スカラー場の可視化

StarLogo TIPS

「スカラー場」の可視化

スカラー場（ば）は、１つの位置(x,y)に1つの値が 割り当てられている様な空間のモデルです。

これを表現するのに、いろいろな可視化方法が存在 しますが、ここでではその中の１つをStarlogoのset-pcと いう命令を利用して実現してみます。

scale-pc命令 †

scale-pcは次の様な形式です

set-pc <色> <値> <最小値> <最大値>

指定の<色>で、指定の<値>が<最小値>から<最大値>までの どの位置にあるのかという比率で、黒から白の間で配色します。

値>が<最小値>と同じなら黒、<値>が<最大値>と同じなら白です。

スカラー場を作る †

まず、可視化対象のスカラー場を仮に作ります。 これは、patchを利用したStarlogoのモデルでは 普通に出てきますが、ここでは、

中心からの距離に応じた値

が作るスカラー場とします。作り方としては、まず、Patchそれぞれ に数値を設定する必要があります。 それには。Obserber Proceduresのエリアの先頭行 に

patches-own [ pote ]

のようにpoteという変数を定義します。

パッチエリア(screen)の中心座標は(0,0)なので、そこからそれぞれ のパッチまでの距離(xcor, ycor)を利用して

(xcor * xcor) + (ycor * ycor)

で計算できます。なぜそうなるかをわからない方は、「三平方の定理 (ピタゴラスの定理)」を調べてみてください。

コード †

上記のことは次の様なStarLogoの簡単なコードでかけます。

to setup
   ca
   let [:vmin 0]
   let [:vmax 
           sqrt ((screen-half-width * screen-half-width)
                 +(screen-half-height * screen-half-height))
    ]
    ask-patches [
       set pote sqrt( (xcor * xcor) + (ycor * ycor) )
       scale-pc blue pote  :vmin :vmax
    ]
end

screen-half-withとscreen-half-heightでパッチの縁の 座標わかるので、それからもっとも遠く離れている四隅までの 距離を計算し、<最大値>としています。

結果 †

上のsetupという手続きを実行すると、パッチが次の様な 色で塗られます。

また、scale-pcの第三、第四の引数を取り替えると 次の様な絵になります。

おわりに †

似たような命令に、scale-colorというものもあります。

また、この様なスカラー場の可視化では、最小値と最大値で 別な色（例：最小値、青、最大値、赤など）で指定し、 その途中の値は、その２つの色を補間して得るというのが 一般的です（サーモグラフィなど）。