Merge branch 'feat/diff_model' into feat/diff_Jaguar
commit
0e004bfc54
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@ -0,0 +1,28 @@
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include("../src/gray_scott_solver.jl")
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include("../src/visualization.jl")
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include("../src/constants.jl")
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using Observables
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using GLMakie
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using .GrayScottSolver
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using .Visualization
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using .Constants
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const N = 128
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const dx = 1.0
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Du, Dv = Observable(0.16), Observable(0.08)
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F, k = Observable(0.060), Observable(0.062)
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params_obs = Observable(GSParams(N, dx, Du[], Dv[], F[], k[]))
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||||||
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lift(Du, Dv, F, k) do u, v, f, ki
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params_obs[] = GSParams(N, dx, u, v, f, ki)
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end
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U = ones(N, N)
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V = zeros(N, N)
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heat_obs = Observable(U)
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||||||
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fig = build_ui(U, V, Du, Dv, F, k, params_obs, heat_obs)
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||||||
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display(fig)
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||||||
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@ -1,8 +1,10 @@
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||||||
using GLMakie, Observables
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using GLMakie, Observables
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||||||
include("../src/constants.jl")
|
include("../src/constants.jl")
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||||||
using .Constants
|
using .Constants
|
||||||
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include("../src/visualization.jl")
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||||||
|
using .Visualization
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||||||
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# # Gray Scott Model Parameters
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# Parameters and initial conditions
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# Parameters and initial conditions
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N = 128
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N = 128
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||||||
dx = 1.0
|
dx = 1.0
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||||||
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@ -13,12 +15,13 @@ F, k = Observable(0.0617), Observable(0.062)
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||||||
dt = 1.0
|
dt = 1.0
|
||||||
params_obs = Observable(GSParams(N, dx, Du[], Dv[], F[], k[]))
|
params_obs = Observable(GSParams(N, dx, Du[], Dv[], F[], k[]))
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||||||
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||||||
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# # GUI Parameters
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run_label = Observable{String}("Run")
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stepsize = Observable{Int}(30)
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function current_params()
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||||||
println(params_obs)
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||||||
end
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||||||
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function update_params!(params_obs, u, v, feed, kill)
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||||||
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function update_params!(params_obs::Observable, u, v, feed, kill)
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||||||
old = params_obs[]
|
old = params_obs[]
|
||||||
params_obs[] = GSParams(old.N, old.dx, u, v, feed, kill)
|
params_obs[] = GSParams(old.N, old.dx, u, v, feed, kill)
|
||||||
current_params()
|
current_params()
|
||||||
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@ -71,6 +74,7 @@ end
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||||||
# Observable holding current U for heatmap
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# Observable holding current U for heatmap
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||||||
heat_obs = Observable(U)
|
heat_obs = Observable(U)
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||||||
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||||||
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||||||
function laplacian5(f)
|
function laplacian5(f)
|
||||||
h2 = dx^2
|
h2 = dx^2
|
||||||
left = f[2:end-1, 1:end-2]
|
left = f[2:end-1, 1:end-2]
|
||||||
|
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@ -132,14 +136,51 @@ ax.aspect = DataAspect()
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||||||
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||||||
spoint = select_point(ax.scene)
|
spoint = select_point(ax.scene)
|
||||||
|
|
||||||
# # Controls
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function coord_to_index(x, y, N)
|
||||||
run_label = Observable("Run")
|
ix = clamp(round(Int, x), 1, N)
|
||||||
fig[2, 1] = buttongrid = GridLayout(tellwidth=false)
|
iy = clamp(round(Int, y), 1, N)
|
||||||
btn_step = Button(buttongrid[1, 1], label="Step")
|
return ix, iy
|
||||||
btn_start = Button(buttongrid[1, 2], width=50, label=run_label)
|
end
|
||||||
btn_reset = Button(buttongrid[1, 3], label="Reset")
|
r = 5
|
||||||
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||||||
gh[1, 2] = textboxgrid = GridLayout(tellwidth=false)
|
on(spoint) do pt
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||||||
|
if pt === nothing
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||||||
|
return
|
||||||
|
end
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||||||
|
x, y = pt
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i, j = coord_to_index(x, y, N)
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||||||
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# get corners of square that will get filled with concentration
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|
imin = max(i - r, 1)
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||||||
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imax = min(i + r, N)
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||||||
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jmin = max(j - r, 1)
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||||||
|
jmax = min(j + r, N)
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||||||
|
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||||||
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# set disbalanced concentration of U and V
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||||||
|
U[imin:imax, jmin:jmax] .= 0.5
|
||||||
|
V[imin:imax, jmin:jmax] .= 0.25
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||||||
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||||||
|
heat_obs[] = copy(U)
|
||||||
|
end
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||||||
|
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||||||
|
# # Controls
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||||||
|
fig[2, 1] = buttongrid = GridLayout(ax.scene, tellwidth=false)
|
||||||
|
btn_step = Button(buttongrid[1, 1], width=50, label="Step")
|
||||||
|
btn_start = Button(buttongrid[1, 2], width=50, label=run_label)
|
||||||
|
btn_reset = Button(buttongrid[1, 3], width=50, label="Reset")
|
||||||
|
slidergrid = SliderGrid(fig[3, 1], (label="Speed", range=1:1:100, format="{}x", width=350, startvalue=stepsize[]))
|
||||||
|
|
||||||
|
speed_slider = slidergrid.sliders[1].value
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||||||
|
on(speed_slider) do s
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||||||
|
try
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||||||
|
stepsize[] = s
|
||||||
|
println("Changed stepsize to $s")
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||||||
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catch
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||||||
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@warn "Invalid input for $s"
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||||||
|
end
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||||||
|
end
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||||||
|
|
||||||
|
gh[1, 2] = textboxgrid = GridLayout(ax.scene, tellwidth=false)
|
||||||
rowsize!(gh, 1, Relative(1.0))
|
rowsize!(gh, 1, Relative(1.0))
|
||||||
function param_box!(row, labeltxt, observable)
|
function param_box!(row, labeltxt, observable)
|
||||||
Label(textboxgrid[row, 1], labeltxt)
|
Label(textboxgrid[row, 1], labeltxt)
|
||||||
|
|
@ -210,9 +251,10 @@ on(running) do r
|
||||||
run_label[] = r ? "Pause" : "Run"
|
run_label[] = r ? "Pause" : "Run"
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
# Button Listeners
|
# Button Listeners
|
||||||
on(btn_step.clicks) do _
|
on(btn_step.clicks) do _
|
||||||
multi_step!((U, V), 30)
|
multi_step!((U, V), stepsize[])
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
on(btn_start.clicks) do _
|
on(btn_start.clicks) do _
|
||||||
|
|
@ -221,7 +263,7 @@ end
|
||||||
|
|
||||||
on(btn_start.clicks) do _
|
on(btn_start.clicks) do _
|
||||||
@async while running[]
|
@async while running[]
|
||||||
multi_step!((U, V), 30)
|
multi_step!((U, V), stepsize[])
|
||||||
sleep(0.05) # ~20 FPS
|
sleep(0.05) # ~20 FPS
|
||||||
end
|
end
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
|
||||||
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@ -0,0 +1,55 @@
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||||||
|
module GrayScottSolver
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using Observables
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||||||
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include("constants.jl")
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||||||
|
using .Constants
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||||||
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export laplacian5, step!, multi_step!
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||||||
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function laplacian5(f, dx)
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|
h2 = dx^2
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left = f[2:end-1, 1:end-2]
|
||||||
|
right = f[2:end-1, 3:end]
|
||||||
|
down = f[3:end, 2:end-1]
|
||||||
|
up = f[1:end-2, 2:end-1]
|
||||||
|
center = f[2:end-1, 2:end-1]
|
||||||
|
return (left .+ right .+ down .+ up .- 4 .* center) ./ h2
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||||||
|
end
|
||||||
|
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||||||
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function step!(U, V, params_obs::Observable; dx=1)
|
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lap_u = laplacian5(U, dx)
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||||||
|
lap_v = laplacian5(V, dx)
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||||||
|
diff_u = params_obs[].Du
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||||||
|
diff_v = params_obs[].Dv
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||||||
|
feed_u = params_obs[].F
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||||||
|
kill_v = params_obs[].k
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||||||
|
u = U[2:end-1, 2:end-1]
|
||||||
|
v = V[2:end-1, 2:end-1]
|
||||||
|
|
||||||
|
uvv = u .* v .* v
|
||||||
|
u_new = u .+ (diff_u .* lap_u .- uvv .+ feed_u .* (1 .- u))
|
||||||
|
v_new = v .+ (diff_v .* lap_v .+ uvv .- (feed_u .+ kill_v) .* v)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Update with new values
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||||||
|
U[2:end-1, 2:end-1] .= u_new
|
||||||
|
V[2:end-1, 2:end-1] .= v_new
|
||||||
|
|
||||||
|
# Periodic boundary conditions
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||||||
|
U[1, :] .= U[end-1, :]
|
||||||
|
U[end, :] .= U[2, :]
|
||||||
|
U[:, 1] .= U[:, end-1]
|
||||||
|
U[:, end] .= U[:, 2]
|
||||||
|
|
||||||
|
V[1, :] .= V[end-1, :]
|
||||||
|
V[end, :] .= V[2, :]
|
||||||
|
V[:, 1] .= V[:, end-1]
|
||||||
|
V[:, end] .= V[:, 2]
|
||||||
|
|
||||||
|
# Update heatmap observable
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||||||
|
return U
|
||||||
|
end
|
||||||
|
function multi_step!(state, n_steps, heat_obs::Observable, params_obs::Observable; dx=1)
|
||||||
|
for _ in 1:n_steps
|
||||||
|
heat_obs[] = step!(state[1], state[2], params_obs; dx=1)
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
@ -1,5 +1,6 @@
|
||||||
using DifferentialEquations
|
using DifferentialEquations
|
||||||
using Random
|
using Random
|
||||||
|
include("constants.jl")
|
||||||
using .Constants
|
using .Constants
|
||||||
|
|
||||||
"""
|
"""
|
||||||
|
|
|
||||||
|
|
@ -1,6 +1,7 @@
|
||||||
module Visualization
|
module Visualization
|
||||||
|
include("gray_scott_solver.jl")
|
||||||
using GLMakie
|
using GLMakie, Observables, Makie
|
||||||
|
using .GrayScottSolver
|
||||||
"""
|
"""
|
||||||
step_through_solution(sol::SolutionType, N::Int)
|
step_through_solution(sol::SolutionType, N::Int)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
@ -18,18 +19,120 @@ function step_through_solution(sol, N::Int)
|
||||||
ax = Axis(fig[1, 1])
|
ax = Axis(fig[1, 1])
|
||||||
slider = Slider(fig[2, 1], range=1:length(sol), startvalue=1)
|
slider = Slider(fig[2, 1], range=1:length(sol), startvalue=1)
|
||||||
|
|
||||||
|
textbox = Textbox(fig[1, 2], placeholder="Feed Rate", validator=Float64)
|
||||||
|
F = Observable(0.060)
|
||||||
# Initialize heatmap with first time step
|
# Initialize heatmap with first time step
|
||||||
u0 = reshape(sol[1][1:N^2], N, N)
|
u0 = reshape(sol[1][1:N^2], N, N)
|
||||||
heat_obs = Observable(u0)
|
heat_obs = Observable(u0)
|
||||||
hmap = heatmap!(ax, heat_obs, colormap=:magma)
|
hmap = heatmap!(ax, heat_obs, colormap=:magma)
|
||||||
|
|
||||||
|
on(textbox.stored_string) do s
|
||||||
|
F[] = parse(Float64, s)
|
||||||
|
end
|
||||||
# Update heatmap on slider movement
|
# Update heatmap on slider movement
|
||||||
on(slider.value) do i
|
on(slider.value) do i
|
||||||
u = reshape(sol[i][1:N^2], N, N)
|
u = reshape(sol[i][1:N^2], N, N)
|
||||||
heat_obs[] = u
|
heat_obs[] = u
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
display(fig)
|
display(fig)
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
function coord_to_index(x, y, N)
|
||||||
|
ix = clamp(round(Int, x), 1, N)
|
||||||
|
iy = clamp(round(Int, y), 1, N)
|
||||||
|
return ix, iy
|
||||||
|
end
|
||||||
|
function reset!(U, V, heat_obs)
|
||||||
|
U .= 1.0
|
||||||
|
V .= 0.0
|
||||||
|
center = size(U, 1) ÷ 2
|
||||||
|
radius = 10
|
||||||
|
U[center-radius:center+radius, center-radius:center+radius] .= 0.50
|
||||||
|
V[center-radius:center+radius, center-radius:center+radius] .= 0.25
|
||||||
|
heat_obs[] = copy(U)
|
||||||
|
end
|
||||||
|
function param_box!(grid, row, labeltxt, observable::Observable)
|
||||||
|
Label(grid[row, 1], labeltxt)
|
||||||
|
box = Textbox(grid[row, 2], validator=Float64, width=50, placeholder=labeltxt, stored_string="$(observable[])")
|
||||||
|
on(box.stored_string) do s
|
||||||
|
try
|
||||||
|
observable[] = parse(Float64, s)
|
||||||
|
println("changed $labeltxt to $s")
|
||||||
|
catch
|
||||||
|
@warn "Invalid input for $labeltxt: $s"
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
function build_ui(U, V, Du, Dv, F, k, params_obs, heat_obs)
|
||||||
|
reset!(U, V, heat_obs)
|
||||||
|
fig = Figure(size=(800, 800))
|
||||||
|
gh = GridLayout(fig[1, 1])
|
||||||
|
ax = Axis(gh[1, 1])
|
||||||
|
hm = Makie.heatmap!(ax, heat_obs, colormap=:viridis)
|
||||||
|
deactivate_interaction!(ax, :rectanglezoom)
|
||||||
|
ax.aspect = DataAspect()
|
||||||
|
|
||||||
|
run_label = Observable{String}("Run")
|
||||||
|
stepsize = Observable(30)
|
||||||
|
# # Controls
|
||||||
|
fig[2, 1] = buttongrid = GridLayout(ax.scene, tellwidth=false)
|
||||||
|
btn_step = Button(buttongrid[1, 1], width=50, label="Step")
|
||||||
|
btn_start = Button(buttongrid[1, 2], width=50, label=run_label)
|
||||||
|
btn_reset = Button(buttongrid[1, 3], width=50, label="Reset")
|
||||||
|
slidergrid = SliderGrid(fig[3, 1], (label="Speed", range=1:1:100, format="{}x", width=350, startvalue=stepsize[]))
|
||||||
|
|
||||||
|
speed_slider = slidergrid.sliders[1].value
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
gh[1, 2] = textboxgrid = GridLayout(ax.scene, tellwidth=false)
|
||||||
|
rowsize!(gh, 1, Relative(1.0))
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
param_box!(textboxgrid, 1, "Du", Du)
|
||||||
|
param_box!(textboxgrid, 2, "Dv", Dv)
|
||||||
|
param_box!(textboxgrid, 3, "Feed", F)
|
||||||
|
param_box!(textboxgrid, 4, "kill", k)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Timer and state for animation
|
||||||
|
running = Observable(false)
|
||||||
|
|
||||||
|
on(running) do r
|
||||||
|
run_label[] = r ? "Pause" : "Run"
|
||||||
|
end
|
||||||
|
on(speed_slider) do s
|
||||||
|
try
|
||||||
|
stepsize[] = s
|
||||||
|
println("Changed stepsize to $s")
|
||||||
|
catch
|
||||||
|
@warn "Invalid input for $s"
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
# Button Listeners
|
||||||
|
on(btn_step.clicks) do _
|
||||||
|
multi_step!((U, V), stepsize[], heat_obs, params_obs)
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
on(btn_start.clicks) do _
|
||||||
|
running[] = !running[]
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
on(btn_start.clicks) do _
|
||||||
|
@async while running[]
|
||||||
|
multi_step!((U, V), stepsize[], heat_obs, params_obs)
|
||||||
|
sleep(0.0015) # ~20 FPS
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
on(btn_reset.clicks) do _
|
||||||
|
running[] = false
|
||||||
|
reset!(U, V, heat_obs)
|
||||||
|
|
||||||
|
end
|
||||||
|
return fig
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
export step_through_solution, build_ui
|
||||||
end
|
end
|
||||||
|
|
|
||||||
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