IPlot framework 2D e 3D

O "iplot" é um framework para desenho de funções e objetos em 3D e 2D. Com o iplot é possível configurar o modo que uma função ou conjunto de dados são plotados em um plano cartesiano que pode ser: bidimensional ou tridimensional. É possível colocar ou retirar a regua dos eixos, os rótulos dos eixos, a grade, etc. É possível também, adicionar legendas para cada função plotada e configurar uma mensagem de título, bem como, também, os rotulos dos eixos que, por padrão, são: "Eixo X", "Eixo Y" e "Eixo Z". Abaixo o download do framework que, além de poder ser integrado a outros projetos, é também executável. Isto é, tem uma classe principal. Na verdade, várias classes principais porque são vários exemplos, mas, um dos exemplos é o principal e ele é executado com a execução o arquivo jar do framework.

Downloads

Download do iplot.jar: iplot-1.5.jar

A versão 1.5 trouxe melhoramentos na parte multithread para animações em 2D e 3D.

O jar que corresponde ao framework, é também executável. Ou seja, você pode executar o método principal com dois cliques ou através do comando: "java -jar iplot-1.5.jar", caso tenha instalado e configurado o JRE, também conhecido como "O Java".

Veja abaixo uma imagem do exemplo funcionando (Pode utilizar o mouse para rotacionar os gráficos):

Outros Exemplos

O iplot também permite o desenho de formas geométricas em 3D. Abaixo, um exemplo de aplicação da gaussiana para geração de uma forma geométrica e o desenho de um cubo em 3D. Preste atenção a cor das faces das formas geométricas. As cores são calculadas conforme a incidência de luz que varia de acordo com o ângulo entre um vetor que representa o raio de luz emitido por uma fonte de luz que atinge a face e um vetor normal que é perpendicular a o plano ao qual pertence a face da figura geométrica.

Exemplos de código

O exemplo de código abaixo exibe uma função seno, e uma função cosseno, além de exibir também alguns pontos gerados aleatoriamente:

package italo.iplot.exemplos.plot2d.outros;

import italo.iplot.gui.plot.Plot2DGUI;
import italo.iplot.plot2d.g2d.GrafoObjeto2D;
import italo.iplot.plot2d.planocartesiano.PlanoCartesianoPlot2D;
import italo.iplot.plot2d.planocartesiano.PlanoCartesianoPlot2DDriver;
import italo.iplot.plot2d.planocartesiano.g2d.PCDadosFuncObjeto2D;
import italo.iplot.plot2d.planocartesiano.g2d.PCFuncObjeto2D;
import java.awt.Color;
import javax.swing.JFrame;

public class Ex3 {
    
    public static void main(String[] args) {        
        PlanoCartesianoPlot2D plot2D = new PlanoCartesianoPlot2D();
                
        PlanoCartesianoPlot2DDriver drv = ( plot2d, pc ) -> {
            double x1 = -Math.PI;
            double x2 = Math.PI;
            double inc = 0.05;
            int nverts = (int)( Math.abs( x2-x1 ) / inc );
            double[] vx = new double[ nverts ];
            double[] vy = new double[ nverts ];
            double x = x1;
            for( int i = 0; i < nverts; i++ ) {
                vx[ i ] = x;
                vy[ i ] = Math.sin( x );
                x += inc;
            }
           
            nverts = 50;
            double[][] pontos = new double[ nverts ][2];
            for( int i = 0; i < pontos.length; i++ ) {
                pontos[i][0] = -2*Math.PI + ( 4 * Math.PI * Math.random() );
                pontos[i][1] = -4 + ( 8 * Math.random() );                
            }
            
            PCDadosFuncObjeto2D dadosFuncObjeto2d = new PCDadosFuncObjeto2D( vx, vy );
            dadosFuncObjeto2d.setLegenda( "dados" ); 
            dadosFuncObjeto2d.setArestasCor( Color.BLUE ); 
            
            GrafoObjeto2D pontosObj2d = new GrafoObjeto2D( pontos );
            pontosObj2d.setPintarVertices( true );
            pontosObj2d.setPintarArestas( false ); 
            pontosObj2d.setLegenda( "pontos" ); 
            pontosObj2d.setVerticesCor( Color.ORANGE ); 
            
            PCFuncObjeto2D cosFuncObj2D = new PCFuncObjeto2D();
            cosFuncObj2D.setXIntervaloCompleto( true );
            cosFuncObj2D.setArestasCor( Color.RED );
            cosFuncObj2D.setLegenda( "cos(x)" );
            cosFuncObj2D.setFunc2D( (px) -> {
                return Math.cos( px );                
            } );
            
            pc.getPlotObj2DManager().setXYNumRotulos( 9 ); 
            pc.addComponenteObj2D( cosFuncObj2D ); 
            pc.addComponenteObj2D( dadosFuncObjeto2d );
            pc.addComponenteObj2D( pontosObj2d );             
        };
        
        Plot2DGUI plotGUI = plot2D.novaPlot2DGUI(); 
        
        JFrame janela = new JFrame();
        janela.setTitle( "Desenho de Funções" ); 
        janela.setDefaultCloseOperation( JFrame.EXIT_ON_CLOSE );
        janela.setContentPane( plotGUI ); 
        janela.setSize( 500, 500 );
        janela.setLocationRelativeTo( janela );                

        janela.setVisible( true );
        
        int w = plot2D.getDesenhoComponent().getWidth();
        int h = plot2D.getDesenhoComponent().getHeight();        
        plot2D.setGrafico( plot2D.novoAlocaImagemGrafico() ); 
        plot2D.constroi( drv, w, h );
    }
    
}

Veja abaixo o resultado deste exemplo:

Se você executar o exemplo acima, poderá utilizar as ferramentas de mover, zoom (+) e zoom (-). E assim, poderá ver o modo que as reguas são recalculadas com o uso dessas ferramentas.

Veja agora um exemplo em 3D de plotagem da função seno em conjunto com a função distância euclidiana:

package italo.iplot.exemplos.plot3d.outros;

import italo.iplot.gui.plot.PlotGUI;
import italo.iplot.plot3d.planocartesiano.PlanoCartesianoPlot3D;
import italo.iplot.plot3d.planocartesiano.PlanoCartesianoPlot3DDriver;
import italo.iplot.plot3d.planocartesiano.g3d.PCFuncObjeto3D;
import javax.swing.JComponent;
import javax.swing.JFrame;

public class P3DGUIEx {
    
    public static void main( String[] args ) {
        PCFuncObjeto3D funcObj3d = new PCFuncObjeto3D();            
                
        PlanoCartesianoPlot3D plot3D = new PlanoCartesianoPlot3D();
        PlanoCartesianoPlot3DDriver drv = (plano) -> {            
            plano.setAltura2D( 2.0d );
            plano.setTitulo( "Função seno(d(x,z))" ); 
                        
            funcObj3d.setIntervalos( -Math.PI, Math.PI, -Math.PI, Math.PI );
            funcObj3d.setFunc3D( (x,z) -> {
                double d = Math.sqrt( x*x + z*z );
                return Math.sin( d );                
            } ); 
            
            plano.addComponenteObj3D( funcObj3d );
        };
        
        PlotGUI pgui = plot3D.novoPlotGUI();
                   
        JFrame janela = new JFrame();
        janela.setTitle( "Desenho da função seno(d(x,z))" ); 
        janela.setDefaultCloseOperation( JFrame.EXIT_ON_CLOSE );
        janela.setContentPane( pgui ); 
        janela.setSize( 500, 500 );
        janela.setLocationRelativeTo( janela );                

        janela.setVisible( true );  
                    
        JComponent c = plot3D.getDesenhoComponent();
        plot3D.constroi( drv, c.getWidth(), c.getHeight() );        
    }
    
}

Veja abaixo o resultado deste exemplo:

Se você executar o exemplo acima, poderá utilizar as ferramentas rotacionar, mover, zoom (+) e zoom (-). E assim, poderá ver o modo que as reguas são recalculadas com o uso dessas ferramentas. Outra característica interessante é o corte da forma (função ou plotagem de dados) para que seja mostrada apenas a parte da função que é limitada pelos valores minimo e máximo dos eixos.

Casos de sucesso

O aplicativo SOM é uma implementação dos Mapas Auto-Organizáveis de Kohonen. A parte gráfica foi feita utilizando-se o iplot.

Link do projeto: Página do projeto!

Considerações finais...

Pessoal! Pretendo escrever uma documentação de uso mais detalhada. Esta página foi criada apenas no intuito de apresentar o framework com algumas de suas funcionalidades. Caso alguém se interesse pelo projeto, entre em contato comigo solicitando a documentação que eu produzo ela.

Até a próxima