グラフィックスオブジェクトの構造

「グラフィックスとサウンド」において，PlotとListPlot等のプロット関数の使い方を説明した．ここでは，プロット関数で生成したグラフィックスがMathematica 内部でどのような形式で保管されているか，また，より複雑なグラフィックスを作成するにはMathematica をどのようなプログラムしたらよいかを説明していく．

基本的にグラフィックスはプリミティブ（基本単位）の集合体である．これはすべてのグラフィックスで共通である．プリミティブとはグラフィックスの各基本要素に当たるPoint，Line，Polygon等のオブジェクトのことである．また，RGBColor，Thicknessの指示子もプリミティブに当たる．

グラフィックスとして自立する要素は，グラフィックスオブジェクトとして扱われる．グラフィックスオブジェクトには各型に応じていくつか種類があり，そのひとつひとつには型を指定する頭部が付いている．

「グラフィックスとサウンドオブジェクトの構造」で説明したPlotやListPlot等のプロット関数はすべてグラフィックスオブジェクトを組み合せることで最終的に表示するグラフィックスを構成している．

ユーザ定義のグラフィックスオブジェクトを組み合せ，上記以外のグラフィカルイメージが作成できる．さらに，グラフィックスオブジェクトも式として表すので，標準的なMathematica の関数を使いグラフィックスをいろいろ操作できる．

グラフィックスオブジェクトは，Mathematica フロントエンドにより，出力の際のグラフィックスとして自動的にフォーマットされる．グラフィックスはPrintコマンドを使った2次的出力として出力されることもある．

Showは，既存のグラフィックスのオプションを変更するため，あるいは複数のグラフィックスを組み合せるために使うことができる．

グラフィックスプリミティブをもとにしたグラフィックスの作成では，普通，各種の修正操作を繰り返すことで最終的な形を得る．Mathematica では修正作業のため2つの方法が用意されている．そのひとつは，グラフィックスにグラフィックス指示子を与える方法である．グラフィックス指示子をグラフィックスプリミティブのリストに加えると，指示内容が続くグラフィックス要素に適用される．すると，グラフィックス単位で描画要素をどう表示するか指定できるようになる．グラフィックス指示子の一例にRGBColorがある．

グラフィックス指示子を与えることで，特定の描画要素をどう表示したらよいかを指定することができる．しかし，多くの場合，グラフィックス全体の構図等の設定は大域的に変更したい．設定を変更するにはグラフィックスオプションを使う．

Showではグラフィックスオプションを指定できる．オプションの設定値をいろいろ変えながら同じプロットデータをもとにグラフィックスをいろいろと再表示でき，違った描画条件下でグラフィックスがどう映るかをすばやく見ていけるので便利である．

注意点として，Showの返すグラフィックスオブジェクトは表示したままのものである．つまり，Showで設定条件を変更した場合，変更した条件もShowの返すオブジェクトに入る．このため，再度同じオブジェクトにShowを使うと，設定条件を変更しない限り，前と同じ仕様で表示されることになる．新たに設定値を指定すれば，もとの値は上書きされる．

グラフィックスオプションの中には，グラフィックスを生成する関数を可視化するオプションとして使えるものもある．右辺にAutomaticを取ることのできるオプションは，可視化関数により特定の値へと分解されることがある．

グラフィックスオプションを指定すると，Mathematica は指定された通りに，軸等のオブジェクトを自動的に描画する．Axesがよい例である．オブジェクトはグラフィックスプリミティブの特定のリストによってではなく，オプション値によってのみ表される．これらのオブジェクトをグラフィックスプリミティブのリストとして表すことは，ときに有用なものである．関数FullGraphicsはオプションを使わずに，特定のプロットを生成するのに必要なグラフィックスプリミティブのリストを生成する．