一种多视角三维曲面频谱图显示方法与流程

本发明涉及一种多视角三维曲面频谱图显示方法。

背景技术：

目前，用于显示频谱数据的图形包括：频谱图、频谱瀑布图、三维曲面频谱图。三种图形均展示的是频谱幅度的数据信息，缺少在时间维度的分析。

其中，频谱瀑布图、三维曲面频谱图的数据来源于历史频谱数据。

频谱瀑布图是频谱历史数据的平面三维显示。频谱瀑布图通过对幅度进行颜色转化，将一帧频谱数据转化为一条不同颜色的色条，然后多条色条拼接生成频谱瀑布图。

频谱瀑布图可以通过颜色的变化显示信号幅度的变化，在一定程度上能够显示突发信号的幅度变化，但当幅度的在一定的范围跳动时，映射的颜色变化不明显，难以观察。

此外，频谱瀑布图也不能清晰的显示某一条历史数据的频谱数据，需通过其他操作将历史数据放入频谱图中进行显示。

三维曲面频谱图的出现在某种程度上解决了显示历史频谱数据的问题。

目前三维曲面频谱图多以三维曲线图的方式显示。三维曲线图显示不清晰，在多条历史数据下容易混淆。三维立体图形在观测时容易产生死角，对于图形的观察造成影响。

在三维图形中选数据显示在二维的频谱图中，与原有的在频谱瀑布图选取数据在频谱图中显示原理相同，该种显示方式通过多窗口显示方式实现。

信号分析仪主要通过多窗口的方式来显示上述频谱图，每个窗口显示一个图形。

当用户需要查看频谱历史数据时，需要打开频谱瀑布图。用户在频谱瀑布图上通过标记的方式选取相应的历史数据，然后在频谱图中观测频谱的轨迹数据。

有些仪器采用了将三维和二维相结合的显示方式，在三维曲面频谱图形中选取数据显示在二维的频谱图中，这种方式在原理上依然与原频谱瀑布图和频谱图的显示方式相同。

由于频谱图、频谱瀑布图和三维曲面频谱图三种图关系紧密，而目前的多窗体的显示管理方式操作复杂，且忽视了各个图之间的内在联系，无法将所有测试信息统一的呈现给用户。

此外，利用上述多窗体进行显示管理的方式，增加了信号分析仪操作的复杂度。因此，如何简化仪器操作，将测试信息有效的显示给用户变得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种多视角三维曲面频谱图显示方法，以便在单一窗口内实现二维频谱图、频谱瀑布图、任意频率点的幅度时间图和三维曲面频谱图的显示管理。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种多视角三维曲面频谱图显示方法，包括：

在单一窗口内显示三维曲面频谱图的步骤；

在三维曲面频谱图实现对三维坐标系的角度转换的步骤；

在三维曲面频谱图通过将视角转换为俯视，得到频谱瀑布图的步骤；

在三维曲面频谱图添加标记生成标记点的步骤；

在三维曲面频谱图实现标记点的三维移动的步骤；

在三维曲面频谱图选取标记点的不同切面的剖视图进行查看的步骤；

其中，剖视图包括标记点所处时刻的二维频谱图以及标记点所处频率的幅度时间图；

由二维频谱图返回三维曲面频谱图的步骤；

在二维频谱图读取不同频率点的幅度值的步骤；

在二维频谱图选取相邻时刻的频谱图，实现不同时刻频谱图的查看的步骤；

由幅度时间图返回三维曲面频谱图的步骤；

在幅度时间图读取频点不同时间的幅度值的步骤；以及

在幅度时间图选取相邻频点的幅度时间图，实现对不同频点幅度时间图查看的步骤。

优选地，在三维曲面频谱图设有用于控制当前显示的历史数据的数据读取控制条、以及用于对三维曲面频谱图进行颜色渲染的频谱图颜色映射条。

优选地，通过鼠标或触摸屏的操作实现三维坐标系的角度转换。

优选地，通过鼠标或触摸屏添加标记。

优选地，标记点显示的内容包括：

轨迹的时间信息、标记点的频率信息以及标记点的幅度信息。

优选地，在二维频谱图和幅度时间图上均设有三维曲面频谱图的缩略图；

通过鼠标或触摸屏点击上述缩略图，即可返回三维曲面频谱图。

优选地，在二维频谱图移动标记点读取不同频率点的幅度值。

优选地，在二维频谱图通过滚动鼠标或触摸屏的上下滑动选取相邻时刻的频谱图。

优选地，在幅度时间图移动标记点读取频点不同时间的幅度值。

优选地，在幅度时间图通过滚动鼠标或触摸屏的上下滑动选取相邻频点的幅度时间图。

本发明具有如下优点：

(1)本发明克服了传统频谱瀑布图和三维频谱图的在操作、显示等方面的缺点，在单一窗口内将二维频谱图、频谱瀑布图、任意频点的幅度时间图和三维曲面频谱图合理有效的结合在一起进行管理显示。(2)本发明在三维曲面频谱图中实现了观测角度的自由切换，以去除观测的死角，便于用户的观测。(3)本发明在三维曲面频谱图中实现了各个图形的自由切换，从而实现了二维图形和三维图形的融合。(4)由于本发明在三维曲面频谱图中实现了任意频点的幅度时间图切换，因此，相比于现有技术还丰富了频谱数据的显示的信息。

附图说明

图1为本发明实施例中多视角三维曲面频谱图的显示示意图。

图2为图1中多视角三维曲面频谱图进行视角转换后的显示示意图。

图3为图1中多视角三维曲面频谱图对应的频谱瀑布图。

图4为图1中多视角三维曲面频谱图选定一标记点的二维频谱图。

图5为图1中多视角三维曲面频谱图选定一标记点所处频率的幅度时间图。

以上各附图中，x轴代表频率，y轴代表幅度、z轴代表信号的采集时间。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

一种多视角三维曲面频谱图显示方法，包括如下多个步骤：

在单一窗口内显示三维曲面频谱图的步骤。

在三维曲面频谱图设有数据读取控制条101和频谱图颜色映射条103。其中：

数据读取控制条101，用于控制当前显示的历史数据。

在信号分析仪的运行过程中，存储的历史数据远远大于当前显示的数据，因此，通过滑动数据读取控制条101，可以快速的选择需要显示的历史数据。

频谱图颜色映射条103，用于对三维曲面频谱图进行颜色渲染。

渲染后的三维曲面频谱图如图1中的102所示。

此外，在图1中标注104指示的内容被前方的频谱曲面遮挡，即为观测的死角。

为了去除上述观测的死角，本发明还包括通过鼠标或触摸屏的操作实现对三维坐标系的角度转换的步骤，进而实现整个图形的视角的转换，如图2中的标注201所示。

在多视角三维曲面频谱图中，用户可以自由的切换视角以便进行观测，因此，本发明还包括将视角转换为俯视，以转换为频谱瀑布图的步骤，频谱瀑布图如图3所示。

在图1中，本发明还包括(用户)在三维曲面频谱图上通过鼠标或触摸屏点击添加标记生成标记点的步骤。其中，标记点显示的内容包括：

轨迹的时间信息、标记点的频率信息以及标记点的幅度信息。

选中标记点后，还包括通过鼠标或触摸屏的拖动实现标记点的三维移动的步骤。

用户双击选中的标记点，即可弹出菜单，从而选取对该标记点的不同切面的剖视图，因此，本发明还包括在三维曲面频谱图选取标记点的不同切面的剖视图进行查看的步骤。

其中，剖视图包括标记点所处时刻的二维频谱图以及标记点所处频率的幅度时间图。

图4为选取标记点的二维频谱图。在二维频谱图中设有三维曲面频谱图的缩略图401。本发明可以通过缩略图实时观察频谱。

当然，还可以包括通过点击缩略图401返回图1中三维曲面频谱图的步骤。

图4中标注402表示选取时刻的频谱图，标注403表示三维曲面频谱图中的标记点。

本发明还包括通过鼠标或触摸屏移动标记点读取不同频率点的幅度值的步骤；

以及通过滚动鼠标的滚轮或触摸屏的上下滑动手势选取相邻时刻的(二维)频谱图，进而实现对不同时刻(二维)频谱图的快速查看的步骤。

图5为标记点所处频率的幅度时间图。

图5的数据来源于频谱的历史数据的统计，能够直观的反应某一频点的幅度随时间的变化，通过标记可以准确的读取各个时间点的幅度值。

本发明还包括通过鼠标或触摸屏移动标记点读取频点不同时间的幅度值的步骤；

以及通过滚动鼠标的滚轮或触摸屏的上下滑动手势选取相邻频点的幅度时间图，进而实现对不同频点幅度时间图快速查看的步骤。

本发明通过上述步骤，实现了单一窗口内二维频谱图、频谱瀑布图、任意频率点的幅度时间图和三维曲面频谱图的显示管理，克服了多窗口显示方式在操作和显示方面的缺点。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。