概觀¶

IPAnalyzer 能將以成像板 (IP) 或 CCD/CMOS 偵測器記錄的 Debye–Scherrer 環，高精度且快速地轉換為一維繞射曲線。其設計與功能以日本產業技術綜合研究所 (AIST) 的藤久裕司所開發的 PIP 為範本。

主要功能：

支援多種影像格式（FujiBAS2000/2500、R-AXIS4/5、ITEX、Bruker CCD、IP Display、IPAimage、Fuji FDL、Rayonix、Mar research、Perkin Elmer、ADSC、RadIcon，以及一般影像格式）
X 射線、電子與中子射源
與 PDIndexer 整合
量測參數的半自動分析

系統需求與安裝¶

需求¶

作業系統：Windows（建議使用 Windows 11）
必要執行階段：.NET Desktop Runtime 10.0
建議記憶體：16 GB 以上
建議 CPU：8 核心以上

本軟體內部大量使用多執行緒運算，因此核心數較多的 CPU 執行起來更為順暢。影像強度在內部以雙精度浮點數值保存。

本軟體依 MIT License 散布。

安裝¶

請先安裝 .NET Desktop Runtime 10.0。
從 GitHub releases page 下載 IPAnalyzerSetup.msi。
執行 IPAnalyzerSetup.msi 進行安裝。

座標軸方向、IP 傾斜與像素形狀¶

IPAnalyzer 採用右手座標系，原點與各軸方向定義如下。

X 射線或電子束與 IP 相交之處（直接點，direct spot）定義為原點 (0, 0, 0)，Z 軸與束流方向一致。
將試料尺寸視為無限小，試料位置與原點之間的距離定義為相機長度（Camera Length, CL）。因此試料位於 \((0,\ 0,\ -\mathrm{CL})\)。
當 IP 未傾斜時，X 軸與 IP 讀取雷射的掃描方向一致。因此 Y 軸在畫面上指向下方。
IP 傾斜以繞著一條位於 XY 平面內、通過原點的直線之旋轉來表示：繞著與 X 軸成 \( \varphi \) 角的直線旋轉 \( \tau \)。
像素形狀以由 PixSizeX、PixSizeY 與 \( \xi \) 所描述的平行四邊形來處理。\( \xi \) 不為零意味著 IP 讀取雷射掃描的起始位置存在偏移。本軟體假設此偏移沿 Y 軸為定值。

相機長度、\( \varphi \)、\( \tau \)、像素尺寸與 \( \xi \) 是在屬性視窗的 IP Condition 分頁中設定（參見 2. Property Windows）。

與 (WIN)PIP 的關係¶

在 IPAnalyzer 中，X 軸（IP 影像的向右方向）順時針旋轉 \( \varphi \)，所得之軸再旋轉 \( \tau \)。在 PIP 中，Y 軸（IP 影像的向下方向）逆時針旋轉 \( \beta \)，所得之軸再旋轉 \( \Phi \)。因此，若要將 PIP 的 \((\beta,\ \Phi)\) 轉換為 IPAnalyzer 的 \((\varphi,\ \tau)\)，請使用 \((\beta,\ \Phi) \rightarrow (270^\circ - \beta,\ \Phi)\)。

像素強度積分方法¶

一維化的核心問題在於：當角度步進間隔小於像素間隔（即像素尺寸）時，會出現跨越數個步進的像素，而如何將此像素的強度分配至各積分步進。

本軟體會計算劃分各步進的直線與像素之間的交點，並藉由求出各步進內所含的像素面積來分配強度。為了處理像素並非恰為正方形的情形——因 IP 傾斜或像素形狀失真所致——會依序計算各像素四個角的座標，以決定其四邊形形狀。原則上，這使得不論步進設得多小，像素強度都能平滑地分配至各步進。

此演算法不僅用於一般的角度–強度積分（Concentric Integration），也用於沿周向的積分（Radial Integration）以及展開影像的運算（Unrolled Image）。