コレは何？/What is this?

CuiPlot(キュイプロット)はC++用のクラス。その名の通りCUI上で、Linuxのフレームバッファにグラフを描きます。 X Windowは要りません！しかもヘッダファイルをインクルードするだけで使用可能！こんなときに役立ちます。

グラフ描きたいんだけど、この端末、Xwindow動かねーんだよな。。
X Windowなしで、C++で計算中にオンラインで波形を描画したい。
GnuPlot、煩わしい。

(車輪の再発明は承知の上！ロスアラモス国立研究所の中の人が作った GIFPlot がすげぇ。)

CuiPlot(sound is kyu/i/pu/ro/tto in Japanese) is a class of C++ language. CuiPlot draws the 2-axes plot of numerical data on a framebuffer of Linux. X Window systems are NOT required! You have only to include the header files! CuiPlot is very useful to following situations:

I wanna plot the numerical data....but this computer cannot operate on X Window systems....
I wanna draw the graph in C++, online, without X Window systems....
I can't use GnuPlot owing to some reasons.

画面/Screenshot

CuiPlotを使えば、フレームバッファさえあれば、X Windowなしでこんなグラフを手軽に描けます。
You can plot the numerical data without using X Window systems, as shown in the following figure.

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ダウンロード/Download

クラスのソース＆使い方の一例は以下からダウンロードできます。
You can download the source code of the class, and examples for demonstrations.

CuiPlot-REV.160513.zip NEW! (Latest Version!)
CuiPlot-REV.140809.zip

gcc(g++) で動作確認済みです。フレームバッファさえあれば十分です。入っているファイルの説明は以下の通り。
Compile, link, and operations of the class have been confirmed on Linux gcc(g++) and the frame buffer. The explanations of the files included in zip are as follows:

CuiPlot.cc		CuiPlotクラスの実体ファイル/actual implementation
CuiPlot.hh		CuiPlotクラスのヘッダ/header
FrameGraphics.cc	フレームバッファグラフィックスクラスの実体ファイル/actual implementation for frame buffers
FrameGraphics.hh	フレームバッファグラフィックスクラスのヘッダ/header of frame buffers
Makefile		メイクファイル/make file
makefile.depend		依存関係ファイル/dependencies
ReadMe.txt		私を読んで/Read Me file
test.cc			使い方の一例/examples

色深度は 16bit もしくは 32bit のみ対応！その他の色深度には対応していません！
Available color depths are only 16bit/32bit colors !

デモ/demonstration

以下のように、ディレクトリ直下でメイクして test を起動するだけ。
Please "make" and launch the executable file "test" as follows:

make
./test

すると上の図のような3相電流波形が表示されます。(ひょっとしたら root 権限がないとダメな場合があるかも)
After that, you can see the 3-phase current waveform shown in the above screenshot. ("root permission" might be required...?)

使い方の一例/Example

以下に使い方の一例を書いときます。

     1 :	// CuiPlot テストプログラム
     2 :	#include <stdio.h>
     3 :	#include <stdlib.h>
     4 :	#include <math.h>
     5 :	#include "FrameGraphics.hh"    // インクルードするだけでおｋ！
     6 :	#include "CuiPlot.hh"        // インクルードするだけでおｋ！
     7 :	
     8 :	using namespace ARCS;
     9 :	
    10 :	int main(void){
    11 :	    printf("CuiPlot TEST CODE\n");
    12 :	
    13 :	    // グラフ描画準備
    14 :	    FrameGraphics* FG;
    15 :	    CuiPlot* Plot1;
    16 :	    FG = new FrameGraphics("/dev/fb0");        // フレームバッファグラフィックス生成
    17 :	    Plot1 = new CuiPlot(*FG,50,50,1000,200);// CuiPlot生成 左上を(50px,50px)，幅1000px，高さ200px に設定
    18 :	    
    19 :	    // 基本軸と凡例の描画
    20 :	    Plot1->DrawAxis();
    21 :	    Plot1->DrawLegend();
    22 :	    
    23 :	    // 正弦波を一括プロットする例
    24 :	    const unsigned int N = 1000;    // プロット点
    25 :	    double t[N] = {0}, y[N] = {0};
    26 :	    double tmin = -1, tmax = 1;
    27 :	    for(unsigned int i=0;i<N;i++){
    28 :	        // 最初に正弦波データを作っておいてから、
    29 :	        t[i] = (tmax-tmin)/N*i + tmin;    // 時間軸データ
    30 :	        y[i] = cos(2.0*M_PI*1.0*t[i]);    // 縦軸データ
    31 :	    }
    32 :	    // プロットする
    33 :	    Plot1->PlotData(t,y,N,FrameGraphics::WHITE);
    34 :	    
    35 :	    delete Plot1;    // CuiPlotの消去
    36 :	    delete FG;        // フレームバッファグラフィックスの消去
    37 :	    
    38 :	    return EXIT_SUCCESS;
    39 :	}
    40 :

上記の例では、以下の様なグラフが表示されます。 2D-graph appears as following figure:

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上記は最初に正弦波のデータを作っておいてから一括してプロットしてますが、下記のような逐次プロットも可能です。

     1 :	    // 正弦波を逐次プロットする例
     2 :	    double tt, yy;
     3 :	    for(unsigned int i=0;i<N;i++){
     4 :	        tt = (tmax-tmin)/N*i + tmin;
     5 :	        yy = cos(2.0*M_PI*1.0*tt);
     6 :	        Plot1->PlotData(tt,yy,FrameGraphics::RED);
     7 :	    }
     8 :	    Plot1->EndPlot();

SetXgridNum関数、SetYgridNum関数を使えばグリッドの分割数も自由に設定できます。
You can change number of division of the grids by using functions SetXgridNum and SetYgridNum.

     1 :	    Plot1->SetXgridNum(20);    // 横軸分割数を20に変更

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色も自由に変えられます。自然な感じ。(注意！：各種設定変更後は DrawAxis() と DrawLegend() を実行しないと反映されません！)
The following code changes the colors of axes, grids, back screen, and fore text. (Please execute DrawAxis() and DrawLegend() after changing the settings!)

     1 :	    Plot1->SetAxisColor(FrameGraphics::BLACK);    // 軸の色
     2 :	    Plot1->SetGridColor(FrameGraphics::GRAY75);    // グリッドの色
     3 :	    Plot1->SetBackColor(FrameGraphics::WHITE);    // 背景色
     4 :	    Plot1->SetTextColor(FrameGraphics::BLACK);    // 文字色

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関数一覧/List of Functions

用意してある関数の一覧は以下の通り。
Available Functions are as follows:

void SetAxisColor(FrameGraphics::FGcolors color);    // 主軸の色設定
void SetGridColor(FrameGraphics::FGcolors color);    // グリッドの色設定
void SetBackColor(FrameGraphics::FGcolors color);    // 背景色の設定
void SetTextColor(FrameGraphics::FGcolors color);    // 文字色の設定
void SetXrange(double xmin, double xmax);            // X軸範囲の設定
void SetYrange(double ymin, double ymax);            // Y軸範囲の設定
void SetXgridNum(unsigned int N);                    // X軸グリッド分割数の設定
void SetYgridNum(unsigned int N);                    // Y軸グリッド分割数の設定
void SetXLabel(std::string str);                     // X軸ラベルの設定
void SetYLabel(std::string str);                     // Y軸ラベルの設定
void SetXform(std::string format);                   // X軸書式の設定
void SetYform(std::string format);                   // Y軸書式の設定
void DrawAxis();                                     // 軸の描画
void DrawLegend();                                   // 凡例の描画
void PlotData(double* x, double* y, unsigned int N, FrameGraphics::FGcolors color);    // 1つの変数値を一括プロットする関数
void PlotData(double x, double y, FrameGraphics::FGcolors color);                    // 1つの変数値を逐次プロットする関数
void SetVariables(const unsigned int var_num, const std::string* var_names, const FrameGraphics::FGcolors* var_colors);    // プロットする変数の設定
void PlotVariables(volatile double x, volatile double* var_values);    // 複数の変数値を逐次プロットする関数
void EndPlot();                                      // 逐次プロット終了
void ClearPlots();                                   // プロットの消去
void SetVisible(bool flag);                          // グラフ描画の有効/無効設定

SetXform関数、SetYform関数の引数"format"はprintfの書式指定子と同じです。例："%1.5f"とか"%1.2e"などなど。有効数字の設定、指数表示の設定に使用します。

色の定義/Definition of Colors

FGcolorsの色の定義は以下の通り。(FrameGraphicsクラスの定義に依存します)

RED, // 赤
GREEN, // 緑
BLUE, // 青
CYAN, // 水(シアン)
MAGENTA,// 紫(マゼンタ)
YELLOW, // 黄(イエロー)
ORANGE, // 橙
WHITE, // 白
GRAY75, // 灰輝度75％
GRAY50, // 灰輝度50％
GRAY25, // 灰輝度25％
BLACK // 黒

応用例/Applications

ARCS5.1-SF に使用しています。

Raspberry Pi2 でも動作を確認！

ライセンス/Licenses

Copyright (C) 2011-2014 Yuki YOKOKURA
This program is free software;
you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU General Public License
as published by the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or any later version.
This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY;
without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
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