DOKUMENTNAME:
Verhaltensspezifikation (Pflichtenheft XCTL-Steuerprogramm)
überarbeitetes System
Hauptfunktion: Diffraktometrie/Reflektometrie
Teilfunktion: grafische
Darstellung der Messergebnisse
Dokumentversion: 1.0 (9. Mai 2001)
Autor: Bernhard Buss
Zustand: in Bearbeitung
Dieses Pflichtenheft beschreibt die Teilfunktion 'grafische Darstellung der Meßergebnisse' der Diffraktometrie/Reflektometrie des XCTL-Systems vom Frühjahr 2001.
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 zurück gegriffen. Zur optimalen Nutzung der Grafikausgabe läßt sich diese noch gezielt manipulieren.
2.1 Öffnen eines Linescan- oder Areascan-Fensters
Menupunkte zum Öffnen der zentralen Fenster für die Diffraktometrie/Reflektometrie
Über die Funktion 'Öffnen; Scan-Fenster' wird das Linescan-Fenster
geöffnet. Über die Funktion 'Öffnen; Areascan-Fenster' 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 3.2.1 ini-Datei).
Die anfängliche Achseneinteilung ergibt sich durch vordefinierte
Standardwerte. Im Linescan-Modus und im Areascan-Modus wird als
Scanachse stets der Omega-Winkel vordefiniert (Abzisse), die
Einteilung der Ordinate erfolgt stets logarithmisch skaliert mit
0.1 als Intensitätsminimum und 10000 (Linescan) bzw. 100000 (Areascan)
als Intensitätsmaximum.
2.2 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: (siehe auch Punkt 3.1.1 Dialogbox 'Einstellungen für die Darstellung'
beim 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 Anzahl der Achsbeschriftungen und
der eingezeichneten Hilfslinien läßt sich auch ändern. Die Größe
des Fensters und der Anzeige läßt sich einfach über das Ziehen
der Maus, bei auf dem Fensterrand gedrückter linker Maustaste,
realisieren.
Areascan: (siehe auch Punkt 3.1.2 Dialogbox 'Einstellungen für die Darstellung'
beim 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 Pflichtenheft 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. (Pflichtenheft Diffraktometrie
/ Reflektometrie)
Zusätzlich gibt es noch zwei übersichtliche Darstellungsmöglichkeiten
aller Scans des Areascans. Zum einen als 'raw-Matrix', zum
anderen als 'reciproce lattice Matrix'. 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 (neben 'Logarithmic'
und 'Linear') ist 'User' hinzugekommen, die eine freiere
Skalierung der Intensitätsstufen möglich macht. Speziell für
die Darstellungart 'RL-Bitmap' wurde noch eine zusätzliche
Funktionen implementiert, die eine deutlich bessere Lesbarkeit
eines solchen Bitmaps ermöglicht. 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 Wahl der Abzissenlänge mit der Funktion 'Bildpunkte
X' und eine 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. Die Anzahl der Achsbeschriftungen und der
eingezeichneten Hilfslinien läßt sich auch ändern. Man kann
die Abzissenbeschriftung von Theta-Winkel auf Kanalbeschriftung
umschalten.
Wenn ein Linescan- bzw. Areascan-Fenster geöffnet wurde, kann ein Nachladen von Meßdaten bereits durchgeführter Versuche erfolgen.
Menupunkt zum Nachladen von vorhandenen Meßdaten
In einer Datei abgelegte Meßdaten können über den
Hauptfenster-Menüpunkt 'Datei' -> 'Nachladen' geladen werden.
Es erscheint eine Standard Windows Dialogbox, mit der man eine
einzulesende Datei auswählen kann (siehe Punkt 3.1.4 Daten nachladen
und auch Pflichtenheft XCTL-Programm -
Hauptfunktion: Diffraktometrie/Reflektometrie Teilfunktion: Einstellungen und
Ablauf).
Im Linescan-Modus wird die Anzahl der gelesenen Punkte der
geladenen Kurve in der Statuszeile angezeigt (leider nur in 30iger
Schritten und nicht die genaue Anzahl). 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.
2.4 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.
Die Anzeige von Meßdaten und die Darstellungsarten sind im Punkt 3.1 Benutzerschnittstelle genauer erläutert, die mögliche Manipulation der Fensterkoordinaten ist bereits oben beschrieben (siehe Punkt 2.2 Verändern der Fensterkoordinaten).
Im Linescan und Areascan kann eine Kurve (Darstellungsart 'Curve') zwecks Vergleich mit einer anderen Kurve fixiert, gelöscht und gespeichert werden. (siehe auch Pflichtenheft 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.
Eine beträchtliche Erweiterung der Mauscursorfunktionalität
stellen die neu hinzugefügten Statuszeileninformationen in
Bitmapdarstellungen dar. In 'Raw-Matrix' und 'RL-Bitmap'
Darstellungen kann an beliebiger Stelle mit dem Mauscursor
innerhalb des Meßgebietes geklickt werden. In der Statuszeile
erscheint die Information zur genauen Position im dargestellten
Koordinatensystem. In der Darstellungsart 'Raw-Matrix' werden der
Theta-Winkel und der Omega-Winkel ausgegeben (wobei in Klammern
hinter dem jeweiligen Wert der Abstand vom Mauscursor zum nächstgelegenen
Meßpunkt angegeben wird). Des weiteren werden der genaue
Intensitätswert des Meßpunktes und die Zeile und Spalte des Meßpunktes
in der Rohdaten-Matrix ausgegeben (siehe auch dieses Bild ). In der Darstellungsart 'RL-Bitmap'
werden qx und qz
ausgegeben. Außerdem werden die zu dem Bildpunkt gespeicherten
Werte für den Theta-Winkel, Omega-Winkel, die zum Meßpunkt
zugehörige Intensität und die Zeile und Spalte des Meßpunktes
in der Rohdaten-Matrix ausgegeben (siehe auch dieses Bild).
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 die rechte 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. (siehe Punkt 3.1.3 Dialogbox 'Daten Erhebung' und 3.2.2 dtn-Datei). Die hier erstellte Datei kann im Linescan-Modus nachgeladen werden, wobei beim Generieren der Datei eine Auswahl bezüglich der Anzahl der Meßpunkte und der zu speichernden Koordinatengrößen möglich ist.
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. Nicht ganz durchdacht ist die
Plazierung des Menupunktes zur Auswahl eines bestimmten Scans im
Areascan-Modus ('Scan-Auswahl'). Diese Funktion hätte vielleicht
besser auch in den Modaldialog 'Einstellungen für die
Darstellung' integriert werden können und ist hier auch nicht
beschrieben (siehe Pflichtenheft XCTL-Programm -
Hauptfunktion: Diffraktometrie / Reflektometrie Teilfunktion: Einstellungen und
Ablauf - Areascan). Zusätzlich stehen noch die Funktionen
'Daten Erhebung' zum Erstellen von Intensitätsverlaufs-Schnitten
in Bitmaps und zum Nachladen von bereits gewonnenen Meßdaten
bereit.
Neu hinzu kamen mit der Überarbeitung der grafischen Darstellung
die Dialogbox 'User-Intensitätsskalierung' und das Fenster 'User-Skalierung
Farbwahl'.
3.1.1 Dialogbox 'Einstellungen für die Darstellung' beim Linescan
Leeres Linescan-Fenster mit pop-up-Menu
Im XCTL-Programm ist ein leeres Linescan-Fenster geöffnet worden, durch klicken mit der rechten Maustaste innerhalb des Fensters wurde ein Untermenu aufgerufen. Über den Menupunkt 'Darstellungs-Optionen' kommt man zur Dialogbox 'Einstellungen für die Darstellung'.
DIALOGBOX:
Modaldialog 'Einstellungen für die Darstellung'
3.1.1.1 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 der Statuszeile ausgegeben, der als falsch erkannte Wert wird durch einen Standardwert ersetzt.
3.1.1.2 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 maximal und minimal zulässigen Werte (maximal 10^9, 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 10^4 und für das Minimum 10^-3 vergeben.
- [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.
- [Pushbutton]: User-Skalierung
Diese Funktion ist im Linescan-Modus nicht anwählbar und ist für den Areascan-Modus vorgesehen.
- 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.
- [Textfeld]: Bildpunkte X
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.
- [Textfeld]: Einteilung
Hier wird die Anzahl der vertikal gezeichneten Hilfslinien eingegeben, gleichzeitig wird an jeder Hilfslinie eine Achsbeschriftung vorgenommen. Gültig sind hier Werte von 2 bis15.
- [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.
- [Textfeld]: Einteilung
Hier wird die Anzahl der horizontal gezeichneten Hilfslinien eingegeben, gleichzeitig wird an jeder Hilfslinie eine Achsbeschriftung vorgenommen. Gültig sind hier Werte von 2 bis15.
- [Combobox]: Darstellung als
Für den Linescan-Modus ist ausschließlich 'Curve' zulässig.
Einstellung 'Curve':
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 - siehe auch Pflichtenheft XCTL-Programm - Hauptfunktion: Diffraktometrie/Reflektometrie Teilfunktion: Einstellungen und Ablauf), auf der Ordinate dieWerte für die gemessene Intensität abgetragen. Die Einstellung 'Curve' im Linescan-Modus stellt einen Intensitätsverlauf eines Scans dar.
- 2*[Checkbutton]: 'Größere Punkte' und 'X-Y' Skalierung
Diese Funktionen sind im Linescan-Modus nicht anwählbar und sind für den Areascan-Modus vorgesehen.
- 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. Da unsinnige Kombinationen von Einstellungen schon während des Einstellvorgangs selbst ausgeschlossen werden, braucht hier nichts weiter überprüft zu werden.
- [Pushbutton]: Abbrechen
Das Dialogfenster wird geschlossen, veränderte Werte werden nicht übernommen.
3.1.2 Dialogbox 'Einstellungen für die Darstellung' beim Areascan
Leeres Areascan-Fenster mit pop-up-Menu
Im XCTL-Programm ist ein leeres Areascan-Fenster geöffnet worden, durch klicken mit der rechten Maustaste innerhalb des Fensters wurde ein Untermenu aufgerufen. Über den Menupunkt 'Darstellungs-Optionen' kommt man zur Dialogbox 'Einstellungen für die Darstellung'.
DIALOGBOX:
Modaldialog 'Einstellungen für die Darstellung'
3.1.2.1 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 einer Messagebox ausgegeben, der als falsch erkannte eingegebene Wert wird durch einen Standardwert ersetzt.
3.1.2.2 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 maximal und minimal zulässigen Werte (maximal 10^9, 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 10^4 und für das Minimum 10^-3 vergeben.
- [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 im Dialog 'User-Intensitätsskalierung' definierte User-Level zurück gegriffen, wenn hier keine Definition erfolgte wird eine vordefinierte Einstellung übernommen, welche dem linearen Intensitätsskalaverlauf ähnlich ist. 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.
- 2*[Radiobutton]: Abzisse umschalten
- [Textfeld] / [Scrollbar]: Bildpunkte X
In Darstellungsmodus 'Curve' sind diese Felder inaktiv, da sie nur für Bitmapdarstellungen relevant sind. Dann kann hier mittels des Scrollbalkens die Länge der Abzisse in 50er Schritten aufwärts bzw. abwärts geändert werden. Der voreingestellte Startwert ist 350, das mögliche Minimum liegt bei 200, das Maximum bei 700 Bildpunkten.
- [Textfeld]: Einteilung
Der hier vergebene Wert gibt die Anzahl der vertikalen Beschriftungen und Hilfslinien im Koordinatensystem an. Der Defaultwert ist 5, das Minimum liegt bei 2 Beschriftungen der Abzisse, bzw. vertikalen Hilfslinien. Das Maximum liegt bei 15 Beschriftungen der Abzisse, bzw. vertikalen Hilfslinien.
- [Textfeld] / [Scrollbar]: Bildpunkte Y
In Darstellungsmodus 'Curve' sind diese Felder inaktiv, da sie nur für Bitmapdarstellungen relevant sind. Dann kann hier mittels des Scrollbalkens die Länge der Ordinate in 50er Schritten aufwärts bzw. abwärts geändert werden. Der voreingestellte Startwert ist 350, das mögliche Minimum liegt bei 200, das Maximum bei 700 Bildpunkten.
- [Textfeld]: Einteilung
Der hier vergebene Wert gibt die Anzahl der horizontalen Beschriftungen und Hilfslinien im Koordinatensystem an. Der Defaultwert ist 5, das Minimum liegt bei 2 Beschriftungen der Ordinate, bzw. horizontalen Hilfslinien. Das Maximum liegt bei 15 Beschriftungen der Ordinate, bzw. horizontalen Hilfslinien.
- [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.
Einstellung 'Curve':
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.
Einstellung 'Raw Matrix':
Das XCTL-Programm mit geöffnetem Areascan-Fenster im Darstellungsmodus 'Raw Matrix'.
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. In der 'Raw-Matrix'-Bitmap
ist das untersuchte Messgebiet (Measurementarea) mit Hilfe einer
roten Strichpunktlinie gekennzeichnet. Erfolgt eine Umschaltung
von Abzissen-Winkelbeschriftung auf Abzissen-Kanalbeschriftung,
verlaufen die eingezeichneten vertikalen Hilfslinien parallel zu
den vertikal verlaufenden Messgebiets-Abgrenzungslinien.
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.
Einstellung 'RL-Bitmap':
Das XCTL-Programm mit geöffnetem Areascan-Fenster im Darstellungsmodus 'RL-Bitmap'.
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:
Der Betrag der beiden Vektoren k und k' ist |k|=2 * PI/Lambda. (Lambda=Wellenlänge der Röntgenstrahlung). Also erhält man für die Komponenten des Streuvektors q:
qx= 2 * PI/Lambda (cos(2 Theta-Omega)-cos(Omega))
qz= 2 * PI/Lambda (sin(2 Theta-Omega)+sin(Omega))
Der Omega-Wert wird von der Motorposition übernommen, während 2 Theta aus der Motorposition des Detektors und den Kanalnummern berechnet werden muß (unterschiedliche PSD-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:
2 Theta = 2 * arcsin((q*Lambda) / (4 * PI))
Omega = arccos (qz/q) + 2 Theta/2
wobei q = sqrt(qx*qx+qz*qz) ist.
Bei der Rückrechnung muß auf die fehlende Bijektivität der Hin- und Rückrechnung geachtet werden, da hier trigonometrische Winkelfunktionen verarbeitet werden (z.B. arcus Sinus).
- [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' ist dieses Feld inaktiv.
- [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.
- 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. Da unsinnige Kombinationen von Einstellungen schon während des Einstellvorgangs selbst ausgeschlossen werden, braucht hier nichts weiter überprüft zu werden.
- [Pushbutton]: Abbrechen
Das Dialogfenster wird geschlossen, veränderte Werte werden nicht übernommen.
3.1.3 Dialogbox 'Daten Erhebung'
Die Dialogbox ist über das Untermenu (Klick rechte Maustaste -> 'Daten Erhebung') im Areascan-Fenster bei dargestellter Bitmap erreichbar. Mit Hilfe dieser Funktion kann man Intensitätsverlaufsschnitte in Bitmaps genrieren und die errechneten Daten werden in einer Datei gespeichert. Diese Datei kann dann im Linescan-Modus nachgeladen werden und die gewonnenen Daten werden visualisiert.
DIALOGBOX:
Die Dialogbox 'Daten-Erhebung'.
3.1.3.1 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.
3.1.3.2 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 'Umgebung'-s-Punkten links / rechts oder oben/unten (je nach Auflösung in Abzissen- / Ordinatenrichtung) hinzugezogen und zwischen ihnen das arithmetische Mittel gebildet.
- [Textfeld]: Datei
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.
- [Checkbox]: RL Koor.
Wenn die Checkbox angewählt ist, wird im generierten Meßdatenfile (siehe auch Punkt 3.2.2 dtn-Datei) zuerst die RL-Koordinaten anstatt des Theta- und Omega-Winkels gespeichert. In der später möglichen Auswertung des Meßdatenfiles mit Hilfe des Linescan-Fensters werden an der Abzisse die RL-Koordinaten ausgegeben, wenn die Checkbox angewählt war. Ansonsten werden Theta- und Omega-Winkel ausgegeben.
- [Pushbutton]: OK
Wenn ein neuer Dateiname vergeben wurde, wird das Dialogfenster geschlossen und in der Statuszeile erscheint die Aufforderung zum Festlegen der Meßgeraden. Bei Problemen mit dem Generieren der Datei 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 ins angegebene File geschrieben.
- [Pushbutton]: Abbruch
Das Dialogfenster wird geschlossen, veränderte Werte werden nicht übernommen.
Daten eines in einer Datei abgelegten Linescans / Areascans / Bitmapschnitts können über den Hauptfenster-Menüpunkt 'Datei' -> 'Nachladen...' geladen und im Linescan-Fenster (Daten eines Linescans - Dateiname '*.crv', Daten eines Bitmapschnitts - Dateiname '*.dtn' , Daten einer '2. Kurve' - Dateiname '*.bk') / Areascan-Fenster (Daten eines Areascans - Dateiname '*.psd') dargestellt werden. Dieser Menüpunkt ist nur anwählbar, wenn ein Linescan-Fenster oder Areascan-Fenster geöffnet ist. Eine Auswahl der zu ladenden Datei geschieht über folgende Standard-Windows-Dialogbox.
DIALOGBOX:
Die Standard-Windows 'Datei öffnen' Dialogbox.
3.1.5 Dialogbox 'User-Intensitätsskalierung'
Diese Dialogbox öffnet sich nach Anklicken des 'User-Skalierung' Buttons im Modaldialog 'Einstellungen für die Darstellung'. Sie ist nur im Areascan-Modus mit aktivierter Bitmap-Darstellungsart ('Raw-Matrix' Bitmap / 'RL-Bitmap') verfügbar. Sie dient zur freien Bearbeitung von Intensitätstufen (müssen zwischen Min- und Maxintensität liegen), die einer Farbe (0 entspricht Weiß und 255 entspricht Schwarz) zugeordnet werden. Zur besseren Veranschaulichung öffnet sich gleichzeitig mit diesem Modaldialog das Fenster 'User-Skalierung Farbwahl' (siehe auch Punkt 3.1.6 Fenster 'User-Skalierung Farbwahl'). Hier werden die im Dialog eingestellten Werte visualisiert. Zwischen den einzeln vergeben Intensitäts- und Farbstufen werden die Werte jeweils linear verteilt.
DIALOGBOX:
Der Modaldialog 'User-Intensitätsskalierung', die Veranschaulichung der Stufungen erfolgt in diesem Fenster.
3.1.4.1 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.
3.1.4.2 Eingabe/Ausgabe und Prüfung
- [Textfeld]: Minimum Intensität
Dieses Feld ist nicht editierbar und hier ist der Wert des im Dialog 'Einstellungen für die Darstellung' vergebenen Intensitätsminimums eingetragen.
- [Textfeld]: Minimum Farbwert
Dieses Feld ist nicht editierbar und hier steht stets der Wert 0.
- 8*[Textfeld]: Bereich 1-8 Intensität
Hier können Intensitätsstufen vergeben werden, wobei die Stufung der Größe nach erfolgen muß. Die hier vergebene Intensität wird einem Farbwert im generierten Farbkreis zugeordnet. Dazu steht rechts neben dem 'Intensitätstextfeld' stets ein 'Farbwerttextfeld'.
- 8*[Textfeld]: Bereich 1-8 Farbwert
Hier können Farbstufen vergeben werden, wobei die Stufung der Größe nach erfolgen muß. Die hier vergebene Farbwert wird einer Intenstät zugeordnet. Dazu steht links neben dem 'Farbwerttextfeld' stets ein 'Intensitätstextfeld'.
- [Textfeld]: Maximum Intensität
Dieses Feld ist nicht editierbar und hier ist der Wert des im Dialog 'Einstellungen für die Darstellung' vergebenen Intensitätsmaximums eingetragen.
- [Textfeld]: Maximum Farbwert
Dieses Feld ist nicht editierbar und hier steht der Wert der maximal gleichzeitig zur Verfügung stehenden Farben. (i.A. 255 - 256 Farbwerte)
- [Pushbutton]: Int. skalieren
Bewirkt eine Neugenerierung des Inhalts der editierbaren Textfelder für die Intensitätsstufung. Dabei wird auf einen linearen Verlauf zwischen Intensitätsminimum und Intensitätsmaximum gezielt. Diese Funktion dient zur einfachen Überarbeitung der Intensitätsstufen, falls ein neues Intensitätsmaximum oder Intensitätsminimum im Dialog 'Einstellungen für die Darstellung' vergeben wurde.
- [Pushbutton]: OK
Bewirkt eine Übernahme der eingestellten Werte in der Dialogbox und veranlasst ein Neuzeichnen des Inhalts des Fensters 'User-Skalierung Farbwahl' und der Dialog wird geschlossen. Unsinnige Kombinationen von Einstellungen sind nicht zulässig, so müssen die vergebenen Werte stets aufsteigend zwischen Minimum und Maximum liegen. Ansonsten wird der vergebene Wert durch den vorher eingstellten Wert wieder überschrieben.
- [Pushbutton]: Abbrechen
Das Dialogfenster wird geschlossen, veränderte Werte werden nicht übernommen.
3.1.6 Fenster 'User-Skalierung Farbwahl'
Dieses Fenster dient zur Veranschaulichung der im Dialog 'User-Intensitätsskalierung' vergebenen Farb-/Intensitätswerte und deren Stufungen. Es wird automatisch mit Aktivierung des Modaldialogs 'User-Intensitätsskalierung' generiert (siehe auch Punkt 3.1.5 Dialogbox 'User-Intensitätsskalierung). Dieses Fenster stellt also eine erweiterte Legende dar, um den Bezug der 'User Skalierung' zur generierten Bitmapdarstellung im Areascan-Modus besser zu verstehen. Im linken Teil des Fensters ist der vom XCTL-Programm in Bitmapdarstellungen verwendete Farbverlauf zu sehen. Links an den Farbverlauf werden Markierungen mit der jeweiligen Nummer des Farbbereichs angetragen, so daß der Nutzer die Verteilung der gewählten Farbbereiche besser erkennen kann. Diese Markierungen werden dynamisch zur Laufzeit aktualisiert, so bald sich im Dialog 'User-Intensitätsskalierung' (siehe auch Punkt 3.1.5 Dialogbox 'User-Intensitätsskalierung) etwas ändert. Rechts an den Farbverlauf sind zur Orientierung die Farbnummern der reinen Farben (RGB Modell) geschrieben. Im rechten Teil des Fensters sieht man zu den einzelnen Stufungen gehörige Farbwahlen und Intensitäten. Die Farben der hier erscheinenden Quadrate entsprechen den Farbwerten der Markierungen an der linken Seite des Farbverlaufs im linken Teil des Fensters. Diese Farbquadrate und die zugehörigen Intensitätswerte werden auch dynamisch zur Laufzeit aktualisiert, je nach den Werten im Dialog 'User-Intensitätsskalierung'. Schließen läßt sich das Fensters ausschließlich über die Standard-Windows Funktionen, nachdem kein Modaldialog mehr geöffnet ist.
FENSTER:
Das Fenster 'User-Skalierung Farbwahl', die visualisierten Daten beziehen sich auf obigen Dialog.
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. Neu hinzugekommen ist der Abschnitt [UserScal] der Fensterkoordinaten des neuen Fensters 'User-Skalierung Farbwahl' speichert.
Beispiel:
Erklärung:
Beispiel:
Erklärung:
Beispiel:
Erklärung:
Eine dtn-Datei wird über die Dialogbox 'Daten Erhebung' über die Teilfunktion 'Daten Erhebung' (rechte Maustaste im Areascan-Fenster bei dargestellter Bitmap) erstellt. (siehe Punkt 3.1.3 Dialogbox 'Daten Erhebung')
Beispiel:
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).
Die Testfälle haben einen sehr einfachen Charakter. Da sich
Tests auf die Dialogbox 'Einstellungen für Darstellung' beschränken,
kann man alle möglichen Einstellkombinationen austesten (siehe
Ausführungen unter Punkt 3.1.1 Dialogbox 'Einstellungen für die Darstellung'
beim Linescan und 3.1.2 Dialogbox 'Einstellungen für die Darstellung'
beim Areascan). Dabei muß auf die korrekte
bildnerische Darstellung geachtet werden.
Einige zusätzliche Tests bestehen aus dem Testen der
Mausfunktionalität (Cursor), der Fenstermanipulation,der
Funktion 'Daten Erhebung' bei Bitmaps und der Datenübernahme (Nachladen
/ Übernahme aus einem Experiment).
Die Grafik veranschaulicht den Detail-Testbaum für den Anwendungsfall "Manipulation der grafischen Darstellung beim Linescan"
Die Testfälle wurden mit dem CTE (Classification Tree Editor) generiert, die zugehörige Datei kann hier downgeloaded werden. Beim Durchführen der Testszenarios muß der Tester stets auf die korrekte Darstellung der Daten im Linescan-Fenster achten. Die Testsequenz kann beliebig oft mit verschiedenen Testdaten (mehrere verschiedene Daten-Dateien - '*.dtn' / '*.bk' / '*.crv') durchgeführt werden. Dabei sollte darauf geachtet werden, daß die Testdaten negative Winkel der Scanachse, positive Winkel der Scanachse und den Übergang von negativen zu positiven Winkeln der Scanachse beinhalten.
Die Grafik veranschaulicht den Detail-Testbaum für den Anwendungsfall "Manipulation der grafischen Darstellung beim Areascan"
Die Testfälle wurden mit dem CTE (Classification Tree Editor) generiert, die zugehörige Datei kann hier downgeloaded werden. Beim Durchführen der Testszenarios muß der Tester stets auf die korrekte Darstellung der Daten im Areascan-Fenster achten. Die Testsequenz kann beliebig oft mit verschiedenen Testdaten (mehrere verschiedene Daten-Dateien - '*.psd') durchgeführt werden. Dabei sollte darauf geachtet werden, daß die Testdaten negative Winkel der Scanachsen und positive Winkel der Scanachsen beinhalten.
Fehler aus Entwicklersicht werden im Web-Dokument 'Entwicklerdokumente, Analyse und Definition - Fehler in den Anwendungsfällen, Diffraktometrie/Reflektometrie - Darstellung von Meßwerten' beschrieben.
Fehler aus Nutzersicht:
zur Zeit keine...
Verhaltensspezifikation Ausgangssystem - Hauptfunktion: Diffraktometrie/Reflektometrie - Teilfunktion: grafische Darstellung der Messergebnisse
