paraview - システム創成工学科 機械科学コース...
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オープンＣＡＥ講習会＠秋田トレーニング講習資料
2017/1/28
中山勝之 （オープンCAE勉強会＠富山）
ParaView講習
講習の概要
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ParaViewの使用未経験者・初心者を対象として、ParaViewの基本的な操作方法から、等値面図やベクトル図等の可視化図の作成方法、Pythonスクリプトを利用した、可視化処理の自動化についての講習を行います
講習の内容
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2. マウス・キー操作のレコーディング機能（トレース機能）を用いた操作の自動化手法（30分）
1. ParaViewの基本的な使用方法操作、データ入力、面塗り、コンター、ベクトル図の作成（60分）
配布データについて
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ディレクトリ名 説明
cavity 実習作業用データ(Cavity)
cavity_orig 実習用データ(Cavity)のオリジナル誤作動からの復旧用
データ形式はVTK形式
講習PC環境について
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ParaView Version : 5.0.1
インストール方法
Windows版
以下のURLから入手可能
MacOS版
http://www.paraview.org/download/
ParaViewの特徴
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マルチブロック
入力可能なデータ形式が豊富
AMR
構造格子
非構造格子
データ構造
商用・非商用アプリケーションのデータ形式に対応
ANSYS Dyna3D EnSight FLUENT LSDYNA VTK NASTRAN OpenFOAM Plot3D Tecplot
データ操作・処理
面塗り コンター ベクター表示 データ抽出 バッチ処理
オープンソース。無料で使用可能。
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ParaViewの基本的な使用方法
ファイル入力から可視化画像作成まで
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2次元Cavity流れ
OpenFOAM Users-Guide 2.1節の内容（サーフェス表示）を可視化する
可視化対象について
http://cfd.direct/openfoam/user-guide/cavity/
ParaViewのインターフェース
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Menu Bar
Toolbar
Pipeline Browser
Advanced Toggle
3D View
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をクリック。または[File]-[open]をクリック
Toolbarから
可視化データ読み込み
cavity.vtkを選択しOKをクリック
左サイドウインドウ : Pipeline Browserにcavityが表示される
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Applyボタン（緑）を押す
操作：モデルの表示
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Surfaceをクリックすると他の表示形式が選択できるので、この中からSurface With Edgesを選択
操作：メッシュの確認
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操作：メッシュの確認
左側のウインドウからinformationタブをクリックすると計算データの情報（セル数, 変数値の範囲など）が表示されます。
マウス操作
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ドラッグ Shift + ドラッグ
2軸回転 平行移動 拡大・縮小 1軸回転 平行移動
※ホイール操作は拡大・縮小
2軸回転
Ctrl + ドラッグ
拡大・縮小 2軸回転 拡大・縮小
メニューバー：[Edit]-[Settings]-[Cameras]タブでボタンの割り当てを変更可能
カメラ操作
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Toolbarのボタン群でカメラを操作できる
モデル全体を画面に合わせる
Zoom to Data
選択範囲をズーム カメラを座標軸に沿わせる
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Coloringで◆ pを選択する
Properties内のRepresentationを Surfaceにする
ColoringでRescaleを押す
Coloringでshowを押す(左サイドウインドウを下にスクロールすることで見つけることができます)
操作：圧力サーフェスの表示（１）-圧力表示に変換 -
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右サイドウインドウにColor Map Editorが表示されていることを確認する無いならば
を選択する
①Choose presetを選択
②Blue to Red Rainbowを選択
③Applyを選択
④closeを選択
操作：圧力サーフェスの表示（２）-カラーマップ変更 -
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メニューバーから
を選択する
操作：圧力サーフェスの表示（３）-カラーバー表示 -
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画像ファイルの作成
① [File]—[Save Screenshot..] ② 画面サイズ等を指定してOKをクリック
③ ファイル名を指定してOKをクリック
画像ファイル(jpg, tiff, png, bmp,ppm)を作成可能
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アニメーションの作成
① [File]—[Save Animation..] ② フレームレート等を指定してOKをクリック
③ ファイル名を指定してOKをクリック
静止画連番データ(ex. animation.0000.png, animation.0001.png, ・・・)が作成
動画データはavi(Windows, MacOS版), ogv(Linux版)が作成可能
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設定の保存と読み込み
可視化の設定を保存したり、読み込んだりするには、メニューバー[File] の [Save State] と [Load State] を使用する拡張子はpvsm
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1. メニューバーから[Edit]-[Reset Session]を選択しParaViewを初期化する
2. 可視化ファイルを開く
3. Applyボタン（緑）を押す
操作：ParaViewを初期化
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① Pipeline Browser内でcavity.vtkが選択されていることを確認
操作：速度ベクトルの表示（１）
③ Properties内の設定を以下のようにする
②メニューバーからGlyphアイコンをクリック
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操作：速度ベクトルの表示（２）
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操作：圧力コンターの表示（１） -スライス面の作成-
① Pipeline Browser内でcavity.vtkが選択されていることを確認
③ Properties内でZ NormalをクリックしApplyをクリック
②メニューバーからsliceアイコンをクリック
赤枠を消すにはshow planeのチェックを外す
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操作：圧力コンターの表示（２）
① Pipeline Browser内でSlice1を選択
③ Properties：[Contour By], [Coloring]で pを選択
②メニューバーからcontourアイコンをクリック
3. Stepsは10に設定してOKをクリック
④ Isosurfacesで以下の順序で操作
1
2
⑤ Applyをクリック
⑥ Pipeline Browser内でSlice1を表示する
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操作：圧力コンターの表示（３）
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紹介：データ抽出
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紹介：スプレッドシート
① 3DviewのSplitボタンをクリック
② SpreadSheet Viewボタンをクリック
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マウス・キー操作のレコーディング機能（トレース機能）を用いた操作の自動化手法
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２-１圧力サーフェス表示操作をトレース機能を用いてマクロ登録する
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1. [Tools] – [Start Trace]を選択
2. GUIで操作を実行
3. [Tools] – [Stop Trace]を選択
スクリプトが生成され、スクリプトエディタに表示される
[File] - [Save]で保存
シェルの読み込み
1. [Tools] – [Python Shell]を選択
2. Run Scriptを選択しファイルを選択
トレース操作
※トレース実行時にはStop Traceに変更される
ParaViewのGUI上で行った操作をPythonスクリプトとして書き出す
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1. メニューバー[Macros] – [Add New Macro..]を選択
2. ファイルを選択
マクロファイルは/home/user/.config/ParaView/Macros/に保存される
Pythonスクリプトをマクロ登録
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1. メニューバーから[Edit]-[Reset Session]を選択しParaViewを初期化する
2. 可視化ファイルを開く
3. Applyボタン（緑）を押す
操作：ParaViewを初期化
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1. [Tools] → [Start Trace]を選択
3. 操作：圧力サーフェスの表示（１）ー（３）（スライド17-19）を実行
2. Trace Optionsはany *modified* propertiesを選択し、他のチェックをONにしてOKをクリック
4. [Tools] → [Stop Trace]を選択しトレース終了
Properties To Trace On Createオプション
all properties
• 可能な限りすべての情報を記述する• 他のユーザー設定があっても一貫した状態を確保できるが、非常に冗長な出力となり読みにくい
any *modified* properties
• デフォルト設定から変更されていない記述は無視される• ほとんどの利用で適したオプション
only *user-modified* properties
• ユーザーが変更した設定のみ記述される• トレースの動作は内部設定に依存する
Color maps, color bar etc. オプション
• チェックするとカラーバー、カラーマップ、注釈(anotation)の情報を記述する
Miscellaneousオプション
• チェックするとトレース記述時Script Editorに書き込まれる• チェックがない場合、Stop trace時にトレース内容が一括して書き込まれる
操作：トレースの実行
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5. Script Editorが表示されるので、[File] - [save as]で保存
ファイル名はp_contour.pyで保存する
6. マクロ登録はメニューバーから[Macros] - [Add new macro]を選択し、 p_contour.pyを選択することで登録される
操作：スクリプトの保存とマクロ登録
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1. メニューバーから[Edit]-[Reset Session]を選択しParaViewを初期化する
2. VTKファイルを開く
3. Applyボタン（緑）を押す
4. メニューバーから[Macros]-[p_countour]を選択
操作：マクロ実行
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２-２圧力サーフェス表示操作のトレース内容を確認する
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#### import the simple module from the paraviewfrom paraview.simple import *#### disable automatic camera reset on 'Show'paraview.simple._DisableFirstRenderCameraReset()
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Python コードでは、先頭にimportするライブラリを指定する
ParaViewの操作に必要なライブラリをインポート
p_contour.py
ParaViewライブラリのインポート
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p_contour.py
# get active source.caivtyvtk = GetActiveSource()
# get active viewrenderView1 = GetActiveViewOrCreate('RenderView')# uncomment following to set a specific view size# renderView1.ViewSize = [1071, 674]
# get display propertiescaivtyvtkDisplay = Show(cavityvtk, renderView1)
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アクティブソース・ビュー・ディスプレイ設定の取得
renderView1をアクティブなウインドウに指定
renderView1.ViewSizeはコメントされているサイズの数値はトレース時のウインドウにサイズに依存
GetActiveSource()：アクティブなソースを取得するcaivtyvtkという名前で利用
GetDisplayProperties() ：ディスプレイ設定を取得caivtyvtkDisplayという名前で利用
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p_contour.py
# trace defaults for the display properties.cavityvtkDisplay.ColorArrayName = [None, '']cavityvtkDisplay.GlyphType = 'Arrow'cavityvtkDisplay.ScalarOpacityUnitDistance = 0.01924175606617764cavityvtkDisplay.SetScaleArray = ['POINTS', 'p']cavityvtkDisplay.ScaleTransferFunction = 'PiecewiseFunction'cavityvtkDisplay.OpacityArray = ['POINTS', 'p']cavityvtkDisplay.OpacityTransferFunction = 'PiecewiseFunction'
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表示する変数の定義
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p_contour.py
# set scalar coloringColorBy(cavityvtkDisplay, ('POINTS', 'p'))
# rescale color and/or opacity maps used to include current data rangecavityvtkDisplay.RescaleTransferFunctionToDataRange(True)
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変数pの設定（１）
POINTS（点データ）、p(変数：圧力)に対してのカラー表示
データ内での最大・最小値でリスケールを行う
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p_contour.py
# get color transfer function/color map for 'p'pLUT = GetColorTransferFunction(‘p’) #pに対するルックアップテーブルを取得
pLUT.RGBPoints = [-4.366660118103027, 0.231373, 0.298039, 0.752941,0.24093985557556152, 0.865003, 0.865003, 0.865003, 4.84853982925415, 0.705882,0.0156863, 0.14902]pLUT.ScalarRangeInitialized = 1.0
# get opacity transfer function/opacity map for 'p'pPWF = GetOpacityTransferFunction('p')pPWF.Points = [-4.366660118103027, 0.0, 0.5, 0.0, 4.84853982925415, 1.0, 0.5,0.0]pPWF.ScalarRangeInitialized = 1
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4041424344
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カラーマップの対応RGBPoints=[値1, R, G, B, 値2, R, G, B, ・・・・]ただし現時点のカラーマップはCool to Warmに対応しているので注意
言い換えると、トレース出力は、実際の描画に不要な記述が含まれている
変数pの設定（２）
pLUTという名前で利用
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p_contour.py
# Apply a preset using its name. Note this may not work as expected when presets have duplicate names.pLUT.ApplyPreset('Blue to Red Rainbow', True)
# show color bar/color legendaOpenFOAMDisplay.SetScalarBarVisibility(renderView1, True)
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pLUT.ApplyPreset：プリセットカラーマップの設定
aOpenFOAMDisplay.SetScalarBarVisibility :
カラーバー表示設定 (True/False)
カラーマップ・カラーバーの設定
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p_contour.py
#### saving camera placements for all active views
# current camera placement for renderView1renderView1.CameraPosition = [0.05000000074505806, 0.05000000074505806, 0.27888724573938806]renderView1.CameraFocalPoint = [0.05000000074505806, 0.05000000074505806, 0.004999999888241291]renderView1.CameraParallelScale = 0.07088723543695315
#### uncomment the following to render all views# RenderAllViews()# alternatively, if you want to write images, you can use SaveScreenshot(...).
50515253
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5556575859
以下の記述はStop trace実行時に記述される
Adjust Camera内のCamera Positionsの内容が記述されている
カメラ位置の設定・その他
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トレース機能を利用した可視化操作の自動化手法についての紹介
• 圧力サーフェスの表示の自動化を行った• マクロ登録機能の紹介
トレース機能が生成するpython スクリプトの解説
• ファイル操作と、記述されたスクリプトの対応関係についての解説を行った
• トレース機能の出力するスクリプトは必要最小限な記述ではないことに注意する
２章まとめ
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F A Q etc...
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不明な関数があった場合 - Python Shellから探す方法- （１）
メニューバーからTools → Python Shellを選択することでPython Shellが起動
help(関数名)でEnterを押すことで内容を確認することができる
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help(関数名)：簡易な記述で表示される
Python 2.7.12 (default, Jul 1 2016, 15:12:24) [GCC 5.4.0 20160609] on linux2>>> from paraview.simple import *>>> help(GetActiveSource) ⏎Help on function GetActiveSource in module paraview.simple:
GetActiveSource().. _GetActiveSource:Returns the active source.
>>>
不明な関数があった場合 - Python Shellから探す方法- （２）
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help(関数名())：詳細な記述が表示される
Python 2.7.12 (default, Jul 1 2016, 15:12:24) [GCC 5.4.0 20160609] on linux2>>> from paraview.simple import *>>> help(GetActiveSource()) ⏎Help on PVFoamReader in module paraview.servermanager object:
class PVFoamReader(SourceProxy)| Proxy for a server side object. A proxy manages the lifetime of| one or more server manager objects. It also provides an interface| to set and get the properties of the server side objects. These| properties are presented as Python properties. For example,| you can set a property Foo using the following::| | proxy.Foo = (1,2)| | or| ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
不明な関数があった場合 - Python Shellから探す方法- （３）
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不明な関数があった場合 - webから探す方法 -
http://www.paraview.org/ParaView3/Doc/Nightly/www/py-doc/index.html
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参考資料
ParaView Guide
http://www.paraview.org/documentation/
ParaView Tutorials
以下のURLから入手可能