「データの可視化(visualization)」のためのグラフィックス技術を扱う。 1変数だけの時間発展問題の計算でも、結果を数字でながめているだけでは よくわからない。グラフにしてみると特徴が見えてくる。
計算機技術は急速に発達しているが、今でも空間的パタンの認識は 人間が得意とするところである。大量のデ−タから必要な情報を取り出す ためには、定形処理を計算機にまかせ、人間はなるべくパタン認識と判断に 専念できるようにするとよい。そのために、デ−タをなるべく直観的にわかり やすく、誤解のない形に図化することは重要である。
このような議論の参考になる本として
さて、デ−タをグラフ化するのに、gnuplotのような既製のプログラムを使うのも 悪くない方法である [gnuplotの使い方の簡単な教材]。 実は、gnuplotでは、等値線図もかくことができる。
しかし、みなさんが、gnuplotのような完結したプログラムにデータを 与える方法で、実験や観測の結果を作図していると、不満を感じることが あると思う。そういうとき、図を自分のかきたいように修正するのは あまり楽ではない。
そこで、この授業では、 折れ線グラフや棒グラフ、等値線(コンター)図、地図などを、 図形の基本的部品から組み立てる方法を扱う。 図をかく手順を、手順だて言語で記述するのである。
手順だて言語の例として、Fortran, Pascal, Cを併用するが、 説明には主にFortranを使うことにする。 作図の基本機能は、Fortranのサブルーチン (Pascalの手続き、Cの関数)の集まりとして 「プログラムライブラリ」になっている。 使う人は、サブルーチンを (FortranならばCALL文で)呼び出すメインプログラムを 書いて、グラフィックライブラリをリンクして実行すればよい。
プログラムライブラリとしては、なるべく特定の機種や出力装置に 依存するものは避けたいので、「GKS」(Graphical Kernel System) という国際標準に従ったものを使うことにする。 xgks というフリーソフトウェアもあるが、 ここでは、NCAR Graphicsというソフトウェアを使う。 これは、アメリカの国立大気科学研究センター(NCAR)で開発された サブルーチンライブラリで、地図や等値線図をかく機能が豊富である。 しかし、この教材ページでは、NCAR Graphics独特の機能は使わず、 GKS準拠のライブラリとしてだけ使う。