Lingikogu lisamaterjalidele Internetis

Kursuse veebi kodulehe pildil on kujutatud graafiliselt sinc-funktsioon,
mis tuleb ette kursuse töölehtedel, üldse signaalide ja kujutiste töötlemises, valguse difraktsioonil põhinevas optilises infotöötluses jms füüsika ja informaatika siirdedistsipliinides.

Konkreetselt on pildil kujutatud 2-mõõtmeline  ringsümmeetriline sinc-funktsioon

z(r) = (sin r) / r  ,

kus r on kaugus x,y-tasandi keskpunktist.

Meenutame siinkohal erinevaid võimalusi kujutatada graafiliselt kahe muutuja funktsioone.

Kodulehe pildil on x,y-tasand kujutatud projektsioonvaates all (hallina), aga funktsiooni ehk sõltuva muutuja z jaoks on jäetud vaate vertikaalne telg. Funktsiooni väärtusi kujutatakse pinnana, mida "valgustatakse" mitme "lambiga" pinna reljeefi selgemaks esiletoomiseks. Pindgraafiku (surface plot) all  x,y-tasandil kujutakse sama funktsiooni ka kontuurgraafikuna (contour plot), millel igal ringjoonel asuvad ühesuguste z-i väärtustega punktid.

Teine võimalus on ühtlase omatooniga ja värviliselt "valgustatud" pind asendada pinnaga, mis ise helendab niimoodi, et mida suurem on z väärtus, seda punasem on pinnaosa toon (või vastupidi).
Kõrvaloleval joonisel on lisaks sellisele nn. pseudovärvusskaalale samal pinnal näidatud ka kontuurjooned - samad, mis alloleval kontuurgraafikul. Arvväärtuste kodeerimist mingil viisil  värvusteks nimetatakse pseudovärvusskaala sissetoomiseks, sest skaalaks võib võtta värvuste suvalise reastuse ja signaalil endal muidugi ei ole tegelikult niisuguseid "värve".

 

Kolmas võimalus, mida kasutame tihti töölehtedel, seisneb funktsioonipinna pööramises pealtvaatesse nii, et sõltumatute muutujate tasand langeb kokku ekraani(paberilehe) tasandiga.Sel juhul jäävad funktsiooni väärtusi näitama ainult kas pseudovärv või kontuurid või mõlemad.

Võib ka  pseudovärv-skaala  asendada hallskaalaga, nagu kõrvaloleval pildil. Sel juhul vastab z kasvule heleduse kasv kuni valgeni. Niisugune kujutusviis on loomulik valguskujutistena  nähtavate 2-mõõtmeliste signaalide esitamisel; seejuures tuleb aga teada, et ei silm ega mingi aparaat ei registreeri otseselt valgus-(e. elektri-)välja tugevust  -- viimane võib omada negatiivseid väärtusi, aga negatiivset heledust pole olemas -- , vaid väljatugevuse (mooduli) ruutu.

Ülaltoodud piltidel funktsiooni kujutava reljeefpinna suvaline diagonaallõige on tavaline 1-mõõtmeline sinc-funktsioon, mida saab esitada tavalise 2-D graafikuga.  Pangem tähele, missugustel argumendi väärtustel  asuvad funktsiooni null-kohad, miks? Matem. analüüsi kursusel õpitu meenutuseks: mis reegliga saab tõestada, et sinc0 = sin0 / 0 = 1, nagu graafikult näha?

 

 


Lingikogu lisamaterjalidele Internetis

  1. Tasuta allalaaditav (PDF-formaadis) põhjalik õpik.
  2. Huvitav lisa-õppematerjal USA-s
    Viide leitud 2003.a. Igor Ivanov'i (füüs.4.k) poolt.