5. 正在扫描¶
本节讨论扫描，这是在GDA中收集数据的主要方法。
5.1. 扫描的定义¶
在GDA中，有两种类型的扫描可用：基于步骤的扫描和连续扫描。连续或快速扫描是指探测器在其他硬件(如马达)运行期间一直在收集数据。这样的扫描可以非常方便，因为扫描可以花费更少的时间。然而，连续扫描给用户提供的灵活性较低，因为需要在扫描中涉及的特定电机和探测器电子设备之间布线。
步骤扫描不需要这样的特定布线。它们在硬件的移动和随后的探测器采集和读出之间有明显的分离。这样的扫描有两个对象列表：探测器和扫描仪。在步进扫描中的每个节点，操作扫描对象(这些操作按每个扫描对象具有的级别属性分组。因此，从最低级别到最高级别，特定级别的所有扫描仪都是同时操作的，一旦它们完成了它们的移动，就会操作下一个级别，依此类推。)一旦扫描仪已经运行，则同时从所有探测器收集数据，并且一旦它们全部完成，则来自该轮采集的数据加上所有扫描仪的新位置被记录到文件中。
可扫描对象是一种通用类型的对象，表示任何不是检测器的对象，它需要在每一轮数据采集之间操作。它们可以像马达一样简单，但也可以是基于几个马达位置的计算，或者Scanable甚至可以表示在扫描中的每个点都运行的脚本。
扫描对象可以定义为表示一个数字或数字数组。它们的操作类似于马达，即它们有方法来“移动”它们，一种方法来请求它们的状态以查看它们是否在移动，还有一种方法来获得它们的当前位置。它们是用户将在GDA中与之交互的主要对象类型
5.1.1. 步进式扫描仪结构¶
为了详细说明扫描的工作原理，下面列出了步进式扫描的结构。有关扫描各部分的说明，请参阅本节的睡觉。对于那些编写自己的Scanable类并需要详细了解扫描的人来说，这种结构应该很有帮助。
准备扫描：
对属于扫描一部分的所有可扫描对象调用atScanStart方法
如果已将标志设置为在扫描后将所有扫描件返回其原始位置，则记录所有扫描件的当前位置
创建新的数据文件
在每个级别迭代扫描的所有维度：
对所有扫描对象调用atScanLineStart方法
将该维度的可扫描对象移动到其下一步
如果位于最内侧的维度，则循环通过该扫描中的所有点。在每个点上：
在扫描中的每个可扫描对象上调用atPointStart
移动该尺寸的扫描仪以及扫描中不是单独尺寸的所有其他扫描仪(如果命令行中的参数显示应操作扫描仪)。此时要操作的所有扫描对象都按其级别属性定义的组进行操作。一旦某一级别中的所有扫描对象都完成了移动(这可以通过轮询其isBusy方法得知)，则操作下一级别中的扫描对象
从扫描过程中的所有检测器收集数据
在数据文件中记录数据和扫描位置。需要时，数据还会广播到GDA客户端进行可视化。这是循环中调用Scanables的getPosition方法的唯一点
在扫描中的每个可扫描对象上调用atPointEnd
对扫描中的每个可扫描对象调用atScanLineEnd方法
完成扫描：
对扫描中的每个可扫描对象调用atScanEnd方法
关闭数据文件
如果已将标志设置为在扫描后将所有扫描对象返回其原始位置，则将所有扫描对象移回开始位置
5.2. 扫描命令¶
扫描命令的格式为：：
scan <scannable> <start> <stop> <step> [<scannable> [<start>] [<stop>] [<step>]] ...
... [<detector1>] [<detector2>]
只需要第一个扫描对象及其起始值、停止值和步长值。其他扫描仪是可选的，可以在扫描过程中操作，或者只在扫描的每一步记录它们的位置。如果后续可扫描对象的名称后有三个参数，则这将被视为扫描的额外维度。扫描中可以包含的维度数量没有限制。
检测器在命令中也是可选的：在GDA Jython环境中，有一个默认扫描对象和检测器列表，它们将包含在每次扫描中，而不必将对象包括在扫描命令中。
为了解释此格式提供的各种可能选项，下面是一些更明确的解释，后面跟着示例：
5.3. 扫描选项¶
扫描命令由要移动或观察的扫描列表和要触发的检测器列表组成。在扫描的每个点，在可扫描器和检测器完成其任务之后，读取并记录可扫描器的位置和来自检测器的数据。默认情况下，除非给予扫描件不同的优先级，否则它们将同时移动(请参阅下面关于优先级的一节)。有许多不同类型的扫描，每种扫描都使用不同的语法调用：
单参数扫描 ：：
>>> scan scannable start stop step [detector [exposure time]]
可扫描对象以步长步长从起始值扫描到停止值。如果指定，则在每个点都会触发检测器。可以为检测器提供可选的曝光时间。
并发移动的参数扫描 ：：
>>> scan scannable start stop step scannable2 start step (detector)
第二个扫描仪与第一个扫描仪同时变化。第二个设备不需要停止值，因为访问的点数由第一个设备的值确定。
多维扫描 ：：
>>> scan scannable start stop step scannable2 start stop step (detector)
该示例是二维扫描，其中在第一个可扫描对象的每次移动之后执行对scannable2的整个扫描。
Move-to-keep-still scan ：：
>>> scan scannable start stop step scannable2 start (detector)
在该示例中，scannable2被移动到开始位置，然后在扫描scannable2时保持该位置。下面的一个示例说明了这可能有用的原因。
在扫描中的每个点上，与来自探测器的数据一起，数据文件中会存储一行记录命令中列出的每个可扫描对象的值。这意味着扫描件可以像探测器一样使用来记录值。例如。
监视可扫描设备 ：：
>>> scan scannable start stop step scannable2 scannable3 (detector)
对于扫描中的每个点，记录第二个和第三个扫描对象(当然还有第一个扫描对象)的值。
任何扫描中可以包含的扫描仪或检测器的数量没有限制。可以混合使用这些命令的语法来构建复杂的扫描。
5.4. 示例扫描命令¶
以下是在钻石的光束线上使用的一些有用的示例扫描。
能量扫描。扫描命令可用于扫描照亮样本的光子的能量或波长。例如：
>>> scan pgmenergy 500 2000 0.1 uv 2
这以0.1 eV的步长扫描500 eV到2000 eV的X射线能量。在每个扫描点，都会从一台名为UV的相机上拍摄一张图像。相机曝光时间设置为2秒。此命令与以下命令相同：：
>>> scan pgmenergy 500 2000 0.1 ca43s 0.5
除了在每个点上之外，通过从标量卡通道CA43S读取来测量漏电流。定标卡计数时间设置为0.5秒。(这些命令来自I06，需要在光束线上定义pgmenergy、uv和ca43s。)
时间扫描。SCAN命令可用于执行关于时间：：的扫描
>>> scan x 1 100 1 ct4 1 detector
这将扫描一个虚拟的Scanable x，它只充当一个计数器。对于x的每一步，定时器可扫描CT4等待一秒，然后触发检测器。这是一个有用的扫描，用于跟踪测量的稳定性或查看如果移动另一个设备会发生什么情况。(这是来自16号州际公路的。要使用此命令，必须在光束线中定义x和CT4的可扫描。)
移动到保持静止扫描。扫描命令可以扫描某些自由度，同时保持第二个常数，即使第二个自由度受到第一个自由度的影响。例如：：
>>> scan en 7.0 7.1 0.001 hkl 100 detector
这扫描控制由单色仪选择的能量或波长的可扫描EN。随着波长的变化，感兴趣的散射射线离开样品的角度也会变化。为了检测这种射线，样品必须随着波长的变化而旋转，以保持射线指向固定的探测器。可扫描HK1100对样本进行定向，从而检测由米勒指数(1，0，0)描述的特定射线。由于该取向是波长的函数，因此可扫描的hkl将使样本在扫描波长时适当地旋转。
5.5. 默认设备和检测器¶
您可能需要在每次扫描中操作一些扫描仪或检测器。为避免每次扫描时都必须键入对象的名称，每次扫描中都会包含一个“默认值”列表：
- list_defaults
返回在每次扫描中操作的默认对象列表
- add_default <object name>
将给定对象添加到默认值列表
- remove_default <object name>
将给定对象从默认列表中删除。
您可能会发现，启动GDA时，某些检测器会自动添加到默认列表中。
5.6. 配置可扫描移动优先级(级别)¶
通常情况下，扫描对象在点之间同时移动；也就是说，它们都同时开始移动，一旦(一个接一个)完成移动，数据就会被读取和记录。但是，也可以明确定义扫描件的数字优先级。设备按顺序移动到下一个扫描点，优先级最高(编号最低)的设备最先移动。从最高优先级开始，同时移动具有该优先级的所有设备。一旦这些设备完成移动，就会移动下一个最高优先级的所有设备，依此类推。一旦该序列完成并且所有设备都已到达最终位置，则对所有检测器的值和所有设备的位置进行采样和记录。
扫描仪的默认级别为5。可以使用LEVEL命令读取或修改该值。
要返回可扫描的级别(较高优先级=较低数字)，请执行以下操作：
>>> level <Scannable>
要将可扫描对象的级别设置为给定值，请执行以下操作：
>>> level <Scannable> <integer>
例如，要移动x和y，其中y的实际位置取决于x的位置，则x的优先级应设置为高于y的优先级。在x完成其移动之前，y现在不会移动；如果y读取x的值以用于计算，则它将使用新值x。
作为另一个例子，如果要求移动到n，等待设备可以简单地等待n秒。要在所有设备都已移动之后使用这一点来增加建立延迟，请将其指定为低优先级。一旦设备的睡觉已经移动，在读取所有设备的位置并触发检测器之前，等待设备将‘移动’n秒。