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Guía de usuario — Interfaz gráfica (GUI)

La GUI de spmkit es una aplicación de escritorio construida con PyQt6 + pyqtgraph, organizada en 7 pestañas que cubren desde la visualización de imágenes AFM hasta el análisis avanzado de resonancia y simulación.

Abrir la GUI

spmkit gui

O desde Python:

from spmkit.gui.app import run
run()

Requisito

Instala el extra gui antes: pip install "spmkit[gui]"

Pestaña 1 — Visor

La pestaña principal de visualización de imágenes AFM/KPFM.

Qué hace:

  • Carga archivos .nid, .nhf y .gwy (arrastrar y soltar, o menú Abrir).
  • Lista todos los canales del archivo (Z-Axis, CPD, Phase, Deflection, etc.) con dirección forward/backward.
  • Muestra el heatmap del canal seleccionado con colormap configurable.
  • Permite elegir la nivelación: plano (plane), polinómica (poly) o sin nivelar (none).
  • Panel derecho con estadísticas de rugosidad en tiempo real (Sa, Sq, Sz, Ssk, Sku) y estadísticas KPFM si el canal está en voltios.
  • Perfil de línea: arrastra los extremos de la línea sobre la imagen; el gráfico inferior se actualiza en vivo con interpolación bilineal.
  • Exporta el perfil o la rugosidad a CSV con un clic.

Pestaña 2 — Nanomecánica

Análisis de curvas fuerza-distancia (force-volume).

Qué hace:

  • Carga archivos con espectroscopía (canal Deflection o similar).
  • Muestra la curva fuerza-distancia seleccionada con corrección de baseline.
  • Ajuste de modelos de contacto: Hertz (esfera / paraboloide) y Sneddon (cono).
  • Reporta módulo de Young (MPa / GPa), punto de contacto y adhesión (nN) con RMSE del ajuste.
  • Genera mapas de módulo y adhesión a partir de todos los puntos del force-volume.
  • Admite constante de resorte del cantiléver para corrección de indentación real.

Pestaña 3 — Vista 3D

Visualización tridimensional interactiva de la superficie.

Qué hace:

  • Renderiza el canal de topografía como una superficie 3D usando OpenGL acelerado (pyqtgraph).
  • Iluminación hillshade configurable para resaltar la textura superficial.
  • Colormap dorado estilo NanoSurf y otros colormaps perceptualmente uniformes (Crameri).
  • Rotación, zoom y paneo con el ratón.
  • Exporta la vista actual a PNG.

Pestaña 4 — Resonancia

Análisis de curvas de resonancia del cantiléver (thermal tuning).

Qué hace:

  • Carga una serie temporal de espectros de thermal tuning (archivos .nid ordenados cronológicamente).
  • Extrae la frecuencia de resonancia f(t) y la masa efectiva m(t) del cantiléver.
  • Calcula la tasa de evaporación dm/dt y ajusta la ley d² (evaporación limitada por difusión).
  • Muestra gráficos de f(t), Δm(t) y el ajuste d² con R² e intervalo de tiempo de vida τ.
  • Exporta la serie temporal a CSV.

Pestaña 5 — Simulador

Gemelo digital del cantiléver AFM.

Qué hace:

  • Simula el ruido térmico del cantiléver a temperatura ambiente a partir de k y f₀.
  • Modela el corrimiento de frecuencia Δf por adición de masa Δm (sensado de masa).
  • Permite explorar parámetros (constante de resorte, frecuencia de resonancia, temperatura, Q) y ver el efecto en la PSD de ruido y la sensibilidad de masa.
  • Útil para calibración y diseño de experimentos de sensado.

Pestaña 6 — Editor de figuras

Editor WYSIWYG para figuras de publicación.

Qué hace:

  • Carga cualquier canal del archivo abierto y genera una figura de publicación.
  • Configura colormap (Crameri: batlow, tokyo, vik, davos…), título, etiquetas de ejes y colorbar.
  • Ajusta el rango de color (vmin / vmax) con sliders interactivos.
  • Añade y arrastra barra de escala física (µm / nm) y anotaciones de texto.
  • Previsualización en vivo; exporta a PNG, SVG o PDF de alta resolución.

Pestaña 7 — Comparar

Comparación multi-archivo.

Qué hace:

  • Carga 2 a 4 archivos AFM/KPFM simultáneamente.
  • Muestra un panel fusionado con colorbar y escala compartidas (o una colorbar por panel si los barridos tienen rangos distintos).
  • Permite seleccionar el canal a comparar en todos los archivos a la vez.
  • Útil para comparar muestras tratadas vs. control, o el mismo sitio antes/después de un proceso.

Atajos de teclado

Acción Atajo
Abrir archivo Ctrl+O
Cambiar tema claro/oscuro Ctrl+T
Exportar CSV Ctrl+E
Cambiar pestaña siguiente Ctrl+Tab

Archivos recientes y drag & drop

  • La barra de menú guarda los archivos recientes para acceso rápido.
  • Se puede arrastrar y soltar un archivo .nid, .nhf o .gwy directamente sobre la ventana principal para abrirlo.