Du cube sur le disque à la figure dans l’article : Verbinal pour macOS 1.3.0

Un cube sur le disque, et nulle part où bien le regarder

Vous avez un cube spectral qui dort dans un dossier. Peut-être l’avez-vous tiré de l’archive du CADC au moyen de la table Recherche de Verbinal ; peut-être l’avez-vous mis en attente dans VOSpace avant de le synchroniser ; peut-être un collaborateur vous l’a-t-il remis. Deux axes célestes, un axe spectral — fréquence, vitesse ou longueur d’onde — et quelque part à l’intérieur, la structure qui vous intéresse vraiment. Une bonne partie de l’astronomie moderne arrive ainsi : les relevés en HI et en raies moléculaires, la spectroscopie IFU, les cubes de données radio, les cubes de profondeur de Faraday. Tout cela se présente comme un empilement de canaux qu’il faut regarder à travers, et non simplement regarder. Le fichier est bel et bien là. La difficulté a toujours été le regard.

Sur un Mac, inspecter un cube imposait habituellement l’un de deux détours : un outil de navigateur qui veut garder les données près d’un serveur distant, ou une session de Calepin où l’on écrit quelques cellules, on affiche un canal, on écrit encore quelques cellules et on reconstruit à partir d’images plates une chose qui est fondamentalement tridimensionnelle. Les deux fonctionnent. Ni l’un ni l’autre ne vous laisse simplement tourner le cube entre vos mains, et ni l’un ni l’autre ne garde les données entièrement sur votre machine.

Verbinal pour macOS 1.3.0 ajoute la pièce qui manquait : la Visionneuse de cubes, une visionneuse 3D native et accélérée par GPU pour les cubes spectraux FITS, bâtie sur Metal et fonctionnant entièrement sur votre machine. L’important n’est pas qu’une visionneuse de cubes existe — il en existe — mais que celle-ci soit native, accélérée par GPU et locale d’abord, avec les mesures que vous chercheriez intégrées d’emblée. Cet article suit un cube à travers une boucle réaliste — un premier regard 3D, une lecture quantitative au pixel, une planche de figure exportée — et présente les commandes à mesure qu’elles apparaissent. À la fin, le propos devrait être assez clair pour passer à l’action : vous pouvez glisser votre propre cube sur la fenêtre et faire tout cela sans quitter le bureau.

Un navigateur vous montre un cube. Un calepin vous permet d’en mesurer un. La Visionneuse de cubes fait les deux, localement, dans une seule fenêtre native.

Ce qu’est Verbinal pour macOS, en bref

Si vous le découvrez : Verbinal pour macOS est un compagnon rapide et natif pour le portail scientifique CANFAR et le Centre canadien de données astronomiques (CADC). Il est écrit en SwiftUI pour macOS 14 (Sonoma) ou version ultérieure, ne porte aucune dépendance externe au-delà des cadriciels d’Apple, et il est gratuit, libre et open source sous la Mozilla Public License 2.0. Il est sur le Mac App Store, propose des interfaces complètes en anglais et en français, et ne demande qu’un compte CANFAR gratuit ; vos identifiants résident dans le trousseau macOS.

Ce qu’il fait déjà tient toujours. Vous pouvez lancer et gérer des sessions interactives sur Skaha — Notebook, Desktop, CARTA, Contributed, Firefly — sans navigateur ; chercher dans l’archive du CADC au moyen de TAP ; tenir un Espace de recherche pour les observations et les notes qu’un projet accumule ; parcourir et organiser le stockage VOSpace ; visualiser des images FITS 2D, rendues avec Metal ; explorer la découverte du contenu des images ; et, depuis la 1.2.5, faire le pont vers votre propre Claude Desktop ou Claude Code par le Model Context Protocol. La Visionneuse de cubes rejoint cet ensemble comme un autre outil natif dans la même fenêtre — une surface de plus pour un type de données que l’application pouvait déjà récupérer mais ne pouvait pas encore montrer en trois dimensions — et non comme une chose à part.

Ouvrir le cube, et la question de la mémoire

La Visionneuse de cubes accepte un cube FITS de deux façons : l’ouvrir depuis le disque, ou le glisser-déposer sur la fenêtre. Le cube peut venir de partout où Verbinal touche déjà — une observation tirée par la recherche dans l’archive, un fichier de votre Espace de recherche, quelque chose synchronisé depuis VOSpace — ou simplement un fichier FITS dans un dossier. Il n’y a aucune étape de téléversement ni serveur de mise en attente : le cube que vous désignez est le cube qu’elle lit, sur place.

La contrainte honnête avec les cubes, c’est la taille. Un cube en HI ou en raie respectable peut éclipser la mémoire de travail que vous voulez lui consacrer, et l’approche naïve — tout charger, puis regarder — s’effondre précisément quand les données deviennent intéressantes. La Visionneuse de cubes diffuse les grands cubes depuis le disque afin que la mémoire reste maîtrisée, plutôt que d’exiger que tout le volume tienne en RAM avant de vous montrer un seul canal. C’est ce qui permet à un cube HI de l’échelle d’un relevé ou à un large cube de données IFU de s’ouvrir promptement et de rester réactif pendant que vous le travaillez, au lieu de devenir d’abord une question de RAM.

Une fois ouvert, vous êtes dans l’un de deux modes — Volume pour l’ensemble, Slice pour la mesure — et vous passez de l’un à l’autre librement. Ce ne sont pas des outils distincts ; ce sont deux vues du même cube chargé, et ils partagent leur mobilier de navigation. Le même cube, deux façons de l’interroger.

Mode Volume : le premier regard

Commencez là où commence l’intuition. Le mode Volume rend tout le cube comme un volume 3D rendu par lancer de rayons sur GPU avec Metal, et vous l’explorez directement : orbitez pour le tourner, zoomez pour vous rapprocher. Pour la première fois, l’axe spectral est un véritable axe que l’on peut suivre du regard plutôt qu’un empilement que l’on feuillette, et la forme de l’émission — un disque en rotation, un filament traversant les canaux, un jet s’écartant du plan — est simplement là, avant même que vous ayez mesuré un seul nombre. C’est une structure qu’une carte de canaux plate aplatit.

Deux projections vous donnent deux lectures des mêmes données. emission intègre le long de chaque rayon, de sorte que la structure faible et étendue s’accumule et se révèle ; maximum-intensity conserve la valeur la plus brillante le long de chaque rayon, de sorte que les pics compacts restent nets. Vous choisissez l’une ou l’autre selon que vous traquez un signal diffus ou des nœuds distincts, et passer de l’une à l’autre fait largement partie du premier regard.

À partir de là, vous réglez ce que le volume montre. La densité ajustable et l’échelle spectrale fixent l’intensité de l’accumulation des données et la manière dont l’axe spectral est étiré par rapport aux axes spatiaux, afin qu’un cube long et mince en vitesse ne soit pas rendu comme une aiguille illisible. Une courbe d’opacité modifiable est le levier qui compte le plus : elle associe la valeur à la transparence, de sorte que vous pouvez dissoudre le plancher de bruit et laisser l’émission réelle porter l’image — l’analogue 3D du choix d’un étirement judicieux sur une trame 2D. Une commande de qualité échange la fidélité contre la réactivité pendant que vous orbitez, une bascule d’orbite automatique au repos fait tourner lentement le cube quand vous prenez du recul pour réfléchir, et un repère du plan de coupe montre où un canal donné se situe à l’intérieur du volume — le pont vers la moitié de la visionneuse où vous rendez cela quantitatif.

Mode Tranche : la lecture quantitative

Une impression 3D est le point de départ de la compréhension, non son aboutissement. Le mode Slice est la moitié qui mesure. Il parcourt le cube un canal à la fois à la résolution native — aucun rééchantillonnage entre vous et les pixels que vous vous apprêtez à mesurer — de sorte que ce que vous lisez est ce que disent les données.

Trois lectures transforment l’image en nombres :

• Coordonnées célestes WCS. Le curseur lit les coordonnées universelles depuis l’en-tête même du cube, de sorte qu’une position est une véritable RA et Dec, et non un indice de pixel.
• Lecture spectrale. Le canal courant indique sa valeur spectrale dans l’unité qui convient aux données — fréquence, vitesse ou longueur d’onde — en suivant l’axe spectral propre au cube, et non un indice que vous convertissez de tête.
• Spectre sondé d’un clic. Cliquez sur un pixel et lisez le spectre complet à travers la profondeur du cube — le profil de raie à la position qui vous intéresse, la mesure que vous extrairiez autrement dans un calepin, disponible dans la même fenêtre où vous avez repéré la position digne d’être sondée.

Le regard qualitatif en mode Volume vous dit où pointer ; le mode Slice vous dit, quantitativement, ce qui s’y trouve.

La navigation que partagent les deux modes

Quel que soit le mode où vous êtes, le même mobilier encadre le cube. Les légendes des axes indiquent ce qu’est chaque axe, de sorte qu’une figure n’est jamais ambiguë sur ce qui est céleste et ce qui est spectral. Le long du bas court une chronologie des canaux avec un curseur en forme d’onde de la moyenne du cube : la moyenne de chaque canal tracée en forme d’onde, de sorte que la structure spectrale de tout le cube est visible d’un coup d’œil, et vous filez droit au canal voulu au lieu d’avancer à l’aveugle. Cela se lit aussi en défilement, balayant le cube quand vous voulez observer l’évolution de l’émission plutôt que de l’avancer à la main. La bosse brillante dans la moyenne du cube est habituellement la plage de canaux digne d’être sondée, et le curseur vous y amène d’un seul geste.

Lire les données honnêtement : les commandes d’affichage

L’aspect d’un cube est une décision scientifique, et non de la décoration, et les commandes d’affichage le traitent ainsi. Ce sont celles auxquelles vous vous fiez déjà, appliquées à un cube, sur le GPU, en temps réel :

• Palettes de couleurs. Des cartes scientifiques perceptuellement ordonnées — inferno, magma, plasma, viridis et d’autres — le genre que vous pouvez publier sans qu’un évaluateur conteste l’échelle de couleurs.
• Étirements. linear, log, sqrt, squared et asinh, ce dernier gardant lisibles dans la même trame l’émission faible et étendue et les cœurs compacts et brillants.
• Fenêtre. Réglez la plage de valeurs que couvre la palette de couleurs — un centile comme p99.9 pour écrêter les valeurs aberrantes les plus brillantes, ou MinMax pour toute la plage — de sorte que vous fixez le contraste délibérément au lieu de laisser un seul pixel chaud établir l’échelle.
• Arrière-plan. Dark, Black ou Light, ce qui importe plus qu’il n’y paraît : le bon arrière-plan fait la différence entre une structure faible que vous voyez et une structure faible qui se fond dans la toile.

Ces choix se reportent à travers les deux modes et tout droit dans l’export, de sorte que la figure que vous publiez montre les données telles que vous les lisez réellement.

Export de figure de publication

C’est l’étape qui vous renvoie habituellement à un calepin, et celle que la Visionneuse de cubes est conçue pour absorber. Vous avez à l’écran la vue que vous voulez ; il vous la faut maintenant à la qualité d’impression, avec l’échafaudage qu’attend une revue. Export figure… rend une véritable planche, et non une capture d’écran de la toile : l’en-tête, une barre de couleurs, une légende WCS et les légendes des axes, composés ensemble comme la figure qu’un évaluateur devrait voir.

Le résultat est de qualité publication. Vous pouvez rendre en PNG à 2× ou 4× pour du tramé haute résolution, ou en PDF pour du vectoriel, et choisir un thème de revue clair ou foncé pour s’accorder au lieu de parution. Les commandes de police, de couleur du texte et d’arrière-plan gèrent le reste du style maison sans quitter l’application. Comme la barre de couleurs, la légende WCS et les légendes sont rendues dans l’export, la figure se décrit elle-même — le lecteur peut voir l’échelle de couleurs, les coordonnées et ce qu’est chaque axe, sans qu’une légende distincte ait à tout porter.

Un cube, du regard à la figure

Mettez les pièces ensemble et l’arc est court, ce qui est tout l’intérêt. Supposons que vous ayez un cube en raie sur le disque — téléchargé au moyen de la recherche dans l’archive de Verbinal vers votre Espace de recherche, ou synchronisé depuis VOSpace.

• Ouvrez-le. Glissez le cube FITS sur la Visionneuse de cubes, ou ouvrez-le depuis le disque. Un grand cube se diffuse au lieu d’engloutir votre mémoire, et vous le regardez promptement.
• Saisissez l’ensemble. En mode Volume, orbitez et zoomez ; choisissez emission ou maximum-intensity ; réglez la densité, l’échelle spectrale et la courbe d’opacité jusqu’à ce que le plancher de bruit s’efface et que la structure ressorte. Vous connaissez maintenant la forme de la chose, et à peu près où se trouvent les vitesses intéressantes.
• Rendez-le quantitatif. Passez au mode Slice. Lisez de vraies positions WCS et une vitesse ou une fréquence au canal qui vous intéresse, puis sondez d’un clic le spectre au pixel qui a attiré votre œil.
• Naviguez dans le spectre. Faites défiler la chronologie des canaux sur sa forme d’onde de la moyenne du cube pour atterrir sur la raie, et parcourez-la pour confirmer que la caractéristique est réelle à travers les canaux plutôt qu’un artéfact d’un seul canal.
• Exportez la figure. Choisissez un étirement et une palette de couleurs qui se lisent honnêtement, réglez un thème de revue foncé, et Export figure… — barre de couleurs, légende WCS et légendes — en PDF ou en PNG haute résolution, tout droit dans l’article.

Regard qualitatif, lecture quantitative, figure publiable : une fenêtre native, une seule séance, et aucun serveur sur le chemin. Vous êtes passé d’un fichier que vous ne pouviez pas vraiment voir à une planche que vous pouvez soumettre sans jamais ouvrir un onglet de navigateur ni écrire une cellule.

Où elle réside, et le reste de la 1.3.0

La visionneuse est à une tuile de distance. L’écran de bienvenue gagne une tuile Visionneuse de cubes — Explorez des cubes spectraux 3D — aux côtés de Portal, Search, Research, Storage, FITS Viewer, Addons, AI Assistant et AI Guide, de sorte que le chemin de l’ouverture de l’application au glissement d’un cube est court et évident.

Autour de la nouveauté phare, la 1.3.0 apporte le raffinement par lequel une version mineure mérite son numéro. Le rendu dans les vues de cube et de volume est plus léger et plus rapide, avec une consommation de mémoire moindre — ce qui rend la diffusion d’un grand cube confortable plutôt que simplement possible. La version universelle est affinée pour les Mac Intel et Apple silicon, de sorte que la même application fonctionne bien sur l’un comme sur l’autre ; et il y a la ronde habituelle de corrections de bogues et d’améliorations de la stabilité. Rien de tout cela n’est tapageur. C’est le genre de raffinement que l’on remarque comme une absence de friction plutôt que comme une fonctionnalité que l’on désigne.

Confidentialité, code source, et comment l’obtenir

La posture de confidentialité est inchangée, ce qui est tout l’intérêt. Verbinal ne recueille aucune donnée, ne fait tourner aucune analytique et ne livre aucune télémétrie. Vos identifiants du CADC résident dans le trousseau macOS, et le trafic réseau — les recherches dans l’archive et les transferts de stockage qui ont mis le cube sur votre disque en premier lieu — va directement à CANFAR et au CADC en HTTPS, sans serveur tiers sur le chemin. La Visionneuse de cubes tient cette promesse de la manière la plus littérale de toutes les fonctionnalités : un cube que vous ouvrez est lu sur votre propre machine et rendu sur votre propre GPU. Rien n’en est téléversé, et aucun serveur ne voit jamais les données à partir desquelles la figure a été faite.

Verbinal pour macOS est gratuit, libre et open source sous la Mozilla Public License 2.0, avec le code source complet à github.com/szautkin/canfar-macos — de sorte que le rendu, la gestion du WCS et l’export décrits ici sont quelque chose que vous pouvez lire plutôt que prendre sur parole. Les exigences sont inchangées : macOS 14 (Sonoma) ou version ultérieure et un compte CANFAR gratuit depuis canfar.net. Téléchargez-le depuis le Mac App Store, ouvrez la tuile Visionneuse de cubes et glissez l’un de vos propres cubes sur la fenêtre. La première fois que vous en tournerez un en 3D, atterrirez sur le canal qui compte, sonderez un spectre et exporterez la planche sans quitter le Mac, les anciens détours cesseront de sembler nécessaires.

Procurez-vous Verbinal pour macOS

Gratuit, libre et open source. macOS 14 ou version ultérieure et un compte CANFAR gratuit. La Visionneuse de cubes ouvre n’importe quel cube spectral FITS sur votre Mac — aucun serveur sur le chemin.

Code source