地盤技術者が自作FEMプログラム用にGUIを開発する話（第2回）

はじめに

第2回ではポストプロセッサーとしてx-yグラフを表示したいと思います。
有限要素解析としては土-水連成解析を対象としています。
土-水連成解析の概要は以下をご覧ください。

やったこと

結果をX-Yグラフで出力させた

現時点で以下のようなGUIが完成しました。

プログラムの構成を作った

今のところ以下のような構造にしています

.
└── src
    ├── data
    │       └── result.rs
    ├── post
    │       └── plot.rs
    ├── app.rs
    ├── data.rs
    ├── lib.rs
    ├── main.rs
    └── post.rs

main.rs: GUIの呼び出し
app.rs: GUIのデザインを構成
result.rs: 結果ファイル（.csv）を読み込み
plot.rs: 結果をグラフとして表示

苦労したところ

Hello world表示

あるあるかもしれませんが、GUI画面上で「Hello World」を表示させるまでにだいぶ時間がかかりました。
最初は前節で示した構成ではなくmain.rsだけで以下のように試しました。

use eframe::egui;

#[derive(Default)]
struct MyApp {}

impl eframe::App for MyApp {
    fn ui(&mut self, ui: &mut egui::Ui, _frame: &mut eframe::Frame) {
        egui::CentralPanel::default().show_inside(ui, |ui| {
            ui.heading("GeoGEN");
            ui.label("Hello GeoGEN!");
        });
    }
}

fn main() -> eframe::Result<()> {
    let options = eframe::NativeOptions::default();
    eframe::run_native(
        "GeoGEN GUI",
        options,
        Box::new(|_cc| Ok(Box::new(MyApp::default()))),
    )
}

ちなみにGeoGENは今開発中のFEMプログラムの仮称です。

画面がダークモードになる

eguiでは画面がOSのダーク/ライトモードに引っ張られるようです。
画面を表示してみると、ダークモードになり非常に見にくかったです。
強制的にライトモードにするには以下のようにCentralPanelで包んでやる必要があります。
これを実装するまでにかなり時間を要しました。

impl eframe::App for MyApp {
    fn ui(&mut self, ui: &mut egui::Ui, _frame: &mut eframe::Frame) {
        ui.ctx().set_visuals(egui::Visuals::light());

        egui::CentralPanel::default().show_inside(ui, |ui| {
            self.draw_header(ui);
            ui.separator();

            self.draw_controls(ui);
            ui.separator();

            if let Some(message) = &self.error_message {
                ui.colored_label(egui::Color32::RED, message);
                ui.separator();
            }

            draw_plot(ui, &self.cases, self.plot_type);
        });
    }
}

グラフの出力

第2回の肝です。
最初はこのような感じでグラフ出力しました。

まず、MyAPPにデータを持たせます。

struct MyApp {
    data: Vec<ElementResult>,
}

次にボタンクリックしてcsv選択→読み込み→指定した変数をグラフとして出力するまでを実装しました。

impl eframe::App for MyApp {
    fn ui(&mut self, ui: &mut egui::Ui, _frame: &mut eframe::Frame) {
        egui::CentralPanel::default().show_inside(ui, |ui| {
            ui.heading("GeoGEN");
            ui.label("Hello GeoGEN!");

            let btn = ui.add(egui::Button::new(
                egui::RichText::new("Open CSV").size(16.0),
            ));

            if btn.clicked() {
                if let Some(path) = rfd::FileDialog::new()
                    .add_filter("CSV", &["csv"])
                    .pick_file()
                {
                    match read_csv(&path) {
                        Ok(data) => {
                            self.data = data;
                        }

                        Err(e) => {
                            eprintln!("CSV read error: {}", e);
                        }
                    }
                }
            }

            for row in self.data.iter().take(5) {
                ui.label(format!(
                    "step={} p'={} q={}",
                    row.step, row.mean_effective_stress, row.deviatoric_stress
                ));
            }
        });
    }
}

fn read_csv(path: &Path) -> Result<Vec<ElementResult>, Box<dyn Error>> {
    let mut reader = csv::Reader::from_path(path)?;
    let mut data = Vec::new();

    for result in reader.deserialize() {
        let row: ElementResult = result?;
        data.push(row);
    }

    Ok(data)
}