第五十三章 批量操作
「光源數據是tif格式文件，是一個由3072*3072個點組成的灰度圖，其中每個點除了橫縱坐標外，還有一個信號強度值。
拿到這些數據後，第一步，我們要確認圓心坐標、標定樣品離檢測器距離。
打開fit2D軟體，導入六硼化鑭的文件，它的圖像是一組同心圓。
通過軟體擬合，可以確認它的圓心坐標，此外，還可以計算出樣品離檢測器距離，這兩個數據在之後製圖過程中要用到。
第二步，導入樣品文件以及對應曝光時間的空白矽片文件，然後對兩個文件做差值，即可扣除背景信號。
空白矽片的圖像是這種半圓形的信號，如果背景扣除的效果不好，還殘留明顯的矽片的信號，我們就需要進一步的處理。
首先在樣品圖像中，找到有矽片信號但幾乎沒有樣品信號的地方，隨意選一個點，記錄其強度。
然後在空白矽片圖像的同樣位置，查看那個點的強度。
接著將空白基片所有數據點的強度乘一個係數，使之前選擇的兩個點的強度相等。
最後對兩個文件做差值，就能將背景信號扣除乾淨。
第三步，將處理好的文件導出，格式仍然是tif，之後的數據處理都是基於這個文件的。
第四步，積分。
我們得到的是一個二維的圖片，對於有機聚合物材料來說，其主要的「分子堆砌結構」信息，都在圖片的坐標軸附近。
其中橫軸代表平面內的方向，表示為qxy，而縱軸代表垂直於平面的平面外的方向，表示為qz，單位都是埃的負一次方。
因此，我們對坐標軸附近的數據點強度進行積分，得到兩個積分曲線，就可以分別分析在平面內和平面外的「分子堆砌結構」信息了。
具體的積分角度一般是0-3度和88-92度。
第五步，將灰度圖片，用PS軟體處理，將其轉化為彩色圖片，用不同的顏色表示數據點的強度，再加上坐標軸，圖例等。」
前面幾步的操作，陳婉清和羅陽相差不大。
直到最後一步，學姐拿出了PS軟體。
許秋終於找到她慢的原因了。
「學姐，最後PS這一步可以用編程來實現批量操作，不需要一張張的P圖。」許秋道。
「我也聽說可以批量導出圖片，」陳婉清無奈的攤攤手：「可是我不會編程啊。」
「我會，交給我吧，」許秋道：「把最終的效果圖發我，我來研究一下。」
「真的嘛？要是能成功的話，可以省下不少時間呢。」陳婉清將信將疑，把圖片發給許秋。
「等我的好消息。」許秋自信滿滿道。
他啟動電腦的MATLAB軟體，目光看向效果圖，做出思考狀。
然後，打開輔助系統，查看系統影像中的程序代碼，逐行分析它們的功能。
因為有注釋的存在，所以沒過多久，許秋就弄明白了程序運作的原理。
不過，其中有一步屬於超綱知識。
於是，許秋向陳婉清『請教』道：
「學姐，圖片的坐標軸標尺怎麼確定呢？」
「根據樣品和檢測器的距離以及X射線的波長，可以計算得出，公式為……」陳婉清道。
「我明白了。」
許秋點點頭，然後把系統影像中的代碼，輸入到自己電腦的MATLAB軟體中。
他一邊碼代碼，一邊向陳婉清講解道：
「這個程序主要分為三步：
第一步，通過之前標定的圓心坐標、樣品和檢測器的距離，以及X射線的波長這些數據，計算得出坐標原點的位置、坐標軸標尺。
第二步，將每個數據點的信號強度，轉化為RGB顏色數據，這個可以直接套用MATLAB里自帶的jet顏色模型。
這個模型是信號強度越大，轉化後的顏色就越紅，信號強度越小，轉化後的顏色就越藍。
第三步，自動保存圖片到指定文件夾，然後設置一個批量操作命令。」
代碼只有短短几十行，所以許秋很快就輸入完畢。
「思路倒是很清晰，」陳婉清基本上已經相信了許秋的話，不過還是問道：
「只有這些代碼，就能實現批量操作嗎？」
「我來演示一下吧，畢竟眼見為實。」許秋道：
「就直接拿原始沒有扣過背景信號的數據做演示好了。
首先，把待處理的文件按樣品編號統一命名為：1.tif、2.tif、3.tif，我們先用3個文件測試一下。
然後，將圓心坐標、樣品和檢測器的距離以及X射線的波長這些數據手動輸入進去。
最後，點擊運行就可以了。」
許秋點擊運行按鈕後，電腦屏幕上彈出了運算的對話框，上面的數字在不斷的滾動。
幾十秒後，第一張圖片處理完成。
自動保存後，軟體繼續運行，開始處理第二張圖片。
兩分鐘後，三張圖片均處理完成，許秋從文件夾中將它們打開。
陳婉清看到成品圖片後激動不已：「真的可以啊，這和我PS出來的沒什麼差別，而且用PS手動P圖有時候還會出錯。」
「對了學弟，這個方法可不要讓魏老師知道啊。」她補充道。
「為什麼呢？」許秋不解。
「他如果知道的話，以後測完光源數據，就會讓我們當天把實驗數據處理出來了，」陳婉清攤手道：「通宵測試完，我還想劃划水呢。」
「好吧，我一定守口如瓶。」許秋道：
「那數據我們各處理一半吧，先只扣除背景和計算積分，最後全部弄完，再統一用MATLAB導出彩圖。」
「好呀，那我從1號樣品開始，正序處理數據，你從72號樣品開始，倒序處理，怎麼樣？」陳婉清道。
「可以。」
…………
兩個小時後，許秋將37號樣品處理完畢，側過頭看了眼學姐的進度，還在31號樣品，便說道：
「學姐，我37號處理完了，再幫你分擔3個吧，你弄到33號就可以了，34、35、36交給我。」
「你好快啊，那就拜託你啦。」陳婉清道。
兩人將最後幾個數據處理完後，陳婉清將她的數據拷貝到許秋電腦上，因為她沒有安裝MATLAB軟體。
許秋操作電腦，批量導出彩圖，沒有發生意外。
「今天多虧學弟幫忙，這麼快就弄好啦，晚上請你吃飯，食堂。」陳婉清開心道。
「好呀，不過明天就是保研面試，吃完飯我就直接回寢室了。」
「嗯嗯，學弟加油哦。」
拿到這些數據後，第一步，我們要確認圓心坐標、標定樣品離檢測器距離。
打開fit2D軟體，導入六硼化鑭的文件，它的圖像是一組同心圓。
通過軟體擬合，可以確認它的圓心坐標，此外，還可以計算出樣品離檢測器距離，這兩個數據在之後製圖過程中要用到。
第二步，導入樣品文件以及對應曝光時間的空白矽片文件，然後對兩個文件做差值，即可扣除背景信號。
空白矽片的圖像是這種半圓形的信號，如果背景扣除的效果不好，還殘留明顯的矽片的信號，我們就需要進一步的處理。
首先在樣品圖像中，找到有矽片信號但幾乎沒有樣品信號的地方，隨意選一個點，記錄其強度。
然後在空白矽片圖像的同樣位置，查看那個點的強度。
接著將空白基片所有數據點的強度乘一個係數，使之前選擇的兩個點的強度相等。
最後對兩個文件做差值，就能將背景信號扣除乾淨。
第三步，將處理好的文件導出，格式仍然是tif，之後的數據處理都是基於這個文件的。
第四步，積分。
我們得到的是一個二維的圖片，對於有機聚合物材料來說，其主要的「分子堆砌結構」信息，都在圖片的坐標軸附近。
其中橫軸代表平面內的方向，表示為qxy，而縱軸代表垂直於平面的平面外的方向，表示為qz，單位都是埃的負一次方。
因此，我們對坐標軸附近的數據點強度進行積分，得到兩個積分曲線，就可以分別分析在平面內和平面外的「分子堆砌結構」信息了。
具體的積分角度一般是0-3度和88-92度。
第五步，將灰度圖片，用PS軟體處理，將其轉化為彩色圖片，用不同的顏色表示數據點的強度，再加上坐標軸，圖例等。」
前面幾步的操作，陳婉清和羅陽相差不大。
直到最後一步，學姐拿出了PS軟體。
許秋終於找到她慢的原因了。
「學姐，最後PS這一步可以用編程來實現批量操作，不需要一張張的P圖。」許秋道。
「我也聽說可以批量導出圖片，」陳婉清無奈的攤攤手：「可是我不會編程啊。」
「我會，交給我吧，」許秋道：「把最終的效果圖發我，我來研究一下。」
「真的嘛？要是能成功的話，可以省下不少時間呢。」陳婉清將信將疑，把圖片發給許秋。
「等我的好消息。」許秋自信滿滿道。
他啟動電腦的MATLAB軟體，目光看向效果圖，做出思考狀。
然後，打開輔助系統，查看系統影像中的程序代碼，逐行分析它們的功能。
因為有注釋的存在，所以沒過多久，許秋就弄明白了程序運作的原理。
不過，其中有一步屬於超綱知識。
於是，許秋向陳婉清『請教』道：
「學姐，圖片的坐標軸標尺怎麼確定呢？」
「根據樣品和檢測器的距離以及X射線的波長，可以計算得出，公式為……」陳婉清道。
「我明白了。」
許秋點點頭，然後把系統影像中的代碼，輸入到自己電腦的MATLAB軟體中。
他一邊碼代碼，一邊向陳婉清講解道：
「這個程序主要分為三步：
第一步，通過之前標定的圓心坐標、樣品和檢測器的距離，以及X射線的波長這些數據，計算得出坐標原點的位置、坐標軸標尺。
第二步，將每個數據點的信號強度，轉化為RGB顏色數據，這個可以直接套用MATLAB里自帶的jet顏色模型。
這個模型是信號強度越大，轉化後的顏色就越紅，信號強度越小，轉化後的顏色就越藍。
第三步，自動保存圖片到指定文件夾，然後設置一個批量操作命令。」
代碼只有短短几十行，所以許秋很快就輸入完畢。
「思路倒是很清晰，」陳婉清基本上已經相信了許秋的話，不過還是問道：
「只有這些代碼，就能實現批量操作嗎？」
「我來演示一下吧，畢竟眼見為實。」許秋道：
「就直接拿原始沒有扣過背景信號的數據做演示好了。
首先，把待處理的文件按樣品編號統一命名為：1.tif、2.tif、3.tif，我們先用3個文件測試一下。
然後，將圓心坐標、樣品和檢測器的距離以及X射線的波長這些數據手動輸入進去。
最後，點擊運行就可以了。」
許秋點擊運行按鈕後，電腦屏幕上彈出了運算的對話框，上面的數字在不斷的滾動。
幾十秒後，第一張圖片處理完成。
自動保存後，軟體繼續運行，開始處理第二張圖片。
兩分鐘後，三張圖片均處理完成，許秋從文件夾中將它們打開。
陳婉清看到成品圖片後激動不已：「真的可以啊，這和我PS出來的沒什麼差別，而且用PS手動P圖有時候還會出錯。」
「對了學弟，這個方法可不要讓魏老師知道啊。」她補充道。
「為什麼呢？」許秋不解。
「他如果知道的話，以後測完光源數據，就會讓我們當天把實驗數據處理出來了，」陳婉清攤手道：「通宵測試完，我還想劃划水呢。」
「好吧，我一定守口如瓶。」許秋道：
「那數據我們各處理一半吧，先只扣除背景和計算積分，最後全部弄完，再統一用MATLAB導出彩圖。」
「好呀，那我從1號樣品開始，正序處理數據，你從72號樣品開始，倒序處理，怎麼樣？」陳婉清道。
「可以。」
…………
兩個小時後，許秋將37號樣品處理完畢，側過頭看了眼學姐的進度，還在31號樣品，便說道：
「學姐，我37號處理完了，再幫你分擔3個吧，你弄到33號就可以了，34、35、36交給我。」
「你好快啊，那就拜託你啦。」陳婉清道。
兩人將最後幾個數據處理完後，陳婉清將她的數據拷貝到許秋電腦上，因為她沒有安裝MATLAB軟體。
許秋操作電腦，批量導出彩圖，沒有發生意外。
「今天多虧學弟幫忙，這麼快就弄好啦，晚上請你吃飯，食堂。」陳婉清開心道。
「好呀，不過明天就是保研面試，吃完飯我就直接回寢室了。」
「嗯嗯，學弟加油哦。」