Chart-Komponente die 1000 Werte / sec verträgt

[DelphiManiac]

Hallo,

ich habe folgende Anforderung und hoffe ihr könnt mir helfen.
Ich habe ein Messgerät, dass mir jede ms einen Wert übermittelt, diesen will ich in einer Plot / Graph Komponente darstellen.
Jetzt meine Frage, kennt ihr Graphen die damit umgehen können?

Gruß

[himitsu]

Windows ist als Nicht-Echtzeitsystem eh nicht dafür geeignet genau aller 'ner MS was zu empfangen.

Warum willst du unbedingt ALL diese Daten live anzeigen?
Angucken kann sich das sowieso keiner.


Ich hab's jetzt nicht ganz sicher im Kopf, aber gaub wir laden so 100000 Werte in knapp 2-3 Sekunden da rein, wobei das Chart schnell ist, aber die DB braucht etwas, um diese Datensätze zu liefern. (z.B. 10 Datasetzt, á je 10080 Datensätze)

[Daniel]

Wie soll die Grafik denn aussehen? Ich meine - man wird ja wohl kaum in Echtzeit 1.000 Aktualisierungen pro Sekunde vornehmen wollen.

Soll die Grafik ein laufender ("scrollender") Strom an Werten sein oder addiert sich da etwas oder wird da gruppiert und summiert?

Du wirst auf jeden Fall eine Form von Zwischenverarbeitung benötigen, denn wenn Du jeden Meßwert auf nur einen Pixel legst, bist Du nach 1-2 Sekunden raus aus dem sichtbaren Bereich herkömmlicher Bildschirme.

Wenn das beispielsweise ein von rechts nach links laufender Strom werden sollte, dann könnte ich mir eine Art Array vorstellen, in dem Du die derzeit sichtbaren Werte ablegst und dann könntest Du z.B. in einem Thread, der dann ausschließlich lesend auf dieses Array zugreift, regelmäßig Deine Grafik aktualisieren.

Für die Realisierung würde ich mit TChart anfangen, alle Formen von Kantenglättung, Farbverläufen und Transparenz etc. abschalten und dann müsste das eigentlich passen - viel mehr als 10x pro Sekunde (wenn überhaupt) wirst Du das Diagramm wohl eh nicht aufbauen müssen - welcher Betrachter soll das so genau verfolgen können? Die Aktualisierungsraten könntest Du dann mit Deinem Thread steuern und einfach schauen, wie oft er das hinbekommt.

[Bummi]

Wir habe eine derartige Anforderung mit eine eigenen Komponente umgesetzt die rund 20 pro Sekunde die Darstellung aus einem per Thread gefüllten Ringpuffer aktualisiert, ein weiterer Thread schreibt die Daten aus dem Puffer in eine Datenbank.

[DelphiManiac]

Hi,

ja 1000 Messwerte pro Sekunde werden vom Messgerät rausgehauen.
Ich will im Prinzip von links nach rechts in der Zeitachse die Werte eintragen, und dass muss nicht alle 1ms geschehen (kann es ja auch bei MS gar nicht) also ich hatte
mir vorgestellt das Empfangen in eigenem Thread zu machen, der dann alle 100ms 100 Werte zum zeichnen überträgt (per synchronized Methode).
Es geht um ein Druckventil, bei dem der Druck steigt und dann ein Ventil öffnet und der Druck wieder fällt, dass passiert in 4-5sec und da werden halt so ungefähr 4000 Messwerte
auflaufen, die ich möglichst dynamisch darstellen will.

Danke.

Gruß

[DelphiManiac]

Achso,

ja der Chart, sollte automatisch skalieren, da im Prinzip nur der Verlauf wichtig ist.

[Furtbichler]

Du willst also allen Ernstes 1000 Werte pro Sekunde darstellen... Das braucht man nie und nimmer. Speichern und Aufzeichnen: Ja. Live darstellen? Kann ich mir nicht vorstellen.

[grl]

Wie bekommst du denn die Daten? USB? Ethernet? Und kannst du dir sicher sein, daß das nur 4-5 Sekunden dauert?

Denn das spannende wird bei der Geschichte nicht das Anzeigen, sondern das aufzeichnen der Daten.

Das sollte in einem möglichst kurzen und knackigen Thread passieren und bitte, bitte ohne synchronize! Damit hältst du diesen Thread nämlich an.

Ich würde in dem Aufzeichnungsthread mich nur darum kümmern, die Daten entgegenzunehmen, evtl. eine erste Prüfung durchzuführen und sie dann (wenn's echt nur 5000 Werte insgesamt werden) in einen Buffer im Speicher schreiben. Ein weiterer Thread (evtl. im Hauptthread) holt die Daten dann wenn er Zeit hat aus diesem Buffer (für den du eine Critical Section brauchst), schreibt ihn in eine Datenbank oder eine Datei und kümmert sich dann darum, die Daten anzuzeigen. Dabei bietet sich an, nur die auch Darstellbaren Punkte vorher zu bestimmen. Die einfachste Form davon wäre, immer so viele Punkte zwischen zwei anzuzeigenden auszulassen, daß du im endeffekt soviele Punkte anzeigst wie du Pixel am Schirm hast. Bei 4000 Punkten und 1024 Pixel am Schirm wär das also ca. jeder 4. Punkt - alles andere siehst du eh nicht.

Wenn du's so machst ist die Chart-Komponente weitgehend unerheblich, außer du willst dann noch irgendwelche Interaktion mit dem Betrachter, also Teile des Charts auswählen, zoomen, irgendwas dran rumrechnen oder sowas.

Schlüsselstelle ist und bleibt die Übernahme der Daten in das System und wie du sie da in einen Speicher schreibst...

Gruß
Luggi

[ChrisE]

Hi DelphiManiac,

also ich würde das Problem aufschlüsseln bzw. genauer definieren. Ich denke du brauchst die hohe Abtastrate, weil du z.B. spätere Analysen drüber laufen lassen willst - also offline - und da auch in bereich von 100 ms rein Zoomen willst um zu sehen was da los war. Aber all das betrifft ja erstmal nicht den Onlinebereich - also den Zeitpunkt des Aufnehmens. Aus meiner Sicht brauchst du Online meist nur ein Darstellung um zu sehen, dass etwas passiert und dass es so ungefähr in die Richtung geht wie man sich das vorstellt.
Dafür würde es am Anfang schon reichen nur jeden zehnten bis zwanzigsten Wert zu übergeben an das Chart. Es passiert dadurch natürlich in der Visualisierung ein undersampling - bzw. siehst du u.U. nicht jeden Peak. Aber für Online könnte das schon reichen.

Anders formuliert: Versuche Deine Anforderungen der Messtechnik / Datenverarbeitung von denen der Visualisierung getrennt zu betrachten und auch getrennt um zu setzten. Ich denke, dass könnte Dich weiter bringen.

Gruß, Chris

[Popov]

Ich habe vor einiger Zeit für eine Aufgabe paar einfache Test durchgeführt. Zwar kann man es nicht genau übertragen, aber ...

Zuerst das System: AMD 2,7 GHz. Es wurden farbige Quadrate um die 50 Pixel gezeichnet. Bei 3.000 Rechtecken hatte ich ein FPS von über 60, bei 10.000 Rechtecken hatte ich ein FPS von 30, bei 45.000 Rechtecken ein FPS von 5, das ergibt rechnerisch 225.000 Rechtecke pro Sekunde.

Allerdings fanden zwischendurch noch paar Berechnungen statt, alles lief im Rahmen des normalen Programms statt. Es war also keine reine Schleife.

[EWeiss]

Meines erachtens sollte das mit OpenGl / DirectX doch ohne weiteres möglich sein.
Nur eine komponente dafür kenn ich nicht.

gruss

[Jens01]

Sowas? Oder hier.

[himitsu]

Im Delphi 7 gibt es bei mir 2 ActiveX-Chart-Komponenten
und ab D2007 liegt ein einfaches TChart bei.

Da sollte es auch so schon Einiges zum ausprobieren geben.

[Medium]

Das Zeichnen selbst ist hier wirklich weniger der Knackpunkt. Eher die Vorstufe: Was übergebe ich an "was auch immer nachher zeichnet", bzw. wie viel davon, und ist das sinnvoll. Eine 3D API würde ich dafür jetzt allerdings eher nicht in den Raum werfen, für den putzigen Unterschied den das machen dürfte (zumal man an ganz anderen Stellen genau so ineffiziente Dinge tun könnte, da sie halt gleich zu handhaben wären (Speicherung, Übertragungsweg, Puffer füllen, etc.)) wäre das den doch nicht ganz kleinen Mehraufwand kaum wert (vor allem die Lernerei wenn man da noch nie was mit gemacht hat).

Erfahrungsgemäß ist es fast immer sehr sinnvoll, wirklich auch nur die Daten in einen Darstellungsmechanismus zu füttern, die tatsächlich angezeigt werden (können). Wie die Daten in den PC kommen, und wie sie dort gespeichert sind ist allein für's zeichnen zweitrangig. Man könnte eine Vermittlerschicht einführen, die berechnet für was für einen Zeitraum wie viele Werte auf wie viele Zielpixel gebracht werden müssen, und diese gräbt dann die nötigen Werte aus dem Datenbestand und reicht sie an ein Chart oder was auch immer weiter. Entsprechend dynamisch aufgebaut ist damit auch zoomen und scrollen effizient möglich denke ich.

Ich glaub aber immer noch, dass die echte Schwierigkeit das Aufzeichnen wird.

[EWeiss]

Zitat:

Eine 3D API würde ich dafür jetzt allerdings eher nicht in den Raum werfen, für den putzigen Unterschied den das machen dürfte

Na ja putzig ist das nicht gerade da in dem Fall die CPU Auslastung seitens der GPU bei so hohem rechenaufwand doch sehr reduziert würde.
Was dann noch Raum für andere Anwendungen übrig ließe.

gruss

[Iwo Asnet]

Zitat:

Zitat von Medium (Beitrag 1171411)

Ich glaub aber immer noch, dass die echte Schwierigkeit das Aufzeichnen wird.

Das Ablegen auf Platte geht schnell genug. Eine SQL-DB wird da schon eine kleine Herausforderung, sollte aber möglich sein, denn 1000 Werte sind gerade mal 20k (Double + Zeitstempel+PK), lass es 30k sein.

Wäre auch denkbar, die Daten zunächst in eine Textdatei zu ballern und später per bulk insert in die DB zu pusten. Ist überhaupt eine DB am Start?

[Medium]

Der Anteil des reinen Datenrumgeschaufels sollte den des eigentlichen Zeichnens um ein vielfaches übersteigen. Das wollte ich damit ausdrücken :) Und ob die Daten nun durchs RAM oder durch den Texturspeicher gejagt werden ist dann auch fast egal. Genau genommen ist das gerade wegen des sich ständig und in so großem Umfang ändernden Puffers eher GPU-feindlich. Man muss ja doch immer und immer wieder mit der CPU ran fürs Nachladen. Was dann noch für's Malen drauf geht sollte in beiden Fällen weitgehend vernachlässigbar sein, vorausgesetzt man beschränkt sich wirklich auf einfache Linien.

@Iwo: Problematisch ist sowas halt immer, wenn man Einzelwerte versucht zu verarbeiten. Im Bulk sind das kleine Mengen, ja. Da wäre es dann toll, wenn das Messgerät einen Puffer böte. Sowas wie "gib mal Daten der letzten Sekunde" statt 1000x in der Sekunde "gib mal das Datum".

[Daniel]

Ich denke, dass der Ball vorerst bei "DelphiManiac" liegt. Vielleicht haben ihm die bisherigen Infos ja bereits geholfen. Alles Weitere ist nur ein Rühren in einer trüben Suppe.

[shmia]

Zitat:

Zitat von ChrisE (Beitrag 1171329)

Anders formuliert: Versuche Deine Anforderungen der Messtechnik / Datenverarbeitung von denen der Visualisierung getrennt zu betrachten und auch getrennt um zu setzten. Ich denke, dass könnte Dich weiter bringen.

Das halte ich auch für den richtigen Ansatz. :thumb:
Ich würde eine Klasse erzeugen um die Samples zu verarbeiten.
Diese Klasse bekommt als Input die ~5000-7000 Samples.
Als Output werden vorverarbeitete Daten erzeugt, die dann stressfrei angezeigt werden können.
Wenn z.B. der Oversampling-Faktor = 100 ist, dann werden immer 100 Samples aus dem Input zu einem Wert des Outputs (Durchschnitt bilden).
Desweiteren wird gleichzeitig noch der Minimum- und der Maximumwert berechnet.

Diese Daten (Durchschnitt, Minimum und Maximum) werden dann mit verschiedenen Farben zur Anzeige gebracht.
Wenn man mag kann man auch noch gleich den Median berechnen.

Durch diese Vorverdichtung der Daten (einstellbar über den OversamplingFaktor) kann man die Datenmenge immer so reduzieren, dass man sie ohne das System zu überfordern anzeigen kann.