SurfaceXplorer :: Visualization Windows

ОДО "Микротестмашины"

| SurfaceXplorer [Интерфейс пользователя] > [Окна визуализации]

2.2 Специализированные окна визуализации данных

2.2.1 Окно двухмерного представления
Заголовок окна
СЗМ-изображение
Информация о параметрах СЗМ-изображения
Цветовая шкала высот
Ось X
Ось Y
Изменение размера окна двухмерного представления
Контекстное меню окна двухмерного представления
2.2.2 Окно трехмерного представления
Заголовок окна
СЗМ-изображение
Краткая информация
Цветовая шкала высот
Интерактивная трансформация
Контекстное меню окна трехмерной визуализации
2.2.3 Окно представления профиля поперечного сечения
Заголовок окна
Область построения (график)
Нижняя (горизонтальная) ось
Левая ось
Правая ось
Кнопки управления марекром
Кнопки выбора активной линии
Кнопки зеркального отображения активной линии
Условные обозначения (легенда)
Информационное поле
Контекстное меню
2.2.4 Окно представления данных анализа
Заголовок окна
Диаграмма распределения высот
Гистограмма распределения локальных углов наклона
Ориентационная диаграмма
Информационное поле
Контекстное меню

Специализированные окна визуализации данных располагаются в рабочей области главного окна программы SurfaceXplorer. Они предназначены для отображения в графической форме как исходных данных, так и результатов их обработки или анализа. Данные в зависимости от их специфики и задач могут отображаться в следующих окнах:

- 2D - Окно двухмерного представления
- 3D - Окно трехмерного представления
- Profile - Окно представления профиля поперечного сечения
- Histogram - Окно представления данных анализа

2.2.1 Окно двухмерного представления

Окно двухмерного представления используется для отображения данных в виде карты высот или свойств в соотвтествии с цветовой шкалой. Общий вид окна двухмерного представления и его элементы представлены на рис. 2.2.1.1. При работе с СЗМ-данными окно двухмерного представления является основным для отображения как самих данных, так и результатов их обработки, а также проведения процедур выделения объектов.

Рис. 2.2.1.1 - Окно двухмерного представления СЗМ данных (нажмите на соответствующий элемент для перехода к его описанию).

Настройка параметров отображения графической информации в окне двухмерного представления осуществляется на панели [2D] вкладки Properties (Свойства).

Заголовок окна формируется следующим образом:
[имя файла с СЗМ-данными] : [имя типа (поля) данных] < [наименование последней операции, произведенной над СЗМ-изображением в данном окне] >

Содержание окна:

- СЗМ-изображение в двухмерном представлении - в центральной части окна. При наличии в файле совместных полей данных по умолчанию визуализируется СЗМ-изображение топографии. Выбор другого типа СЗМ-данных для визуализации производится либо с помощью селектора полей данных на панели инструментов, либо с помощью контекстного меню. Настройка изображения производится на панели 2D вкладки Properties (Свойства), а также с помощью панели настройки цветовой палитры Palette.
- Информация о параметрах СЗМ-изображения - текстовая строка непосредственно над СЗМ-изображением с числовыми данными о следующих величинах (cлева направо):
  - Линейный размер СЗМ-изображения по оси X
  - Линейный размер СЗМ-изображения по оси Y
  - Полная высота СЗМ-изображения (линейный размер по оси Z)
  - [Размер матрицы данных XxY]
  Числовые параметры разделяются знаком "x". Единицы измерения, приводимые за числовыми значениями, соответствуют: um = микрометры, nm = нанометры. Размер матрицы данных (параметр в квадратных скобках) приводится в точках.
- Цветовая шкала высот - справа от СЗМ-изображения. Вверху над шкалой указывается наименование вертикальной оси Z и единицы измерения по ней (например, um = микрометры, nm = нанометры, o - градусы и др.). Справа от цветовой линейки размещена вертикальная шкала с делениями и метками в единицах, указанных над шкалой.
  Двойной щелчок левой кнопкой мыши по области цветовой шкалы высот вызывает (активизирует) панель настройки цветовой палитры для текущего СЗМ-изображения
- Ось X - шкала внизу под СЗМ-изображением с делениями и метками в физических единицах длины, наименование оси и единицы измерения по ней (um = микрометры, nm = нанометры). При включенной опции Left-top axis (Изменить положение начала координат) ось X отображается сверху над СЗМ-изображением.
- Ось Y - шкала слева от СЗМ-изображения с делениями и метками в физических единицах длины, наименование оси и единицы измерения по ней (um = микрометры, nm = нанометры). При включенной опции Left-top axis (Изменить положение начала координат) отсчет по шкале начинается сверху.

Двойной щелчок левой кнопкой мыши по области окна (кроме области цветовой шкалы высот и заголовка) вызывает (активизирует) панель настройки двухмерного представления [2D] (аналогично команде Properties контекстного меню).

Изменение размера окна двухмерного представления
Исходный размер СЗМ-изображения в окне двухмерного представления определяется размером матрицы данных: кажая точка СЗМ-матрицы представляется на экране одним пикселом. Таким образом, СЗМ-изображение с матрицей 256*256 точек данных на экране будет представлено избражением размером 256*256 пикселов. При необходимости, размер области визуализации СЗМ-изображения (а соответственно, и размер самого СЗМ-изображения) может быть изменен.

Ступенчатое пропорциональное изменение размера области визуализации производится:

- с помощью команд контекстного меню, вызываемого однократным щелчком правой кнопкой мыши в поле окна. Предусмотрено масштабирование СЗМ-изображения до 25%, 50%, 75%, 100%, 150%, 200%, 400%, 800% от исходного размера;
- с помощью команд пункта меню View > Zoom >, предусматривающих масштабирование СЗМ-изображения до 25%, 50%, 75%, 100%, 150%, 200%, 400%, 800% от исходного размера;
- с помощью селектора масштаба на панели инструментов (панель типов визуализации). В выпадающем списке предусмотрено масштабирование СЗМ-изображения до 25%, 50%, 75%, 100%, 150%, 200%, 400%, 800% от исходного размера.

Произвольное пропорциональное изменение размера области визуализации производится:

- с помощью селектора масштаба на панели инструментов (панель типов визуализации) вводом произвольного масштаба представления текущего СЗМ-изображения.
  Ввод нового значения предусматривает установку курсора в числовом поле селектора (щелчок левой кнопкой мыши в поле ввода), набор нового значения масштаба вручную на клавиатуре компьютера, завершение процедуры - нажатие клавиши Enter на клавиатуре компьютера;
- перетаскиванием угловой зоны окна двухмерного представления (рис. 2.2.1.2 слева).
  Перетаскивание осуществляется установкой курсора мыши над угловой зоной окна (при этом конфигурация курсора изменяется на наклонную стрелку, как на рис. 2.2.1.2 слева), нажатием и удержанием в нажатом положении левой кнопки мыши, перемещением курсора мыши в новое положение и, в завершение, отпусканием левой кнопки мыши.

Рис. 2.2.1.2 - Произвольное изменение размеров окна двухмерного представления: слева - пропорциональное с помощью перетаскивания угловой зоны границы окна; справа - непропорциональное (в одном направлении) перетаскиванием границы окна (здесь - в вертикальном направлении).

Произвольное непропорциональное изменение размера окна двухмерного представления (и, соответственно, самого СЗМ-изображения в нем) производится перетаскиванием границ окна при нажатой левой кнопке мыши (рис. 2.2.1.2 справа). При этом перетаскивание вертикальной или горизонтальной границы окна вызывает непропорциональное изменение одного размера, соотвественно, по горизонтали или вертикали.

Увеличение СЗМ-изображения до размера рабочей области программы производится с помощью кнопки (Maximize) в заголовке окна.

Вернуть исходный размер СЗМ-изображению можно
- с помощью команды 100% в подменю масштабирования Zoom > контекстного меню окна;
- выбрав масштаб 100% в селекторе масштаба на панели типов визуализации.

Контекстное меню окна двухмерной визуализации предоставляет быстрый доступ к наиболее частоиспользуемым для двухмерного изображения функциям, командам и процедурам:

- Properties (Свойства) - команда вызова панели настройки двухмерного представления [2D];
- Refresh (Обновить) - команда обновления (перерисовки) изображения в окне двухмерного представления;
- Zoom > - подменю предустановленных масштабов СЗМ-изображения в окне двухмерного представления. Предусмотрены варианты масштабирования до 25%, 50%, 75%, 100%, 150%, 200%, 400%, 800% от исходного размера окна;
- Leveling > (Выравнивание) - вызов подменю процедур автоматического выравнивания СЗМ-изображения;
- Change palette (Изменить палитру) - команда вызова панели настройки цветовой шкалы. Аналогична двойному щелчку левой кнопкой мыши по области цветовой шкалы высот в окне;
- Show 2D for... > (Показать 2D для...) - вызов подменю для визуализации совместных полей данных в новом окне двухмерного представления;
- View 3D (Просмотр в 3D) - построение трехмерного изображения на основе данных из текущего окна двухмерного представления.
- Duplicate (Дупликация) - команда создания дубликата текущего окна двухмерного представления;
- Macros > (Макрокоманды) - вызов подменю работы с макрокомандами: редактирвование Edit и запуск макрокоманд из ранее определенного набора;
- Compare images (Сравнить изображения) - исполнение функции сравнения СЗМ-изображений;
- Create profile (Построить профиль) - команда автоматического выделения отрезка на текущем СЗМ-изображении и построения по нему профиля поперечного сечения в вызываемом окне визуализации профиля. Выделяемый отрезок автоматически размещается параллельно оси X посредине оси Y. После выполнения команды допускается произвольное интерактивное изменение положения выделенного отрезка;
- Histogram (Гистограмма) - команда вызова окна визуализации данных анализа;
- Crop (Вырезать) - команда вырезания выделенного прямоугольного участка СЗМ-изображения необходимо предварительно выделить прямоугольный участок);
- Arithmetic (Арифметика) - вызов функции проведения арифметических опреаций с СЗМ-изображением;
- Normalize (Нормализовать) - команда нормализации текущего СЗМ-изображения: точка начала отсчета шкалы высот устанавливается на один уровень с нижней точкой рельефа на СЗМ-изображения;
- Save protocol (Сохранить протокол) - команда записи последовательности произведенных над текущим СЗМ-изображением процедур в файл без изменения исходной матрицы данных. При последующей загрузке этого файла последовательность может быть воспроизведена для автоматического повторения записанных операций и восстановления последнего состояния СЗМ-изображения. Аналогична команде меню File > Save protocol;
- Filters > (Фильтры) - подменю специальных фильтров для обработки текущего СЗМ-изображения. Аналогично пункту меню Functions > Filters> . При наличии в текущем окне выделенной прямоугольной области действует на этот выделенный участок изображения.

Помимо перечисленных выше пунктов контекстного меню при выделении на СЗМ-изображении прямоугольной области в список доступных команд добавляется команда Adjust palette by selection - настройка цветовой палитры всего изображения по образцу диапазона высот выделенного участка.

2.2.2 Окно трехмерного представления

Окно трехмерного представления СЗМ-изображения (рис. 2.2.2.1) строится по данным, отображаемым в текущем окне двухмерного представления и является по отношению к последнему вспомогательным. Тем не менее, трехмерная визуализация, обеспечиваемая в нем, является наиболее естественной для восприятия. СЗМ-изображение в окне трехмерного представления может быть интерактивно трансформировано для наилучшего обзора деталей или соотношения элементов рельефа. Кроме того трехмерное изображение может одновременно совмещать данные двух типов (двух СЗМ-матриц), что значительно повышает информативность этой функции визуализации и предоставляет, например, возможность непосредственного визуального анализа распределения свойств материала по поверхности.

Рис. 2.2.2.1 - Окно трехмерного представления СЗМ-изображения.

Окно трехмерного представления отображается в рабочей области окна программы для текущего СЗМ-изображения (активного окна двухмерного представления):
- при выборе команды меню View > View 3D;
- при выборе команды в контекстном меню окна двухмерного представления View 3D;
- при нажатии кнопки на панели инструментов программы.

Настройка параметров отображения графической и текстовой информации в окне трехмерного представления осуществляется на панели [3D] вкладки Properties (Свойства).

Произвольное изменение размера окна трехмерного представления осуществляется принятыми в операционной системе Windows способами. При этом изменение вертикального размера окна (в любом случае) вызывает пропорциональное масштабирование самого СЗМ-изображения. Изменение горизонтального размера окна не влияет на масштаб СЗМ-изображения.

Заголовок окна формируется следующим образом:
[имя файла с СЗМ-данными] : [имя типа (поля) данных, образующих трехмерный каркас]

В окне представлены:

- СЗМ-изображение в трехмерном представлении - в центральной части окна. Вместе с трехмерным СЗМ-изображением могут отображаться координатные оси. Настройка параметров визуализации СЗМ-изображения производится на панели [3D] вкладки Properties. Трансформация СЗМ-изображения интерактивно может быть также произведена с помощью мыши при нажатой левой кнопке в комбинации с другими клавишами на клавиатуре компьютера .
- Краткая информация - в верхнем левом углу окна - представляет основные геометрические и статистические характеристики СЗМ-изображения. Включение и отключение опции отображения краткой информации осуществляется в развернутом варианте панели [3D] вкладки Properties (Свойства).
  - В верхней строке указываются размеры СЗМ-изображения - диапазоны по осям X, Y и Z (X:## Y:## Z:##), а также текущий масштаб представления высот (данных по оси Z) по отношению к наиболее длинной (в физических единицах) из сторон СЗМ-изображения ([#.#:1]). За единицу в масштабе принимается самая длинная сторона.
  - В нижней строке приводятся среднее арифметическое отклонение профиля Ra и среднее квадратическое отклонение профиля Rq для участка поверхности, отображаемого на данном СЗМ-изображении.
- Цветовая шкала высот - в правом верхнем углу окна - представляет информацию о распределении цветов по вертикальной оси для оболочки, определяющей палитру трехмерного каркаса. Вверху над шкалой указывается наименование вертикальной оси Z и единицы измерения по ней (например, um = микрометры, nm = нанометры, o - градусы и др.). Слева от цветовой линейки размещена вертикальная шкала с делениями и метками в единицах, указанных над шкалой. Включение и отключение опции отображения цветовой шкалы высот осуществляется в развернутом варианте панели [3D] вкладки Properties (Свойства).

Комбинации кнопок для управления трехмерным СЗМ-изображением в окне 3D

Left mouse button - Поворот СЗМ-изображения

Клавиатура + мышь

Ctrl + Left mouse button - Увеличение/уменьшение СЗМ-изображения в окне

Alt + Left mouse button - Перемещение точки обзора СЗМ-изображения

Shift + Left mouse button - Управление положением источника света

Интерактивная трансформация трехмерного изображения в окне производится с помощью мыши при нажатой левой кнопке. В комбинации с нажатием и удержанием кнопок Ctrl, Alt или Shift на клавиатуре компьютера предусматриваются следующие четыре функции управления трехмерным СЗМ-изображением.

- Left mouse button - При нажатии левой кнопки мыши перемещение курсора мыши в поле окна трехмерного представления вызывает поворот СЗМ-изображения вокруг своего центра в окне. Данная функция активирована по умолчанию, на что указывает конфигурация курсора при нахождении в поле окна. Данная функция дублируется в секции управления положением камеры на панели [3D] вкладки Properties (Свойства).
- Ctrl + Left mouse button - при нажатии левой кнопки мыши при удержании клавиши Ctrl на клавиатуре компьютера перемещение курсора мыши вверх или вниз в поле окна трехмерного представления вызывает, соответственно, уменьшение или увеличение СЗМ-изображения. На активацию функции (т.е. при удержании нажатой клавиши Ctrl на клавиатуре компьютера) указывает конфигурация курсора при нахождении в поле окна. Данная функция дублируется регулятором Distance в секции управления положением камеры на панели [3D] вкладки Properties (Свойства).
- Alt + Left mouse button - при нажатии левой кнопки мыши при удержании клавиши Alt на клавиатуре компьютера перемещение курсора мыши в поле окна трехмерного представления вызывает перемещение точки обзора СЗМ-изображения. Например, при перемещении курсора вправо СЗМ-изображение будет перемещаться влево, и т.д. На активацию функции (т.е. при удержании нажатой клавиши Alt на клавиатуре компьютера) указывает конфигурация курсора при нахождении в поле окна. Данная функция не дублируется.
- Shift + Left mouse button - при нажатии левой кнопки мыши при удержании клавиши Shift на клавиатуре компьютера перемещение курсора мыши в поле окна трехмерного представления изменяет положение виртуального источника света для СЗМ-изображения. На активацию функции (т.е. при удержании нажатой клавиши Shift на клавиатуре компьютера) указывает конфигурация курсора при нахождении в поле окна. Данная функция дублируется в секции управления положением источника света Light на панели [3D] вкладки Properties (Свойства). Пример изображения в окне трехмерного представления при интерактивном изменении положения источника света показан на рис. 2.2.2.2.

Рис. 2.2.2.2 - Пример изображения в окне трехмерного представления при интерактивном изменении положения источника света.

Контекстное меню окна трехмерной визуализации предоставляет быстрый доступ к наиболее часто используемым для трехмерного изображения функциям, командам и процедурам:

- 3D View properties (Свойства трехмерной визуализации) - команда вызова панели настройки трехмерного представления [3D];
- Render (Детализировать изображение) - команда перерисовки текущего изображения с повышенной детализацией. Детализация сохраняется до следующего преобразования трехмерного изображения. Данную процедуру рекомендуется выполнять непосредственно перед сохранением графического изображения после его окончательной настройки;
- Edit skin palette (Редактировать палитру оболочки) - команда вызова панели настройки цветовой шкалы для текущей оболочки трехмерного каркаса. По умолчанию в качестве оболочки используются тот же тип данных, что и для построения трехмерного каркаса, т.е. данные СЗМ-матрицы для топографи;
- Save to bitmap file (Сохранить растровое изображение) - команда вызова диалога сохранения трехмерного изображения в его текущем состоянии в файле растрового формата (*.bmp) на жестком диске;
- Show 2D for... > (Показать 2D для...) - вызов подменю для визуализации совместных полей данных в новом окне двухмерного представления;
- Macros > (Макрокоманды) - вызов подменю работы с макрокомандами: редактирвование Edit и запуск макрокоманд из ранее определенного набора.
- Save protocol (Сохранить протокол) - команда записи последовательности произведенных над текущим СЗМ-изображением процедур в файл без изменения исходной матрицы данных. При последующей загрузке этого файла последовательность может быть воспроизведена для автоматического повторения записанных операций и восстановления последнего состояния СЗМ-изображения. Аналогична команде меню File > Save protocol.

2.2.3 Окно представления профиля поперечного сечения

Окно профиля предназначено для отображения в графической форме линейных данных (одномерных массивов данных), полученных при построении профиля поперечного сечения СЗМ-изображения или из других источников, а также обработки и анализа этих данных. На рис. 2.2.3.1 представлено окно, в котором визуализированы линии профиля поперечного сечения для изображений топографии и фазового сдвига одного и того же файла СЗМ-данных.

Рис. 2.2.3.1 - Окно визуализации линии профиля.

Настройка параметров отображения графической и текстовой информации в окне профиля поперечного сечения осуществляется в панели [Profile] вкладки Properties. Активации панели производится двойным щелчком левой кнопки мыши в свободном месте окна профиля или выбором пункта Properties в контекстном меню окна.

Произвольное изменение размера окна профиля осуществляется принятыми в операционной системе Windows способами.

Заголовок окна формируется следующим образом:
[имя файла с СЗМ-данными] : [имя типа (поля) данных] - [наименование Profile]

В верхней части окна размещено поле графика, в нижней части (под горизонтальной линией) - информационное поле, отображающее данные о текущих параметрах маркеров на графике.

"Быстрые" клавиши

Клавиатура:

[Left arrow] - Передвижение левого маркера [a] влево

[Right arrow] - Передвижение левого маркера [a] вправо

[Up arrow] - Передвижение правого маркера [b] вправо

[Down arrow] - Передвижение правого маркера [b] влево

[Ctrl] + [Up arrow] - Переключение между линиями профиля (выбор активной линии)

[Ctrl] + [Down arrow] - Переключение между линиями профиля (выбор активной линии)

[Space bar] - Установка метки на активной линии в текущем положении текущего маркера

Клавиатура + мышь

Shift + Left mouse button - Установить / удалить метку на активной линии в текущей горизонтальной позиции курсора

Ctrl + Left top - Right bottom dragging - Приближение выделенного участка графика с его масштабированием до размеров области построения (Zoom-in) /при отключенном автомасштабировании/

Ctrl + Right bottom - Left top dragging - Возврат отображения всего графика с его масштабированием до размеров области построения (Zoom-out) /при отключенном автомасштабировании/

Alt + Mouse dragging - Перемещение графика области построения (перетаскивание) /при отключенном автомасштабировании/

Поле графика содержит следующие элементы.

Область построения (график) - прямоугольная область в центре окна, в которой графически отображаются линии профиля (линейные данные). На графике отображаются как линии данных, так и вспомогательные графические элементы:

- Линия профиля - линейные данные (например, профиль поперечного сечения) в графическом представлении. Предусмотрено отображение одной и более линий. Настройка параметров отображения каждой линии осуществляется с помощью панели [Profile] на вкладке Properties в секторе работы с объектами.
  Предусматривается возожность интерактивного масштабирования и перемещения линий профиля (графика) в области построения при отключении опции автомасштабирования у всех осей.
- Средняя линия - прямая линия, автоматически рассчитываемая аппроксимацией всех точек соответствующего профиля по методу наименьших квадратов для определения общего наклона профиля. Отображается для каждой линии профиля при включенной опции Show middle line на панели [Profile].
  Если для данной линии профиля отключены другие опции в секции Line на панели [Profile] (Normalize, Eliminate tilt, 1st order derrivative), то при этом допускается произвольное перемещение отдельно левой и правой частей средней линии. Для этого необходимо установить курсор над отображаемой средней линией соотвтетственно в левой или правой ее половине (конфигурация курсора изменяется при этом на ) и переместить ее в новое положение при нажатой левой кнопке мыши. Функция автоматического устранения наклона после этого будет ориентированться именно на прямую линию, установленную вручную. При необходимости вернуть программно рассчитанное положение средней линии воспользуйтесь командой Calculate middle line либо в контекстном меню, вызываемом щелчком правой кнопкой мыши в окне профиля, либо в интерактивном пункте меню Profile программы. На рис. 2.2.3.1 средняя линия для профиля топографии (красная линия, CS-Topography) отображается без изменения ее программно рассчитанного положения и автоматического устранения наклона. Для средней линии профиля фазового сдвига (синяя линия, CS-Phase) активирована опция автоматического усранения наклона Eliminate tilt.
- Аппроксимирующая линия - прямая линия между вертикальными маркерами, автоматически рассчитываемая аппроксимацией по методу наименьших квадратов всех точек соответствующего участка профиля, ограниченного маркерами. Отображение аппроксимирующей линии включается в опции Fit line between markers на панели [Profile].
  При размещении вертикальных маркеров в исходных положениях (на границах области построения) аппроксимирующая линия совпадает с автоматически рассчитываемой средней линией для данного профиля.
- Вертикальные маркеры - левый [a] и правый [b] - произвольно перемещаемые вертикальные линии, позволяющие измерять расстояние между точками их пересечения с линиями профиля. По умолчанию маркеры установлены соответственно на левой и правой осях графика. Точки на линиях профиля, в которых они пересекаются с вертикальными маркерами, графически отмечаются закрашенными окружностями - . При этом точки, соответствующие активному маркеру (т. е. тому вертикальному маркеру, который перемещался последним) закрашиваются в синий цвет - .
  Перемещение маркера осуществляется:
  а) позиционированием над ним крусора (курсор при этом изменяет конфигурацию на ) и перетаскиванием в новое положение при нажатой левой кнопке мыши. Координаты текущего положения курсора в поле графика можно при этом отследить по показаниям в статус-строке;
  б) с помощью кнопок и соответственно под левой и правой вертикальными осями графика ;
  в) с помощью кнопок на клавиатуре компьютера:
  - [Left arrow] - передвижение левого маркера [a] влево;
  - [Right arrow] - передвижение левого маркера [a] вправо;
  - [Down arrow] - передвижение правого маркера [b] влево;
  - [Up arrow] - передвижение правого маркера [b] вправо;
  Положение перемещаемых вертикальных маркеров на графике профилей параллельно отмечается на линии выделения в окне двухмерного представления СЗМ-изображения двумя зелеными треугольными метками (рис. 2.2.3.2).

Рис. 2.2.3.2 - Метки на линии выделения в окне двухмерного представления СЗМ-изображения для обозначения текущего положения подвижных вертикальных маркеров на графике профилей.

- Текстовые метки точек данных - прямоугольные текстовые рамки (желтого цвета) с выносными линиями, прикрепленных к точкам данных. Предоставляют информацию об абсолютных величинах точек данных на линии профиля. В верхней строке отображается абсолютная координата точки по горизонтальной оси графика (оси абсцисс), во второй строке - абсолютная координата этой точки по вертикальной оси графика (оси ординат).
  Текстовая метка точки данных устанавливается на активной в данный момент линии профиля (при наличии более одной линии на графике). Линия профиля активируется с помощью селектора на панели [Profile] вкладки Properties либо непосредственно в окне профиля - щелчком по интересующей линии левой кнопкой мыши или с помощью кнопок выбора активной линии под горизонтальной осью графика. Текущее положение курсора по горизонтальной оси графика (вертикаль, соответствующая координате x или номеру точки данных #) можно отследить по показаниям в статус-строке программы: . Одновременно там же отображается значение по вертикальной оси для текущей точки данных на активной линии.

  Shift +
  Add label

  Установка текстовой метки точки данных производится одним из следующих способов:
  а) Позиционировать курсор на одной вертикали с интересующей точкой на линии профиля и, удерживая нажатой клавишу Shift клавиатуры компьютера, щелкнуть левой кнопкой мыши;
  б) Переместить вертикальный маркер в интересующую точку на линии профиля и установить метку с помощью:
  - команды Add label либо в контекстном меню, вызываемом щелчком правой кнопкой мыши в окне профиля, либо в интерактивном пункте меню Profile программы;
  - кнопки в группе кнопок управления маркером (отдельно для левого [a] и правого [b] марекров) .
  Перемещение установленной текстовой метки точки данных производится перетаскиванием ее мышью. Для этого необходимо позиционировать курсор над интересующей меткой и при нажатой левой кнопке мыши передвинуть ее в новое место. Конфигурация курсора при этом изменяется на . Допускается перемещение метки точки данных в любое место в окне профиля. При этом точка закрепления выносной линии остается неизменной - т.е. метка закреплена за одной и той же точкой данных при любых процедурах в окне профиля.
  Тем не менее необходимо помнить, что любое изменение в положении линии выделения на СЗМ-изображении в родительском окне двухмерного представления автоматически удаляет все метки точек данных в окне профиля и устанавливает оба маркера в исходное полпожение на левой и правой осях графика.
  Список всех установленных меток с указанием координат соответствующих им точек данных приводится на вкладке Data в секторе работы с объектами (см. рисунок справа).

  Shift + = Delete label

  Удаление метки точки данных производится позиционированием курсора над этой меткой и щелчком левой кнопкой мыши по ней при нажатой клавише Shift на клавиатуре компьютера. Конфигурация курсора, указывающая на возможность удаления метки точки данных, изменяется на "X". Удалить все метки одновременно можно воспользовавшись командой Clear all labels либо в контекстном меню, вызываемом щелчком правой кнопкой мыши в окне профиля, либо в интерактивном пункте меню Profile программы.
- Линия разграничения сегментов ломаной - вертикалльная сине-желтая пунктирная линия, соответствующая узловой точке произвольной ломаной линии, выделенной на СЗМ-изображении в родительском окне двухмерного представления. Автоматически устанавливается на графике при построении профиля поперечного сечения по ломаной.
- Линии сетки - пунктирные линии на графике, проведенные перпендикулярно оси в точках основных меток значений. Отображение линий сетки независимо для левой, правой и нижней осей графика активируется в панели [Profile] вкладки Properties

Нижняя (горизонтальная) ось - ось абсцисс графика. Начало (левая граница) оси соответствует первой узловой точке на выделенной линии. Точки данных размещаются по оси через промежутки, определяемые расстоянием между соответствующими точками данных в СЗМ-матрице. Название оси (Length) и единицы измерения (um = мкм, nm = нм) указаны под осью (ниже числовых отметок) посредине. При автоматическом масштабировании оси отображаемые линии профиля размещаются во всем горизонтальном диапазоне. При установке минимального и максимального значений по горизонтальной оси вручную отображаемые линии профиля будут размещены начиная с точки 0 на оси и далее в диапазоне, который они охватывают.

Левая ось - ось вертикальных значений точек данных. По умолчанию все строящиеся линии профиля относятся к левой оси. Название отображаемого по оси типа данных и единицы измерения указаны слева от оси посредине. При автоматическом масштабировании оси отображаемые линии профиля растягиваются во всем вертикальном диапазоне, определяемом диапазоном численных значений точек данных. При установке минимального и максимального значений по левой оси вручную отображаемые линии профиля будут размещены соответственно диапазону высот, который они охватывают.

Правая ось - ось вертикальных значений точек данных. По умолчанию правая ось не отображается, и появляется при отнесении к ней какой-либо линии профиля. Название отображаемого по оси типа данных и единицы измерения указаны справа от оси посредине. При автоматическом масштабировании оси отображаемые линии профиля растягиваются во всем вертикальном диапазоне, определяемом диапазоном численных значений точек данных. При установке минимального и максимального значений по левой оси вручную отображаемые линии профиля будут размещены соответственно диапазону высот, который они охватывают.

При отключении опции автомасштабирования у всех осей пользователю предоставляется возможность интерактивного масштабирования и перемещения графика в области построения.

Кнопки управления марекром и - две симметричные группы кнопок для перемещения соответственно левого [a] и правого [b] маркеров в поле графика, а также установке на текущей линии текстовой метки для точки данных. Функции кнопок управления следующие:
- - перемещение левого маркера в исходное положение (на левой оси);
- - перемещение правого маркера в исходное положение (на правой оси);
- - перемещение маркера влево на один шаг к следующей точке данных на линии профиля;
- - перемещение маркера вправо на один шаг к следующей точке данных на линии профиля;
- - установка текстовой метки в текущей точке данных на активной линии профиля. Кнопка в левой группе (под левой осью) используется для установки метки в полизции левого маркера [a], кнопка в правой группе (под правой осью) используется для установки метки в полизции правого маркера [b].

Кнопки выбора активной линии - циклически переключают активную линию профиля на графике. Название и цвет текущей активной линии отображаются справа от кнопок. Альтернативные способы переключения активной линии профиля - щелчок левой кнопкой мыши непосредственно по линии профиля на графике или с помощью селектора активной линии на панели [Profile] вкладки Properties.

Кнопки зеркального отображения активной линии - - кнопки для зеркального отображения активной линии профиля на графике:
- - отображение по горизонтали;
- - отображение по вертикали.
После каждого выполнения отображения кнопка изменяет свой цвет на инвертированный: и соответственно. При смене активной линии состояние кнопок обновляется (актуализируется) в соответствии с выполненными для них процедурами зеркального отображения. Таким образом, состояние кнопки (исходное или инвертированное) указывает на проведенную над активной линией профиля процедуру заеркального отображения. Повторное нажатие на кнопку в инвертированном состоянии возвращает исходное положение активной линии в соответствующем направлении (горизонтальном или вертикальном) и исходный цвет кнопки.

Условные обозначения (легенда) - текстовая рамка в правом верхнем углу поля графика с подписями к линиям данных. Образцы цветов отображаемых на графике линий подписываются в соответствии с названиями полей данных, профили которых они представляют. Рамка легенды отображается в окне при включенной опции Show legend (Показывать легенду) на панели [Profile] вкладки Properties.

Информационное поле - текстовая зона в нижней части окна профиля, где приводится информация о точках данных, отмечаемых на линиях профиля вертикальными маркерами (рис. 2.2.3.3).

Рис. 2.2.3.3 - Пример отображения данных в информационном поле окна профиля.

Отображение в информационном поле строк данных активируется на вкладке Cross section панели настроек Preferences программы (команда меню File > Preferences).

В верхней строке поля указываются абсолютные значения (Absolute values:) для точек данных на графике профиля. Данные сгруппированы по принадлежности к маркерам [a] и [b]. После указания имени маркера следует его текущая координата по горизонталной оси (x), а затем - значения для точек данных по вертикальной оси (z). Цифровые индексы в скобках после названия оси z указывают принадлежность координаты к линии профиля с соответствующим номером (номер определяется при задании новой линии в селекторе активной линии). Практически, в данной строке приводится та же информация для точек на линиях профиля, что и на текстовых маркерах, установленных в них, например, с помощью кнопок под осями графика.

В средней строке Difference between markers приводятся данные для разницы между точками, отмечаемыми маркерами. Значение dx соответствует разнице между маркерами по горизонтальной оси. Значения dz(#) указывают разницу по вертикальной оси z между точками данных, отмечаемых маркерами на линиях профиля. Цифровые индексы в скобках после названия параметра dz указывают принадлежность значения к линии профиля с соответствующим номером (номер определяется при задании новой линии в селекторе активной линии). Например, запись dz(1)=17.6 nm означает, что разность между высотами точек, отмечаемых маркерами на линии профиля с номером 1 составляет 17.6 нм.

В нижней строке Difference between first two lines указываются значения разницы межды высотами точек данных, отмечаемых одним маркером, но располагающихся на двух первых линиях профиля. Таким образом можно анализировать две линии однородных данных (например, линии профиля СЗМ-изображения топографии, полученные при прямом и обратном движениях зонда). При отображении линиями №1 и №2 графика разнородных данных (например, топографии и фазового сдвига) показания в данной строке представляют ненормированные данные. Величины x[a] и x[b] характеризуют горизонтальные координаты маркеров [a] и [b] соответственно. Значения dz[a] и dz[b] указывают на разницу по вертикальной оси между двумя точками данных, отмечаемых, соответственно, маркерами [a] (левым) и [b] (правым).

Контекстное меню, вызываемое в окне профиля щелчком правой кнопкой мыши, содержит следующие команды.

- Properties (Свойства) - команда вызова панели настройки параметров профиля поперечного сечения [Profile]. Аналогична команде динамического пункта меню Profile > Properties. Альтерантивный способ активации панели - двойной щелчок левой кнопкой мыши в свободном месте окна профиля;
- Calculate middle line (Рассчитать среднюю линию) - команда автоматического определния средней линии текущего профиля по методу наименьших квадратов. Используется для восстановления программно рассчитываемого положения средней линии, измененного пользователем. Аналогична команде инерактивного пункта меню Profile > Calculate middle line;
- Calculate correction (Рассчитать коррекцию) - команда расчета коэффициентов для программной коррекции движения сканера сканирующего зондового микроскопа . Предварительно на профиле известной периодической структуры необходимо установить не менее четырех меток в однотипных характерных точках. Аналогична команде инерактивного пункта меню Profile > Calculate correction;
- Add label (Добавить текстовую метку) - команда установки текстовой метки в текущей точке на активной линии профиля. Действует для текущего маркера - т.е. того маркера, который перемещался последним. Аналогична команде инерактивного пункта меню Profile > Add label;
- Clear all labels (Удалить все текстовые метки) - команда удаления всех установленных текстовых меток в окне профиля. Аналогична команде инерактивного пункта меню Profile > Clear all labels;
- Macros> (Макрокоманды) - вызов подменю работы с макрокомандами: редактирвование Edit и запуск макрокоманд из ранее определенного набора;
- Histogram (Гистограмма) - команда открытия окна данных анализа (в сокращенном виде) для текущей линии профиля;
- Save protocol (Сохранить протокол) - команда записи последовательности произведенных над текущим СЗМ-изображением процедур в файл без изменения исходной матрицы данных. При последующей загрузке этого файла последовательность может быть воспроизведена для автоматического повторения записанных операций и восстановления последнего состояния СЗМ-изображения. Аналогична команде меню File > Save protocol.

2.2.4 Окно представления данных анализа

Окно представления данных анализа Histogram предназначено для отображения в графической форме статистических характеристик текущего СЗМ-изображения (рис. 2.2.4.1).

Окно представления данных анализа отображается в рабочей области окна программы для текущего СЗМ-изображения (активного окна двухмерного представления):
- при выборе команды меню View > Histogram;
- при выборе команды в контекстном меню окна двухмерного представления Histogram;
- при нажатии кнопки на панели инструментов программы.

Рис. 2.2.4.1 - Окно представления данных анализа Histogram

Окно представления данных анализа имеет фиксированный размер, т.е. изменение его размера не предусматривается.

Заголовок окна отображает:
[Наименование поля данных, для которых производится анализ] - [название окна Histogram]

В верхней части окна размещено графическое поле, в нижней части (под горизонтальной линией) - информационное поле, отображающее статистические и текущие данные в текстовой форме.

В графическом поле представлены следующие диаграммы:

Диаграмма распределения высот (в левой части графического поля) - сочетает гистограмму распределения высот Heigh distribution, % на СЗМ-изображении и опорную кривую Bearing ratio, % для всей его площади. Вертикальные оси диаграммы соответствуют диапазону высот на СЗМ-изображении. При этом левая ось Height проградуирована в физических единицах (например, нм), а правая Relative height - в относительных единицах от 0 для нижней точки до 1 для верхней. На нижней оси нанесена шкала гистограммы распределения высот Heigh distribution, %. Диапазон шкалы определяется максимальным значением частоты встречаемости. Верхняя ось Bearing ratio, % относится к опорной кривой, и ее диапазон составляет 100% (0 - отсутствие материала в поперечном сечении, 100% - сечение полностью пересекает материала образца).

На диаграмме распределения высот размещается горизонтальный маркер, позволяющий точно определить значения частоты встречаемости и опорной кривой на данной высоте. Маркер перемещается мышью при нажатой левой кнопке мыши (т.е. перетаскиванием). Предусмотрена также установка маркера на определенной высоте вводом вручную необходимого числового значения в поле ввода ###Marker position панели настройки [Histogram] на вкладке Properties. Текущее значение высоты (в физичесих и относительных единицах), а также соответствующие данной высоте частота встречаемости и значение по опорной кривой приводятся в верхней сторке информационного поля.

Гистограмма распределения локальных углов наклона (в средней части графического поля) - представляет гистограмму для частоты встречаемости углов между нормалями к элементарным площадкам СЗМ-изображения и вертикальной осью - угол a на рис. 2.2.4.2. Элементарная площадка - участок СЗМ-изображения, определяемый тремя ближайшими точками СЗМ-матрицы (т.е. минимальный треугольник).

Рис. 2.2.4.2 - Схема определения: угол a - угол наклона между нормалью к элементарной площадке и вертикальной осью; угол b - угол ориентации проекции нормали к элементарной площадке на горизонтальной плоскости СЗМ-изображения

Ориентационная диаграмма (в правой части графического поля) - отображает распределение на горизонтальной плоскости углов ориентации проекций нормалей к элементарным площадкам СЗМ-изображения (угол b на рис. 2.2.4.2).

Информационное поле окна представления данных анализа отображает в текстовой форме следующие параметры рельефа на СЗМ-изображении.

В верхней строке - параметры для диаграммы распределения высот:
- Height - текущее положение горизонтального маркера на вертикальной шкале высот СЗМ-изображения в физических единицах (фактически - на левой вертикальной оси диаграммы);
- Relative height - текущее положение горизонтального маркера на вертикальной шкале высот СЗМ-изображения в относительных единицах (фактически - на правой вертикальной оси диаграммы);
- Height distribution - текущее значение по гистограмме распределения высот, определяемое положением горизонтального маркера;
- Bearing ratio - текущее значение по опорной кривой, определяемое положением горизонтального маркера.

В средней строке - параметры для гистограммы распределения углов наклона и ориентационной диаграммы:
- Tilt: middle - среднеарифметический угол наклона нормалей к элементарным площадкам;
- Tilt: most frequent - наиболее часто встречаемый угол наклона нормалей к элементарным площадкам;
- Orientation: most frequent - наиболее часто встречаемый угол ориентации проекций нормалей к элементарным площадкам на горизонтальной плоскости.

В нижней строке - параметры шероховатости для участка поверхности, отображаемого анализируемым СЗМ-изображением:

- Hmean - средняя высота СЗМ-изображения (практически - положение среднеарифметической горизонтальной плоскости для всей поверхности на текущей вертикальной шкале высот СЗМ-изображения)
;

- Ra - среднеарифметическая шероховатость
;

- Rq - среднеквадратичное отклонение
;

- Rsk - асимметрия распределения высот (skewness)
;

- Rku - эксцесс распределения высот (kurtosis)
.

В приведенных формулах Nx – количество столбцов СЗМ-матрицы; Ny – количество строк СЗМ-матрицы.

Вариант окна представления данных анализа, отображаемый для линий профиля поперечного сечения (рис. 2.2.4.3), содержит диаграмму распределения высот и гистограмму распределения углов наклона элементарных участков кривой (отрезков между двумя соседними точками данных). В отличие от диаграмм для всей поверхности, эти представляют анализ для линейных данных, однако параметры определяются аналогичны.

Рис. 2.2.4.3 - Вариант окна представления данных анализа, отображаемый для линий профиля поперечного сечения

Настройка параметров отображения графической и текстовой информации на диаграммах окна представления данных анализа производится в панели [Histogram] вкладки Properties.

Контекстное меню окна представления данных анализа предоставляет доступ к следующим командам и процедурам:

- Properties (Свойства) - команда вызова панели настройки параметров диаграмм в окне данных анализа [Histogram]. Аналогична команде динамического пункта меню Histogram > Properties. Альтерантивный способ активации панели - двойной щелчок левой кнопкой мыши в окне данных анализа;
- Save tops (Сохранить вершины) - команда сохранения диапазона высот СЗМ-изображения выше текущего положения горизонтального маркера на диаграмме распределения высот (см. пример на рис. 2.2.4.4 слева). Данная команда имитирует равномерное заполнение впадин на СЗМ-изображении ниже уровня маркера;
- Save valleys (Сохранить впадины) - команда сохранения диапазона высот СЗМ-изображения ниже текущего положения горизонтального маркера на диаграмме распределения высот (см. пример на рис. 2.2.4.4 справа). Данная команда имитирует равномерное срезание вершин на СЗМ-изображении выше уровня маркера.

Рис. 2.2.4.4 - Результат сохранения вершин (диапазона выше горизонтального маркера) (слева) и впадин (диапазона ниже горизонтального маркера) (справа) по командам, соответственно, Save tops и Save valleys.

- Show 2D for... > (Показать 2D для...) - вызов подменю для визуализации совместных полей данных в новом окне двухмерного представления;
- Macros > (Макрокоманды) - вызов подменю работы с макрокомандами: редактирвование Edit и запуск макрокоманд из ранее определенного набора.
- Save protocol (Сохранить протокол) - команда записи последовательности произведенных над текущим СЗМ-изображением процедур в файл без изменения исходной матрицы данных. При последующей загрузке этого файла последовательность может быть воспроизведена для автоматического повторения записанных операций и восстановления последнего состояния СЗМ-изображения. Аналогична команде меню File > Save protocol.

Copyright © 2005-2006, Microtestmachines Co.
All rights reserved.