La lecture de valeur et les opérations géométriques basiques constituent la base de tout logiciel de traitement de données. Gwyddion propose un large choix de fonctions pour mettre à l'échelle, tourner, ré-échantillonner ou extraire un profil des données. Cette section décrit ces fonctions, certes simples, mais essentielles.
Grâce aux modules basiques, il est possible de réaliser les opérations suivantes sur des données 2D :
- Ré-échantillonner les données avec les dimensions ou l'échelle choisies, en utilisant la méthode d'interpolation sélectionnée dans → →
- Rogner les données en utilisant l'outil Rogner soit directement sur les données soit en mettant le résultat dans un nouveau canal (avec l'option Créer un nouveau canal). En activant l'option Conserver les décalages latéraux, les coordonnées du coin en haut à gauche de l'image résultante corresponderont à celles du coin en haut à gauche de la sélection, dans le cas contraire les coordonnées seront mises à (0, 0).
- Tourner les les données de 90 degrés ou par un angle défini par l'utilisateur à l'aide d'une des fonctions de rotation : → → , ou .
- Renverser les données horizontalement (i.e. autour de l'axe vertical) et verticalement (i.e. autour de l'axe horizontal) avec → → et , respectivement.
- Renverser les données autour du centre (i.e. autour des deux axes) avec → → .
- Inverser les valeurs des données en utiliser la fonction : → → . Les valeurs sont inversées par rapport à la valeur moyenne, ce qui conserve la valeur moyenne.
- Limit the data range by cutting values outside a specified range by → → . The range can be set numerically or taken from the false colour map range previously set using the Color range tool and it is also possible to cut off outliers farther than a chosen multiple of RMS from the mean value.
- Sur-échantillonner les données pour rendre les pixels carrés avec → → . La plupart des scans ont des pixels ayant un rapport d'aspect de 1:1, cette fonction n'a donc aucun effet sur ceux-ci.
- Incliner les données selon un gradient spécifié ou un angle avec → → .
- Modifier les dimensions physiques, les unités ou l'échelle, ainsi que les décalages latéraux avec → → . Cette fonction est très utile lorsque des données brutes ont été importées avec des échelles erronées ou tout simplement pour recalibrer les dimensions et/ou les hauteurs.
La méthode la plus simple pour lire une valeur est de placer le curseur de la souris sur le point dont on veut connaître la valeur. Les coordonnées et/ou la valeur sont alors affichées dans la barre d'état de la fenêtre de données ou la la fenêtre de graphe.
L'outil Lecture de Valeur offre plus de possibilités : il affiche les coordonnées et valeurs du dernier point de la fenêtre de données sur lequel le bouton de souris a été cliqué. Il peut moyenner la valeur sur une zone circulaire centrée sur ce point, ce que l'on peut contrôler avec l'option Rayon de moyennage. Lorsque le rayon vaut 1, la valeur du pixel seul est affichée. Le bouton ajuste la surface de manière à ce que le z courant devienne le nouveau niveau zéro.
L'outil Lecture de Valeur peut aussi afficher l'inclinaison de la facette locale. Là encore, le Rayon de moyennage détermine le rayon de l'aire à utiliser pour ajuster le plan local.
Dans tous les outils de Gwyddion, les inclinaisons de facette et de plan sont donnés sous la forme des coordonnées sphériques (ϑ, φ) du vecteur normal au plan.
L'angle ϑ est l'angle entre la direction verticale et la normale, ce qui veut dire que ϑ = 0 pour des facettes horizontales , et qu'il augmente avec la pente. Sa valeur est toujours positive.
L'angle φ est l'angle direct entre l'axe x et la projection de la normale sur le plan xy, comme le montre la figure ci-dessous. Dans le cas des facettes, cela signifie que φ correspond à la direction de la pente descendante de la facette.
Les distances et différences de hauteur peutvent être mesurées avec l'outil Distance. Il affiche les distances horizontale (Δx), verticale (Δy) et totale (R) ; l'azimuth φ (mesurée de la même manière que l'inclinaison φ ) et la différence de hauteur du point final Δz pour un ensemble de lignes sélectionnées sur les données.
Les distances peuvent être copiées dans le presse-papier ou sauvegardées dans un fichier texte à l'aide des boutons situés sous la liste.
L'outil d'extraction de profil est accessible à partir de la fenêtre d'outils. Vous pouvez utiliser votre souris pour dessiner plusieurs profils sur l'image, que vous pourrez ensuite ajuster ou supprimer. La boîte de dialogue comprend une pré-visualisation en temps réel du profil. Les profils peuvent être de différentes « épaisseurs », ce qui signifie que des pixels supplémentaires voisins perpendiculairement à la direction du profil sont utilisés pour évaluer un point donné du profil, et ce d'autant plus que l'épaisseur du profil est grande. Cette option peut être très utile pour s'affranchir du bruit lors de la mesure d'un objet ayant une forme régulière.
Après avoir sélectionné les profils, ceux-ci peuvent être extraits sous forme de graphes (séparés ou groupés dans une fenêtre de graphes) qui pourront être ensuite analysées à l'aide des fonctions d'analyse de graphes.
La courbe du profil est construite à partir de données échantillonnées sur des intervalles réguliers le long de la ligne sélectionnée. Les valeurs des points ne tombant pas exactement sur le centre des pixels (ce qui est normalement le cas pour les lignes obliques) sont interpolées en utilisant la méthode d'interpolation choisie. A moins qu'un nombre explicite d'échantillons soit choisi à l'aide de l'option Résolution fixe, le nombre d'échantillons correspond à la longueur en pixels de la ligne. Ce qui signifie que pour les lignes parfaitement horizontales ou verticales aucune interpolation ne sera appliquée.
Illustration de l'échantillonnage du profil extrait d'une ligne oblique. Les figures sur la gauche montrent les points le long de la ligne pour laquelle les valeurs sont lues à la résolution naturlelle et à très haute résolution. Les graphes sur la droite montrent les valeurs extraites. La comparaison des profils à résolution haute et naturelle avec l'interpolation arrondie montre que les points de la courbe à la résolution naturelle sont en fait un sous-ensemble des points de la courbe à haute résolution. L'influence de la méthode d'interpolation sur les valeurs des points ne correspondant pas à la grille est démontrée par les deux graphes du bas, en comparant les interpolations arrondi et Key à haute résolution.