der beiden Vektoren k und k' ist
(Lambda = Wellenlänge der Röntgenstrahlung).
Also erhält man für die Komponenten des Streuvektors q:
Der Omega-Wert wird von der Motorposition übernommen, während 2 Theta aus der Motorposition des Detektors und den Kanalnummern (bei einem 1-dimensionalem Detektor) berechnet werden muß (unterschiedliche Kanalnummern entsprechen unterschiedlichen 2 Theta). Die zu entsprechenden Omega und 2 Theta-Winkeln gehörenden Intensitäten werden im neuen Koordinatensystem den reziproken Einheiten der Winkel zugewiesen. Der dargestellte Farbwert des Pixels zu einem Koordinatenpaar (qx,qz) wiederspiegelt die an dieser Stelle gemessene Intensität. In der RL-Bitmap ist das untersuchte Messgebiet (Measurementarea) mit Hilfe einer roten Strichpunktlinie gekennzeichnet.
Die Umrechnung von reziproke Einheiten in Winkel erfolgt folgendermaßen:
Bei der Rückrechnung muß auf die fehlende Bijektivität der Hin- und Rückrechnung geachtet werden, da hier trigonometrische Winkelfunktionen verarbeitet werden (z.B. arcsin).
2.2 Öffnen eines Linescan- oder Areascanfensters
Menüpunkte zum Öffnen der zentralen Fenster für die Diffraktometrie/Reflektometrie
Über die Funktion Open; Scan-Window wird das Linescan-Fenster
geöffnet. Über die Funktion Open; AreaScan-Window wird
das Areascan-Fenster geöffnet. Es sind die jeweils zentralen
Fenster für den Line- bzw. Areascan. Von hier aus werden alle
weiteren Funktionen aufgerufen. Das Öffnen eines 2. Linescan-/Areascan-Fensters
ist nicht möglich.
Die Lage und Größe eines Linescan- oder Areascan-Fensters kann
standardmäßig im ini-File des XCTL-Programms eingestellt werden
(siehe Punkt 4.1 ini-Datei). Die anfängliche Achseneinteilung
ergibt sich durch vordefinierte Standardwerte. Im Linescanmodus
und im Areascanmodus wird als Scanachse stets der Omega-Winkel
vordefiniert (Abzisse), die Einteilung der Ordinate erfolgt stets
logarithmisch skaliert mit 10-2 als Intensitätsminimum
und 104 (Linescan) bzw. 105 (Areascan) als
Intensitätsmaximum.
2.3 Verändern der Fensterkoordinaten
Die Manipulation der Fensterkoordinaten ist auch ohne gewonnene Meßwerte möglich, aber nicht besonders sinnvoll. Einige Einstellungen zur grafischen Darstellung werden aus den Parametern des Experimentes gewonnen, oder aus den gespeicherten Meßwertdateien übernommen.
Linescan: Die Scanachse wird stets auf der Abzisse dargestellt, der gescannte Bereich wird dargestellt, Minima und Maxima sind bekannt (übernommen aus den Einstellungen zum Durchführen/Nachladen eines Linescans - siehe auch Pflichtenheft XCTL-Programm - Hauptfunktion: Diffraktometrie/Reflektometrie Teilfunktion: Einstellungen und Ablauf - Linescan). Die Ordinatendarstellung ist mittels des Modaldialogs Einstellungen für die Darstellung veränderbar. Die Intensitätsskalierung läßt sich von Logarithmic auf Linear umschalten, bzw. umgekehrt. Es lassen sich neue Minima und Maxima für die Ordinate vergeben. Die Größe des Fensters und der Anzeige läßt sich einfach über das Ziehen der Maus, bei auf dem Fensterrand gedrückter linker Maustaste, realisieren.
Areascan: Die anfängliche Darstellung gleicht der
Darstellung beim Linescan, es wird der 1. Scan des Areascans als
Intensitätsverlaufskurve dargestellt. Der Aufbau des
Koordinatensystems ist prinzipiell derselbe wie beim Linescan,
die Werte für die Achsbeschriftungen können vom Nutzer beeinflußt
werden, bzw. werden automatisch bei nachgeladenen Daten gesetzt.
(übernommen aus den Einstellungen zum Durchführen/Nachladen
eines Areascans - siehe auch Verhaltensspezifikation XCTL-Programm
- Hauptfunktion: Diffraktometrie / Reflektometrie Teilfunktion:
Einstellungen und Ablauf - Areascan)
Die Auswahl eines Scans mit einer anderen Nummer kann über die
Dialogbox Scan-Auswahl erfolgen. (Verhaltensspezifikation
XCTL-Programm - Hauptfunktion: Diffraktometrie / Reflektometrie)
Zusätzlich gibt es noch zwei übersichtliche Darstellungsmöglichkeiten
aller Scans des Areascans. Zum einen als Raw-Matrix Bitmap,
zum anderen als Reciproce-Lattice Bitmap. Es sind die
Werte für Theta (Abzisse) und Omega (Ordinate), bzw. qx und qz gegeneinander
aufgetragen. Intensitätsstufen werden als Farbe der Pixel
sichtbar gemacht, am rechten Fensterrand existiert eine Intensitätslegende.
Die Achsbeschriftungen werden aus dem jeweiligen Experiment, bzw.
den nachgeladenen Daten gewonnen. In diesem Modus kann man
wiederum neue darzustellende Minima und Maxima sowie die
Skalierung der Intensität einstellen. Dies geschieht wieder im
Modaldialog Einstellungen für die Darstellung. Als zusätzliche
Skalierungsart ist User hinzugekommen, die eine freiere
Skalierung der Intensitätsstufen möglich macht. Speziell für
die Darstellungart RL-Bitmap wurden noch zusätzliche
Funktionen implementiert, die eine deutlich bessere Lesbarkeit
eines solchen Bitmaps ermöglichen. Die Funktion X-Y
Skalierung skaliert den angezeigten Bereich der Abzisse so,
daß errechnete Minima und Maxima die Breite der Abzisse voll
ausschöpfen. Des weiteren ist eine frei Wahl der Ordinatenlänge
mit der Funktion Bildpunkte Y möglich. Die Funktion Größere
Punkte stellt errechnete Pixel vergrößert dar, da ansonsten
u. U. einzelne Bildpunkte nicht genügend sichtbar sind -
hervorgerufen durch die u. U. sehr diskrete Intensitätsverteilung
beim durchgeführten Experiment.
Wenn ein Linescan- bzw. Areascanfenster geöffnet wurde, kann ein Nachladen von Meßdaten bereits durchgeführter Versuche erfolgen.
Menüpunkt zum Nachladen von vorhandenen Meßdaten
Archivierte Meßdaten können über den Hauptfenster-Menüpunkt Datei -> Nachladen... geladen werden. Es erscheint eine Standard Windows Dialogbox, mit der man eine einzulesende Datei auswählen kann. Im Linescan-Modus kann eine normale Scankurve (Dateiname *.crv) oder eine Vergleichskurve (Dateiname *.bk) geladen werden. Im Areascan-Modus kann eine archivierte Areascan-Datenbasis nachgeladen werden (Dateiname *.psd).
Im Linescan-Modus wird die Anzahl der gelesenen Punkte der geladenen Kurve in der Statuszeile angezeigt (in 30iger Schritten). Während des Ladevorgangs im Areascan-Modus werden die Anzahl der gelesenen Scans in der Statuszeile angezeigt (in 30iger Schritten), beim erfolgreichen Beenden wird Altes Datenfile wurde gelesen ausgegeben. Im Titel des Fensters werden bei Linescan und Areascan Name und Verzeichnispfad der Meßdatei angezeigt. Die gewählte Darstellungsart und Intensitätsskalierung werden berücksichtigt und eine entsprechende Darstellung der Meßdaten vorgenommen (vorausgesetzt die geladenen Daten fallen in die gewählte Achs-/Intensitätseinteilung). Die Scanachse wird berücksichtigt, die Minima und Maxima der Scanachse(n) werden aus der Meßdatei übernommen. Die Intensitätsskalierung und Intensitätsminima/Intensitätsmaxima werden entsprechend der Einstellungen in der Dialogbox Einstellungen für die Darstellung dargestellt.
2.5 Anzeige und Analyse von Meßdaten
Die Analyse von Meßdaten ist mit mehreren Hilfsmitteln möglich - sinnvoll allerdings nur mit einer bereits durchgeführten Messung oder bereits nachgeladenen Meßdaten.
Im Linescan und Areascan kann eine Kurve (Darstellungsart Curve) zwecks Vergleich mit einer anderen Kurve fixiert, gelöscht und gespeichert werden. (siehe auch Verhaltensspezifikation XCTL-Programm - Hauptfunktion: Diffraktometrie/Reflektometrie) Es sind maximal 2 Kurven gleichzeitig darstellbar, dazu muß die 1. Kurve fixiert und die 2. Kurve nachgeladen werden.
Zur Analyse der im Koordinatensystem dargestellten Daten (alle Darstellungsarten) sind die Statuszeilenausgaben bezüglich der Mauscursorposition eine Hilfe. Da aus technischen Gründen an den Koordinatensystemachsen nur wenige Werte ausgegeben werden, ist die aktuelle Mauscursorposition, nach einem Klick der linken Maustaste im Koordinatensystem, in der Statuszeile ausgegeben. Durch das Drücken / Festhalten der linken Maustaste lassen sich Abstände im Koordinatensystem ermitteln, diese Werte werden in der Statuszeile ausgegeben. Durch die meist relativ feine Koordinatensystemaufteilung und der meist nur grob steuerbaren Maus, sind diesem Verfahren aus technisch / physikalischen Gründen Grenzen gesetzt.
Nachdem die Meßdaten eines Areascans in eine Bitmapdarstellung umgewandelt wurden (Dialogbox Einstellungen für die Darstellung), wird das in der Messung enthaltene Intensitätsspektrum mit Minimum und Maximum in der Statuszeile ausgegeben.
Zur genaueren Prüfung von Meßdaten existiert die Unterfunktion Daten Erhebung (zu Erreichen über einen Klick der rechten Maustaste im Areascan-Fenster bei dargestellter Bitmap), über die die Dialogbox Daten-Erhebung aufgerufen wird. Hier kann man mit der Maus einen Schnitt durch ein dargestelltes Bitmap legen, die auf der Schnittgeraden liegenden Meßpunkte werden errechnet und entsprechende Werte in eine Datei gespeichert.
Nach dem Öffnen der Dialogbox sollte man einen neuen Dateinamen vergeben, die Anzahl der Meßpunkte der Meßgeraden festlegen und wählen ob die Meßgerade horizontal, vertikal oder "frei Hand" verlaufen soll. Nach dem Schließen der Dialogbox mittels des OK-Buttons erscheint die Aufforderung zum Festlegen der Meßgeraden. Bei Problemen mit dem Dateinamen wird eine Dialogbox ausgegeben. Durch einen Klick mit der linken Maustaste ins Koordinatensystem wird der Startpunkt der Meßgeraden festgelegt. Wenn man die linke Maustaste gedrückt hält, kann man den Cursor zum gewünschten Endpunkt der Meßgeraden ziehen. Zur Orientierung wird die Startposition und die derzeitige Position des Mauscursors in der Statuszeile ausgegeben. Das Loslassen der linken Maustaste legt den Endpunkt der Meßgeraden fest. Es erscheint eine Messagebox zur erfolgreichen Ausführung, die Punkte auf der Meßgeraden werden gespeichert und alle berechneten Werte werden in die angegebene Datei geschrieben.
Die Benutzerschnittstelle teilt sich funktionsorientiert. Zum einen teilt sie sich in die Manipulation der grafischen Darstellung der Meßergebnisse beim Linescan, zum anderen mit der selben Funktion beim Areascan.
Zusätzlich stehen noch die Funktionen Daten Erhebung zum Erstellen von Intensitätsverlaufs-Schnitten in Bitmaps und die Funktion zum Nachladen von bereits gewonnenen Meßdaten bereit.
3.1 Dialogbox "Einstellungen für die Darstellung" beim Linescan
Leeres Linescanfenster mit pop-up-Menü
Im XCTL-Programm ist ein leeres Linescan-Fenster geöffnet worden, durch Klicken mit der rechten Maustaste innerhalb des Fensters wurde ein Untermenü aufgerufen. Über den Menüpunkt Darstellungs-Optionen kommt man zur Dialogbox Einstellungen für die Darstellung.
DIALOGBOX:
Modaldialog Einstellungen für die Darstellung
3.1.1 Steuerung
Die Dialogbox ist mausgesteuert, der Wechsel zwischen den Dialogelementen ist mittels der Tabulator-Taste möglich. Eine Bestätigung der geänderten Werte innerhalb der Dialogbox ist mittels Return-Taste, Neuzeichnen-Button oder OK-Button möglich. Die Dialogbox schließt sich nach betätigen des OK-Buttons, bzw. des Abbrechen-Buttons. Falls Bedienfehler auftreten wird eine entsprechende Fehlermeldung in der Statuszeile oder in einem Nachrichtenfenster ausgegeben (diese Funktionalität ist praktisch nicht vorhanden – siehe Punkt 5. Fehler), der als falsch erkannte eingegebene Wert wird durch einen Standardwert ersetzt.
3.1.2 Eingabe/Ausgabe und Prüfung
- [Textfeld]: Maximum und Minimum der Intensität
Diese Textfelder sind durch den Nutzer editierbar. Beim Bestätigen der eingegebenen Werte wird eine Prüfung hinsichtlich der zulässigen Werte (maximal 109, minimal 10-4) vorgenommen, des weiteren muß das Maximum größer als das Minimum sein (diese Funktionalität ist noch nicht gewährleistet – siehe Punkt 5. Fehler). Die vergebenen Werte beeinflussen die dargestellte Intensitätsskala, das Minimum schließt die Intensitätsskala nach unten hin, das Maximum nach oben hin ab. Falls das Maximum kleiner als das Minimum ist, bzw. das Minimum größer als das Maximum, werden für das Maximum standardmäßig 104 und für das Minimum 10-3 vergeben (diese Funktionalität ist noch nicht gewährleistet – siehe Punkt 5. Fehler).
- [Combobox]: Intensitätsskalierung
Mögliche Einstellungen sind Logarithmic und Linear. Die Einstellung Logarithmic bewirkt eine log10 verteilte Darstellung der Intensitätsskala und Linear bewirkt eine linear verteilte Darstellung der Intensitätsskala. (diese Funktionalität ist noch nicht gewährleistet – siehe Punkt 5. Fehler)
- 2*[Radiobutton]: Abzisse umschalten
Diese Funktion ist im Linescan-Modus nicht anwählbar und ist für den Areascan-Modus vorgesehen. Die Abzisse wird stets mit den Winkelgrößen der Scanachse beschriftet vergeben (diese Funktionalität ist noch nicht gewährleistet – siehe Punkt 5. Fehler).
- [Combobox]: Darstellung als
Für den Linescanmodus ist Curve zulässig vergeben (diese Funktionalität ist noch nicht gewährleistet – siehe Punkt 5. Fehler).
- 2*[Checkbutton]: Größere Punkte und X-Y Skalierung
Diese Funktionen sind im Linescan-Modus nicht anwählbar und sind für den Areascan-Modus vorgesehen.
- [Textfeld]: Bildpunkte Y
Diese Funktion ist im Linescan-Modus nicht anwählbar und ist für den Areascan-Modus vorgesehen. Die Änderung der Größe des Anzeigefensters kann mittels gedrückter linker Maustaste auf dem Fensterrand und dem gleichzeitigem Ziehen der Maus erfolgen.
- 2*[Pushbutton]: Neuzeichnen und OK
Bewirkt eine Übernahme der eingestellten Werte in der Dialogbox und veranlasst ein Neuzeichnen des Koordinatensystems und des dargestellten Intensitätsverlaufs, bei Neuzeichnen bleibt das Dialogfenster geöffnet und bei OK wird es geschlossen. Auf unsinnige Kombinationen von Einstellungen wird schon während des Einstellvorgangs reagiert. Auf unzulässige Werteingaben wird mit Ausgaben von entsprechenden Nachrichtenfenstern reagiert. (diese Funktionalität ist noch nicht gewährleistet – siehe Punkt 5. Fehler).
- [Pushbutton]: Abbrechen
Das Dialogfenster wird geschlossen, veränderte Werte werden nicht übernommen (diese Funktionalität ist noch nicht gewährleistet – siehe Punkt 5. Fehler).
3.2 Dialogbox "Einstellungen für die Darstellung" beim Areascan
Leeres Areascan-Fenster mit pop-up-Menü
Im RTK-Programm ist ein leeres Areascanfenster geöffnet worden, durch klicken mit der rechten Maustaste innerhalb des Fensters wurde ein Untermenü aufgerufen. Über den Menüpunkt Visualising Options (Namenswahl inkorrekt – siehe Punkt 5. Fehler) kommt man zur Dialogbox Einstellungen für die Darstellung.
DIALOGBOX:
Modaldialog Einstellungen für die Darstellung
3.2.1 Steuerung
Die Dialogbox ist mausgesteuert, der Wechsel zwischen den Dialogelementen ist mittels Tabulator-Taste möglich. Eine Bestätigung der geänderten Werte innerhalb der Dialogbox ist mittels Return-Taste, Neuzeichnen-Button oder OK-Button möglich. Die Dialogbox schließt sich nach Betätigen des OK-Buttons, bzw. des Abbrechen-Buttons. Falls Bedienfehler auftreten wird eine entsprechende Fehlermeldung in einem Nachrichtenfenster ausgegeben, der als falsch erkannte eingegebene Wert wird durch einen Standardwert ersetzt. Diese Fehlerprüfung wird unzureichend in diesem Entwicklungsstadium der Software durchgeführt (siehe Punkt 5. Fehler).
3.2.2 Eingabe/Ausgabe und Prüfung
- [Textfeld]: Maximum und Minimum der Intensität
Diese Textfelder sind durch den Nutzer editierbar. Beim Bestätigen der eingegebenen Werte wird eine Prüfung hinsichtlich der zulässigen Werte (maximal 109, minimal 10-4) vorgenommen, des weiteren muß das Maximum größer als das Minimum sein. Die vergebenen Werte beeinflussen die dargestellte Intensitätsskala, das Minimum schließt die Intensitätsskala nach unten hin, das Maximum nach oben hin ab. Falls das Maximum kleiner als das Minimum ist, bzw. das Minimum größer als das Maximum, werden für das Maximum standardmäßig 104 und für das Minimum 10-3 vergeben. (diese Funktionalitäten sind noch nicht gewährleistet siehe Punkt 5. Fehler)
- [Combobox]: Intensitätsskalierung
Mögliche Einstellungen sind Logarithmic, Linear und User. Die Einstellung Logarithmic bewirkt eine log10 verteilte Darstellung der Intensitätsskala, Linear bewirkt eine linear verteilte Darstellung der Intensitätsskala und User bewirkt eine benutzerspezifisch verteilte Darstellung der Intensitätsskala. Zur Einstellung User wird auf in der ini-Datei definierte User-Level (Nutzerschranken) zurück gegriffen, wenn hier keine Definition erfolgte wird eine vordefinierte Einstellung übernommen, welche dem linearen Intensitätsskalaverlauf ähnlich ist (siehe Punkt 4.1 ini-Datei). Die hier auswählbaren Skalierungsarten werden automatisch angepaßt. Nur im Falle von Raw Matrix und RL-Bitmap als Darstellungstyp ist eine Wahl von User als Intensitätsskalierung sinnvoll und zulässig. Die Wahl von Logarithmic und Linear ist immer möglich. Im Falle von Curve als Darstellungstyp muß die Intensität auf der Ordinate skaliert werden, ansonsten wird die Intensität als Farbe der Koordinatenpixel skaliert. (diese Funktionalitäten sind noch nicht gewährleistet siehe Punkt 5. Fehler)
- 2*[Radiobutton]: Abzisse umschalten
Die Umschaltung zwischen beiden Möglichkeiten folgt den entweder / oder Prinzip. Die Umschaltung bewirkt, bei Daten zueinem Areascan-Experiment mit einem 1-dimensionalen Detektor, eine Umrechnung der Scan-Achse in Kanäle, bzw. umgekehrt. An der Abzisse werden Kanäle des Detektors, bzw. Winkel der Scan-Achse angetragen. Bei einem Areascan-Experiment mit einem 0-dimensionalen Detektor darf diese Umschaltung nicht zur Verfügung stehen. (diese Funktionalitäten sind noch nicht gewährleistet siehe Punkt 5. Fehler)
- [Combobox]: Darstellung als
Entsprechend dem hier eingestellten Modus müssen die Möglichkeiten der Intensitätsskalierung angepaßt werden (siehe Intensitätsskalierung). Für den Areascan-Modus ist Curve, Raw Matrix und RL-Bitmap zulässig.
- [Checkbutton]: Größere Punkte
Die Anwahl bewirkt eine vergrößerte Darstellung der Pixel innerhalb der Bitmap, da u. U. ansonsten Pixel nicht richtig zu erkennen sind. In der Darstellungsart Curve und Raw Matrix ist dieses Feld inaktiv. (diese Funktionalitäten sind noch nicht gewährleistet siehe Punkt 5. Fehler)
- [Checkbutton]: X-Y Skalierung
Die Anwahl von X-Y Skalierung bewirkt die Streckung des dargestellten Untersuchungsareas, entweder voll auf Abzissen- bzw. auf Ordinatenlänge. In der Darstellungsart Curve und
Raw Matrix ist dieses Feld inaktiv. (diese Funktionalitäten sind noch nicht gewährleistet siehe Punkt 5. Fehler)
- [Textfeld]: Bildpunkte Y
In Darstellungsmodus Curve und Raw Matrix ist dieses Feld inaktiv, da es nur für RL-Bitmap Darstellungen relevant ist. Der voreingestellte Startwert ist 500, das mögliche Minimum liegt bei 200, das Maximum bei 700 Bildpunkten. (diese Funktionalitäten sind noch nicht gewährleistet siehe Punkt 5. Fehler)
- 2*[Pushbutton]: Neuzeichnen und OK
Bewirkt eine Übernahme der eingestellten Werte in der Dialogbox und veranlasst ein Neuzeichnen des Koordinatensystems und des dargestellten Intensitätsverlaufs, bei Neuzeichnen bleibt das Dialogfenster geöffnet und bei OK wird es geschlossen. Auf unsinnige Kombinationen von Einstellungen wird schon während des Einstellvorgangs reagiert. Auf unzulässige Werteingaben wird mit Ausgaben von entsprechenden Nachrichtenfenstern reagiert. (diese Funktionalität ist noch nicht gewährleistet – siehe Punkt 5. Fehler).
- [Pushbutton]: Abbrechen
Das Dialogfenster wird geschlossen, veränderte Werte werden nicht übernommen (diese Funktionalität ist noch nicht gewährleistet – siehe Punkt 5. Fehler).
3.3 Dialogbox "Daten Erhebung"
DIALOGBOX:
Dialogbox Daten-Erhebung
3.3.1 Steuerung
Die Dialogbox ist mausgesteuert. Eine Bestätigung der geänderten Werte innerhalb der Dialogbox ist mittels Return-Taste oder OK-Button möglich. Die Dialogbox schließt sich nach Betätigen des OK-Buttons, bzw. des Abbruch-Buttons.
3.3.2 Eingabe/Ausgabe und Prüfung
- [Textfeld]: Meßpunkte
Dieses Textfeld ist für den Nutzer editierbar. Nach der Aufforderung zum Festlegen des Start- und Endpunktes der zu erstellenden Meßgeraden (erfolgt nach Betätigung des OK-Buttons) wird eine Meßgerade zwischen den Punkten erstellt, die Anzahl der Punkte wird hier festgelegt.
- [Textfeld]: Umgebung
Falls der Nutzer hier einen Wert ungleich 0 eingibt, werden zur Berechnung der gemessenen Intensitätswerte jeweils die Intensitätswerte von x-Punkten links / rechts oder oben / unten (je nach Auflösung in x/y Richtung) hinzugezogen und zwischen ihnen das arithmetische Mittel gebildet.
- [Textfeld]: File
Der Name der zu erstellenden Datei (im aktuellen Verzeichnis) wird festgelegt.
- [Checkbox]: dx=0
Wenn die Checkbox angewählt ist, entsprechen alle x-Werte der Meßgeraden dem x-Wert des festgelegten Startpunktes. Dies entspricht einer Meßgeraden parallel zur Abzisse.
- [Checkbox]: dy=0
Wenn die Checkbox angewählt ist, entsprechen alle y-Werte der Meßgeraden dem y-Wert des festgelegten Startpunktes. Dies entspricht einer Meßgeraden parallel zur Ordinate.
- [Pushbutton]: OK
Wenn ein neuer Filename vergeben wurde, wird das Dialogfenster geschlossen und in der Statuszeile erscheint die Aufforderung zum Festlegen der Meßgeraden.
- [Pushbutton]: Abbruch
Das Dialogfenster wird geschlossen, veränderte Werte werden nicht übernommen.
Eine in einer Datei abgelegter Linescan / Areascan (Formate *.crv / *.psd) kann über den Hauptfenster-Menüpunkt Datei -> Nachladen... geladen und im Scanfenster dargestellt werden. Dieser Menüpunkt ist nur anwählbar, wenn ein Linescanfenster oder Areascanfenster geöffnet ist. Eine Auswahl der zu ladenden Datei geschieht über folgende Standard-Windows-Dialogbox.
DIALOGBOX:
Standard-Windows Dialog zum Nachladen einer auszuwählenden Datei
Für die bildnerische Darstellung von Meßwerten sind ausschliesslich folgende Abschnitte und Parameter relevant. Zum einen der Abschnitt [Scan], der sich mit folgenden Parametern auf bildnerische Darstellungsmöglichkeiten beim Linescan bezieht. Zum anderen der Abschnitt [AreaScan] der Parameter für bildnerische Darstellungsmöglichkeiten beim Areascan bereitstellt.
Beispiel:
Erklärung:
Beispiel:
Erklärung:
Eine dtn-Datei wird über die Dialogbox Daten Erhebung, aufrufbar über die Teilfunktion Inquire Data (rechte Maustaste im Areascanfenster bei dargestellter Bitmap) erstellt. (siehe Punkt 3.3 Dialogbox "Daten Erhebung")
Beispiel:
# Source = D:\DIPLOM\TEST\M4680.PSD
# Order = Omega Theta Intensity Y X Delta
2.757e-01 3.646e-01 1.759e+01 1.024e-04 1.024e-04 4.37e-03
2.755e-01 3.760e-01 1.759e+01 1.118e-04 1.118e-04 7.03e-03
2.753e-01 3.873e-01 2.220e+01 1.142e-04 1.142e-04 1.06e-03
2.751e-01 3.987e-01 2.220e+01 1.240e-04 1.240e-04 1.22e-02
2.749e-01 4.101e-01 2.220e+01 1.341e-04 1.341e-04 2.36e-02
2.747e-01 4.214e-01 6.670e+01 1.251e-04 1.251e-04 9.11e-03
2.745e-01 4.328e-01 6.670e+01 1.353e-04 1.353e-04 2.78e-03
2.743e-01 4.442e-01 2.027e+02 1.418e-04 1.418e-04 5.21e-03
2.741e-01 4.556e-01 2.789e+03 1.444e-04 1.444e-04 2.28e-03
2.739e-01 4.669e-01 2.789e+03 1.552e-04 1.552e-04 1.03e-02
2.737e-01 4.783e-01 2.203e+02 1.537e-04 1.537e-04 5.40e-03
2.735e-01 4.897e-01 5.147e+01 1.606e-04 1.606e-04 3.39e-03
2.733e-01 5.010e-01 2.530e+01 1.676e-04 1.676e-04 2.70e-03
2.731e-01 5.124e-01 1.701e+01 1.747e-04 1.747e-04 4.06e-03
2.729e-01 5.238e-01 1.701e+01 1.864e-04 1.864e-04 1.46e-02
2.727e-01 5.351e-01 1.701e+01 1.984e-04 1.984e-04 2.58e-02
2.725e-01 5.465e-01 1.701e+01 2.108e-04 2.108e-04 3.71e-02
2.723e-01 5.579e-01 5.253e+00 1.817e-04 1.817e-04 3.10e-02
2.721e-01 5.692e-01 5.253e+00 1.936e-04 1.936e-04 1.98e-02
2.719e-01 5.806e-01 5.778e+00 1.884e-04 1.884e-04 9.95e-03
Erklärung:
Dieser Punkt soll hier nur der Vollständigkeit halber erwähnt werden. Es existieren crv-Dateien und bk-Dateien beim Linescan (siehe Verhaltensspezifikation Diffraktometrie/Reflektometrie Teilfunktion: Einstellungen und Ablauf beim Linescan). Beim Areascan existieren neben der beschriebenen dtn-Datei noch psd-Dateien, rep-Dateien und bk-Dateien (siehe Verhaltensspezifikation Diffraktometrie/Reflektometrie Teilfunktion: Einstellungen und Ablauf beim Areascan).
Fehler aus Entwicklersicht werden online in unseren Projekt-Seiten im Web-Dokument 'Entwicklerdokumente, Analyse und Definition - Fehler in den Anwendungsfällen, Diffraktometrie/Reflektometrie - Darstellung von Meßwerten' beschrieben. (eine gedruckte Version liegt im Anhang der Diplomarbeit vor)
Fehler aus Nutzersicht:
Die Darstellungsmöglichkeiten sollen nach Wünschen der Physiker erweitert werden.
Beispiele sind:
Der zur Erarbeitung der Anforderungen benötigte Zeitraum beläuft sich von November 2000 bis Januar 2001. Die Definition wurde von mir erstellt, in Konsultationen und in Korrespondenz mit Hilfe von E-Mail wurden Anforderungen mit den Physikern besprochen.
Eine erste Zusammenkunft mit Mitarbeitern des Physik-Fachbereiches fand am 19.7.2000 statt [9]. Hier kristallisierte sich die zukünftige Zusammenarbeit mit den Physikern Dr. M. Schmidbauer und T. Panzner heraus. Es wurden Fehler seitens der grafischen Darstellung und mehrere Wünsche zur Funktionalitätserweiterung diskutiert.
Das nächste Treffen fand am 23.11.2000 statt. Hier präsentierte ich die von mir behobenen Fehler seitens der grafischen Darstellung, weiterhin wurde noch einmal tiefgründiger nach den Erweiterungswünschen gefragt. Meine Gesprächspartner waren Dr. Schmidtbauer und Dr. Hanke. Die Anforderungsdefinition wurde im Januar 2001 fertig gestellt.
Raw-Matrix Bitmap (Rohdaten-Matrix Bitmap):
Die Bitmap wird aus den Rohdaten (umrechnungslos) eines Areascans erstellt. An der Abzisse sind Thetawinkel und an der Ordinate der entsprechende Omegawinkel abgetragen. Die 3. Dimension in der Darstellung erfolgt über die Farbgebung des Pixels bei einem Koordinatenpaar [Theta, Omega]. Zur Farbgebung - Intensitätsabstufung wird stets eine Legende mit angegeben. Die einzelnen Scankurven werden "übereinandergestapelt". Hierbei muss für jede Scankurve ihr entsprechender Thetawinkeloffset beachtet werden.
RL Bitmap (reciprocal lattice Bitmap, reziprokes Gitter Bitmap):
Die Bitmap wird mit Hilfe der entsprechend berechneten reziproken Einheiten eines Areascans erstellt. An der Abzisse sind die Werte für qx und an der Ordinate die Werte für qz angetragen. Die 3. Dimension in der Darstellung erfolgt über die Farbgebung des Pixels bei einem Koordinatenpaar [qx, qz]. Zur Farbgebung - Intensitätsabstufung wird stets eine Legende mit angegeben. Bei der Berechnung der reziproken Einheiten muss der für jede Scankurve ihr entsprechender Thetawinkeloffset beachtet werden.
reziproke Einheiten:
Sie werden zur Darstellung/Berechnung eines RL-Bitmaps benötigt. Man bezieht sich bei der Darstellung auf eine reziprokes Gitter, wobei der geübte Betrachter bessere Schlußfolgerungen über den Aufbau der untersuchten Probe gewinnen kann. Die Berechnung der reziproken Einheiten erfolgt aus entsprechenden Werten für den Thetawinkel und Omegawinkel einer Areascan-Datenbasis.
Die Umrechnung von reziproke Einheiten in Winkel erfolgt folgendermaßen:
Bei der Rückrechnung muß auf die fehlende Bijektivität der Hin- und Rückrechnung geachtet werden, da hier trigonometrische Winkelfunktionen verarbeitet werden (z.B. arcsin).
Measurementarea / Untersuchungsgebiet:
Zur besseren Visualisierung in Bitmapdarstellungen wird das untersuchte Meßgebiet bei Areascans mit Hilfe einer roten Strichpunktlinie markiert. Gemessene Intensitätswerte liegen nur für den Bereich innerhalb des von der Strichpunktlinie umgebenen Gebietes vor.