计算机在化学中的应用—第四章 科学计算绘图软件 Origin
4-1
第四章 科学计算绘图软件 Origin
4.1 Origin功能简介
Origin是Microcal Software公司推出的一个功能强大的数据分析/科学绘图软件,
作为Windows应用程序,具备了Windows所提供的诸多方便直观的特点,尤其适用
于那些经常进行大量数据处理及科学绘图的人员使用。现流行的版本为 2.8, 3.0, 3.5,
5.0, 6.0, 6.1, 6.1版本的特色主要有:
1) 动态用户界面:
计划
项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载
组织;用计划管理器组织计划,对选择的窗口批处理。
2) 图形:图形组织;对页和数据组完整的界面,动态预览符号;创建图形;单
击鼠标进入 2D、3D图形模式;编排页面显示多个图形和工作表格;极快的图形绘制;
多种式样 2D图形(Line, scatter, line+symbol, area, area fill, inclusive/exclusive area fill,
bar, stack bar, floating bar, high-low-close, 3D pie charts, function graphs, column, stack
column, floating column, XYAM vector, XYXY vector, polar, line series, time series,
waterfall, ternary diagram, double Y axis, multi-panel XY);2D等高线图;多种式样 3D
图形(XYZ scatter with drop lines and/or projections, trajectory; Bar, ribbon, walls,
waterfall; Color map surface with projected contour, wire frame, surface with constant
slices in X/Y direction. Cube frame);可独立设置页、轴、标记、符号、线等的颜色;
多种线型可供选用;多种统计图;超过 100个内置的符号可供选择;可调整数据标记
(颜色、字体等);可选择多种坐标轴类型(线性、对数等)、坐标轴刻度及轴的显示;
选择不同的记号;用绘图工具绘制简单图形;每页可显示多达 50个(层)XY坐标轴;
可输出为各种图形文件或以对象形式拷贝至剪贴板。
3) 数据分析:可选择数据范围;可进行线性、多项式和多重拟合;可进行快速
FFT 变换、相关性分析、FFT 过滤、峰找寻和拟合;利用约 200 个内建的以及自定
义的函数模型进行曲线拟合,并可对拟合过程进行控制;可进行统计、数学以及微积
分计算。
4) 工作表:可支持多种数据格式输入,对数据量没有限制(受限于计算机内存容
量大小),支持各种数据类型,并可进行数据转换等工作。
5) 此外 Origin 6.1还附带有用的工具(峰基线、数据平滑、数据探察等);可使用
内建脚本语言编程;可自定义用户界面;可使用外部函数等。
6) 系统
要求
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:可工作于Windows 95/98/2000 or Windows NT 4.0 或更高,硬
盘空间 41MB,内存 16 MB RAM。
由于 Origin的功能强大,我们在本章将重点介绍本软件 6.1版本的数据处理及科
学绘图的部分。其余的功能可参考软件的说明
书
关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf
或帮助文件自己学习。
计算机在化学中的应用—第四章 科学计算绘图软件 Origin
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4.2 Origin 使用入门
Origin的使用主要有两个部分,工作表格(Worksheet)和绘图窗口(Plot Windows)。
使用绘图窗口,可以方便地更改图形的外貌、直观地进行数学分析、拟合。使用工作
表格可以迅速进行大量的数据处理及转换。绝大多数实验数据的处理可以在 Origin
上完成,并且其数据处理和绘图可以同时完成,我们下面就通过计算对硝基苯酚醋酸
酯水解的速率常数来说明其用法。
采用初始浓度法,测定金属配合物模拟水解酶催化对硝基苯酚醋酸酯水解的速
率常数,实验中得到的时间和吸光度值如下表。
t(s-1) 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480
A 0.289 0.337 0.387 0.436 0.485 0.535 0.583 0.631 0.679 0.728 0.776 0.824 0.871
t(s-1) 510 540 570 600 630 660 690 720 750 780 810 840
A 0.918 0.964 1.011 1.057 1.102 1.147 1.191 1.235 1.279 1.322 1.366 1.409
计算机在化学中的应用—第四章 科学计算绘图软件 Origin
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4.2.1启动
在“开始”菜单单击 Origin程序图标 ,即可启动 Origin。Origin启动后,自
动给出名称为 Data1的工作表格。
4.2.2在Worksheet中输入数据
在Worksheet的 A(X)和 B(Y)栏分别输入时
间和吸光度值,如右图,Worksheet最左边的一
列为数据的组数,一般默认 A和 B列分别为 X
和 Y数据。输入方法为依序输入。
4.2.3使用数据绘图
输入相应数据后,使用菜单 Plot 中 Scatter
命令,或使用工具栏中 Plot Scatter 按钮绘制
出分散点的图。该图形的点的形状和大小、坐标轴的形式、数据范围、均可通过用鼠
标双击相应位置打开的对话框来
调整。
4.2.4回归分析
绘 制 Scatter 图 后 , 选
Analysis 菜单中的 Fit Linear 命
令则在图中会产生拟合的曲线
(如前面 Origin 界面图 )。在
Results Log窗口给出线性回归求
出的参数值,包括斜率、截距、
标准偏差、相关系数、数据点个
数等。该窗口的内容可以拷贝粘
贴到其它程序中或保存为一个文本文件。其斜率为吸光度随时间的变化率 dA/dt 的
值,进而可求得 NA酯的初始水解速率。
4.2.5文件保存和调用
Origin 可以将图形及数据保存为扩展名为“.OPJ”(早期 3.0, 3.5 版本为“.ORG”)的
文件,可以随时编辑和处理其中的数据和图形。所绘制的图形可以直接打印到打印机
或拷贝粘贴到其它编辑软件中。
计算机在化学中的应用—第四章 科学计算绘图软件 Origin
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4.3 Origin工作表格(Worksheet)的使用
4.3.1输入、编辑和保存工作表格
Origin工作表格支持许多种不同的数据类型,包括数字、文本、时间、日期等。
Origin提供了许多向工作表格输入数据的方法:
1) 从键盘输入数据:
打开或选择一个工作表格,选择一个工作表格单元格(鼠标单击该处),输入数据,
然后按 Tab(→)到下一列或按 Enter(↓)键到下一行,也可以用鼠标选定任意位置的单
元格,再继续输入下一个值(在某单元格输入数据后必须按 Tab 键、方向键或 Enter
键将光标移动到其它单元格,才确认刚输入的数据)。
光标移动键
Enter 光标向下移动一单元格
←或 shift+Tab 光标向左移动一单元格(如已是最左边一列,将移到最右面一列)
→或 tab 光标向右移动一单元格(如已是最右边一列,将移到最左面一列)
Home 光标移到当前列的第一个单元格
End 光标移到当前列的最后一个单元格
PgDn 光标向下移一页
PgUp 光标向上移一页
Ctrl+Home 光标移到最左列的第一个单元格
Ctrl+End 光标移到最右列的最后一个单元格
Ctrl+PgDn 光标向右移一页
Ctrl+PgUp 光标向左移一页
Ctrl+↓ 光标移到当前列的最后一个有值的单元格
Ctrl+↑ 光标移到当前列的最后一个有值的单元格或第一单元格
Ctrl+← 光标移到最左列同行的单元格
Ctrl+→ 光标移到最右列同行的单元格
如果某一单元格的数值输错了或想更改某一单元格的数据值,可以选择该单元
格并键入新数据,Origin自动覆盖原数据。
要编辑一个单元格的数值,可以选择相应的单元格,按 F2键或用鼠标单击指定
的位置(单元格数值由反象显示变为正常显示,可以防止覆盖), 可用下列的键编辑
单元格的数值。可以按↑↓ PageUp, PageDn或 Tab键结束编辑状态。如果变更错误,
可以按 Ctrl+Z撤消刚进行的更改。
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Delete 删除光标右的一个值或所有选定的(反象显示)数值
Backspace 删除光标左的一个值或所有选定的(反象显示)数值
Home 移到单元格的最左端
End 移到单元格的最右端
← 光标向左移动一字符
→ 光标向右移动一字符
2) 从文件中输入数据:
数据可以从 ASCII, Lotus,
Excel, dBASE等文件形式导入,
具体步骤:打开或选择一个工作
表格;选择 File 菜单中 Import
命令下相应的文件类型,打开文
件对话框,选择文件单击 OK。
如果要输入一个 ASCII 数
据文件,可以在打开前设置选
项,File-Import-ASCII Option,
打开 ASCII Import Option for
xxx对话框设置诸如列数,文件
首忽略标题行数等。然后选择文件输入。
3) 通过剪贴板传递数据:工作表格的数据也可以通过剪贴板来从别的应用程序
(如 Word等)获得,具体应用方式与一般拷贝、粘贴一样。同样数据也可以在同一或
不同的工作表格中交换。
4) 用行号或随机数填充列:可以用以下操作将一列或选定区域的单元格快速添
充为行号、正随机数或一般随机数。选择相应的单元格区域,工具栏中单击按钮
(将列添充为行号); (将列添充为正随机数); (将列添充为一般随机数);
或选择 Column菜单中 Fill Column With命令;也可以右击鼠标选择 Fill Column With
命令。(*欲显示该按钮,View:Toolbar命令,选Worksheet Data)。
5) 用函数或数学表达式设置列的数值:见 4.4.1
6) 改变工具格中X的默认值:当我们用工作表格中的数据绘图而不指定X列时,
Origin假定 X的初始值为 1,且其增加值为 1。
选择一个工具表格;如果已有 X 列,删除或忽略它;选择 Format 菜单中 Set
Worksheet X命令,出现对话框;输入初始 X值和增加值;单击 OK。从该工作表格
绘图将使用默认的 X值。
计算机在化学中的应用—第四章 科学计算绘图软件 Origin
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例:从 1960年开始,以 5年为单位绘制产值情况,可以在 Worksheet中只输入
产值,依上述操作改变 X的起始值为 1960,增加值为 5。
7) 选择工作表格数据:
选择整个工作表格:鼠标单击工作表格左上角的空白处(如
图)。
选择一个单元格:鼠标单击单元格可选择单元格;
选择一列:单击列标;
选择一行:单击行的数码;
选择多个单元格:鼠标向右下拖动(或选择初始单元格,Shift-单击终止单元格);
选择多列:在列标行拖动鼠标(或单击起始列标, Shift-单击终止列标);
选择多行:在行数码处拖动鼠标(或单击起始行, Shift-单击终止行,间隔选取可
按 Ctrl键单击);
8) 在一列中插入数据
在在一列中插入一个单元格,可选择要插入单元格的位置,选择 Edit:Insert命令
或右击鼠标在快捷菜单中选择 Insert命令,新的单元格出现在选中单元格上面;如插
入 n个单元格,可以先选择 n个单元格,然后用 Insert命令。
9) 删除单元格和数据
清除整个工作表格内的数值:选择工作表格,在 Edit菜单中选择 Clear Worksheet
命令,该工作表格中所有的内容均被删除。
删除工作表格中的部分数据:选择工具表格,选择某个单元格或多个单元格,
Edit 菜单中选择 Delete 命令即可。如果该数据已被绘图,绘图窗口将重新绘图以除
去删除的点。
如仅欲删除数据而不删除单元格,可选择相应单元格,按 Delete 键。被删除数
据的单元格将显示“--”表示没有数值。
10) 保存数据:
保存 Origin文档的同时就保存了Worksheet中的数据。如欲将Worksheet中的数
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据单独保存成文件,可选择Worksheet窗口;在 File菜单中选择 Export ASCII命令,
出现 File Save As对话框,输入相应的文件名即可。一般数据文件可以.dat为扩展名。
4.3.2调整工作表格的基本操作
1) 增加列:选择一个工作表格,Column菜单中选择 Add New Columns命令;打
开 Add New Columns对话框,在其中输入要增加的列数,这样在工作表格的结尾处
加上了所输个数的列(默认为 Y),所加的列按字母顺序标记(A, B, C, ... X, Y, Z, AA,
BB, CC, ...),从尚未使用的第一个字母开始。
标准工具栏中单击 Add New Column按钮 ,也可在工作表格空白处右击鼠标,
快捷菜单中选择 Add New Column命令在工作表格的结尾处增加一列。
2) 插入列(行):欲在工作表格的指定位置插入一列(行),可将其右(下)侧的一列
(行)选定,然后选择Edit:Insert 命令或选择右击鼠标快捷菜单中的 Insert命令,新列(行)
插在选定列的左(上)侧。如果需要连续插入多列(行),可以重复上述操作多次或选定
多列(行),运行 Insert命令。
3) 删除列(行):欲从工作表格中删除一列(行)或多列(行),可先反象选择这些列
(行),选择 Edit:Delete命令或选择右击鼠标快捷菜单中的 Delete命令,则所选定的列
(行)被删除(注:其中所包含的数据同时也被删除,如仅想删除数据而不删除列/行,
可选择 Edit:Clear)。
4) 移动列:将所选定的列(反象)移动到工作表格的最左侧,选择 Column:Move to
First命令,如欲将其移动到最右侧,选择 Column:Move to Last命令。
左右移动列也可以使用工具栏中的按钮
5) 改变列宽:在列标上双击,打开Worksheet Column Format对话框,在 Column
Width处输入字节的数值即可。
6) 行列互换:选择 Edit:Transpose命令,可以将行列互换。
7) 改变列的格式:双击列标或右击列标在快捷菜单中选择 Properties命令,打开
Worksheet Column Format对话框。对话框可对列命名(Column Name);加列标(Column
Label);将列指定为 X, Y, Z, Error, Label 等;设置数据显示类型和格式;设置列宽(字
节)等。
Origin工作栏由列定义,可以分别定义为 X列、Y列、Z列、L列、和 Error Bar
列。该定义决定这些值是否可以作为 XYZ或 Error Bar绘图。可在Worksheet Column
Format对话框的 Plot Designation定义也可选择工作表格中的一列,在 Column菜单选
择 Set AS…命令设置。列的标题显示所选择的类型。
Display 中可以选择列的类型,Origin 提供了 7 种类型,分别为:numeric&text
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数值或文本、numeric 数值、text文本、time 时间、Data 日期、month月份和 day of
week星期。
选择数据类型后,可在 Format 选择其显示的相应选项,如对常用的数值类型来
讲,可以设置为小数、科学记数或工程记数方式;也可以设置小数位数、数据的类型
(整数、双精度、浮点)。如果选择 Apply to all column to the right,则对右边诸列均
采用此类型。也可以输入列标记。完成输入后单击 OK即可。
8)工具栏显示控制:鼠标双击工具栏边的空位,可以打开 Worksheet Display
Control 对话框,通过该对话框可以设置 Worksheet 显示的字体颜色、字型和字号、
背景和前景颜色、标题及单元格间隔线等的显示特性。
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4.4. Worksheet数据分析
4.4.1工作表格计算
1) 排序:Origin 可以对单列、多列、工作表格的一定范围或整个工作表格进行
排序(包括简单和嵌套排序)。
A. 列排序:选择一列数据,Analysis菜单中选择 Sort Column命令,
B. 选择范围排序:选择一定范围数据,Analysis菜单中选择 Sort Range命令。
注:上面两种排序仅对选定的范围进行排序,而不管其数据同行的相关性。
Sort Range Ascending
Sort Worksheet Ascending
C. 工作表格排序:如选择列或一定范围后,Analysis菜单中选择 Sort Worksheet
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命令,则对选择范围排序,但基于同行数据的相关性。如上图示例二种排序有不同结
果。
2) 设置列值:选择或打开一个工作表格,选择一列;选择 Column:Set Column
Values命令或按 按钮,也可右击鼠标选择 Set Column Values命令打开 Set Column
Values对话框。
A. 设定工作表格范围:在 From Row … to …输入设置列值的行号范围。
B. 选择函数和数据集:Add Function和 Add Column下拉菜单和相应的按钮帮助
用户在表达式窗口建立合适的表达式。防止用户键入函数名称和数据集名称时发生错
误。
C. 完成“Col(ColumnName)=”窗口的表达式,函数表达式中可以包括有数值、运
算符号(“+”, “-”, “*”, “/”, “^”)、函数(abs(), sin()等)、数据集(Col(A), Col(C)等)和行号(i)
等。
Undo/Redo按钮可以取消或重复表达式编辑最后一步的变化。
D. 单击 OK可完成计算。
3) 抽取数据
基于用户定义的表达式的条件,从一个旧的工作表格中可以选取部分数值到新
的工作表格中。操作方法:将要选择的工作表格激活;Analysis 菜单中选择 Extract
Worksheet Data命令,打开对话框;对话框中输入数据范围,新工作表格名称和选取
条件;单击 Do it产生新工作表格。该表格保留原表格的所有格式,包括设置列值的
数学表达式。
计算机在化学中的应用—第四章 科学计算绘图软件 Origin
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4) 数学表达式:
使用 Origin 时,很多地方都使用数学表达式,包括函数绘图、抽取数据以及设
置工作表格列值等等,Origin对数学表达式有以下的要求:
A. Origin有四类操作:算术操作、分配操作、逻辑关系操作和条件操作。
算术操作包括:“+” 加;“-”减;“*”乘;“/”除;“^”乘方(X^Y 表示 X的 Y次
幂);“&”和“?”异或操作(逐位)。
赋值操作“=”可以对数字变量、字串变量或数据集赋值。其中 Origin可认可多种
赋值操作类型,具体可参考 Help文件。
逻辑关系操作包括:“>”大于;“>=”大于等于;“<”小于;“<=”小于等于;“==”
等于;“!=”不等于;“&&”和;“||”或。
条件操作:(E1?E2:E3):该表达式含义为:首先得到表达式 1的值,如表达式 1
为真(为非 0 值),则整个表达式的值为表达式 2 的值,如表达式 1 为假(为 0),则整
个表达式的值为表达式 3的值,
例:m=2;n=3;variable=(m>n?m:n)则 variable=3
B. 优先
原则
组织架构调整原则组织架构设计原则组织架构设置原则财政预算编制原则问卷调查设计原则
:使用标准优先原则,依次为:括号外分配操作优先;括号内优先;
乘除比加减优先;关系操作先(>,>=,<,<=)后(== and !=);逻辑操作按顺序(&& ||) 进行;
最后,所有条件表达式(?:)进行;(一般数学表达式中的空格忽略不记,使用括弧可以
将表达式括起来,大括弧和方括弧具有其他的特殊意义)。
5) 列号 i的使用:
在 设 置 列 值 和 提 取 工 作 表 格 对 话 框 中 , 列 可 用 col( ) 函 数 或
WorksheetName_ColumnName 标记,行值指定用变量 i 表示。如果表达式中没有使
用 i,Origin默认在给定的表达式中使用相同的 i,表达式对指定范围的所有行重复运
算如: col(C)=col(A)-col(B)被视为 col(C)[i]=col(A)[i]-col(B)[i];
col(C)[i]表示 column C第 i行的值。如果指定 i,则默认取消。如 col(C)=col(B)[i+1]
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-col(B)[i]表示将在 column B的行增加值赋值给 column C。
6) 函数:
Origin内置的函数有三类:公用函数、数学函数和统计函数。
基本工作表格
函数
col(colname);col(colname)[row#];col(colname)[row#]$;
wcol(colnumvariable);wcol(colnumvariable) [row#]$
数据集产生函
数
data(x1,x2,inc);{v1,v2,...vn};Fit(Xdataset);
Table(Dataset1,Dataset2,Dataset3)
数据集操作函
数
sort(dataset);diff(dataset);peaks(dataset,width,minheight);
corr(dataset1, dataset2,k[,N])
数据集信息函
数
IsMasked(index,dataset);FindMasks(dataset);hasx(dataset);
xof(dataset);errof(dataset);xvalue(i,dataset);
xindex(x,dataset);xindex1(x,dataset);list(value,dataset)
公
用
函
数
其它函数
colnum(colname);color(name);date(MM/DD/YY HH:MM);
exist(name);exist(name,n);hex(string);asc(character);
font(name)
基础数学函数
prec(x,p):精度函数,返回 x的 p位有效数字。
如 prec(1234567,3)=1.23E6 round(x,p):设定小数位数
abs(x):绝对值
angle(x,y):原点(0,0)到(x,y)连线与正 x轴夹角
exp(x):指数函数
sqrt(x):开方函数
ln(x):自然对数函数
log(x):以 10为底的对数函数
mod(x,y):x/y的整数模
rmod(x,y):x/y的实数模
int(x):取整函数;如 int(7.9)=7
nint(x):同 round(x,0);四舍五入取整;如 nint(-0.5)=-1
sin(x), cos(x), tan(x):三角函数(默认为弧度值)。
asin(x), acos(x), atan(x):反三角函数(默认为弧度值).
sinh(x), cosh(x), tanh(x):双曲函数
多参数函数 Gauss;Lorentz;Logistic;ExpDecay;ExpGrow;ExpAssoc;
Boltzmann;Hyperbl;Dhyperbl;Pulse;Poly
特殊函数 Jn(x,n);J0(x);J1(x);Yn(x,n);Y0(x);Y1(x);gammaln(x);
incbeta(x,a,b);incgamma(x,a)
数
学
函
数
随机数生成函
数
rnd(seed);ran(seed);grnd( );normal(npts,seed);
Poisson(npts,mean,seed);uniform(npts,seed)
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基于数据集的
统计函数
histogram(dataset,inc,min,max);sum(dataset);
ave(dataset,size);percentile(dataset1,dataset2);ss(dataset,ref);
ss(dataset);ss(dataset,4);ss(dataset1,dataset2);
ss(dataset,A+B.x);cov(dataset1,dataset2,ave1,ave2)
统
计
函
数 基于分布的统
计函数
Ttable(x,n);invt(value,n);Ftable(x,m,n);invf(value,m,n);
erf(x);inverf(x);prob(x);invprob(x);QCD2(n);QCD3(n);
QCD4(n)
关于一些具体函数的使用可参考 Origin的 LabTalk帮助文件。
4.4.2统计
选择列/行或单元格范围,选择 Analysis:Statistics on Columns(Row)命令,命令将
打开一个新的工作表格显示平均、标准误差、标准偏差的平均值、最小值、最大值,
数值范围、总和和点数。
4.5 数据绘图
4.5.1基本知识
1) 鼠标右击以下位置可以打开快捷菜单:绘图窗口的标题条;层图标.;页;层;
任何标记,包括轴标记、图例等;任何在绘图窗口的标记对象;数据图;轴或轴单位
标记。
2) 绘图术语:
页(Page):每个绘图窗口包含一个单一的可编辑页,页作为组成用户图形的各种
图形元素(如层、轴、文本和数据图)的背景,绘图窗口的每一个页必须包含至少一个
层,如果所有的层都被删除,则该绘图窗口也将被删除。注意:打印图形时,仅在页
内的图形才能被打印,所以注意不要将要打印的图形元素放到页外。
层(Layer):一个典型的图形一般包括至少 3个元素:一套 XYZ坐标轴(3D);一
套或多套数据图和相应的文字和图标。Origin将这三个元素组成一个可移动、可改变
大小的单位,叫层(layer),一页可最多放 50层。
要移动层或改变层的大小,可在坐标轴上单击,产生一个红色边界,鼠标拖动可在页
上移动或更改层的大小。活动层(The Active Layer):当一页包含多个层时,操作是对
应于活动层的。将一个层变为活动层有以下几种方法:在所要的层的 X, Y, 或 Z 轴
上或方框内任意位置单击鼠标;单击绘图窗口坐上角的层图标;单击与相应层有关的
对象。
边框(Frame):边框是在层上的四个 XY轴围成的矩形区域(2D图,3D图的边框
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是在 XYZ轴外的矩形区域)。边框独立于坐标轴,选择 View:Show:Frame可以显示边
框。
图(Graph):单层图包括一组 XYZ 坐标轴(3D 图),一个或更多的数据图以及相
应的文字和图形元素,一个图可包含许多层。
数据图(Data Plot):数据图是一个或多个数据集在绘图窗口的形象显示,Origin
可以用以下方法产生数据图:
◆一个数据图可以从两个或更多的数据集产生,例如在工作表格中的 X和 Y列。
同样地,如果 X, Y, and 误差条列被选择绘图,数据图中包含三个数据集。
◆当工作表格中不包括 X 列时,一个数据图可以从一个数据集和相应的行号产
生。
◆一个数据图可以从一个数据集和一个增加的 X 值产生。X 增加值由 Select
Columns for Plotting对话框或 Format:Set Worksheet X命令设定。
◆一个数据图可以从一个包含 Z值和 XY映射关系的矩阵产生。
绘图窗口活动层中的数据图所包含的数据列在 Data菜单的底部。标有√的数据为
首选数据(Primary Dataset),首选数据决定数学和编辑操作的对象,如果再次选择该
数据可打开 Plot Details对话框。
工作表格数据集(Worksheet Dataset):工作表格数据集是一个包含一维(数字或
文字)数组的对象,因此,每个工作表格的列组成一个数据集,每个数据集有一个唯
一的名字(由工作表格名称和列名以及“_”组成,WorksheetName_ColumnName)。
矩阵(Matrix):矩阵表现为包含 Z值的单一数据集,它采用特殊维数的行和列表
现数据。
4.5.2数据绘图
从工作表格中的数据绘图,数据图与工作表格中的数据就保持相关。当改变工
作表格中的数据时,数据图也作相应变化(只有从图中删除数据点时,工作表格改变)。
一般来说,数据图当再次被选中时更新,该相关性可以使数据图相应于工作表格中的
数据迅速更新。
1) 从工作表格数据建立一个新的绘图窗口:
方法 1:激活包含绘图所需数据的工作表格;选择要绘图的行、列或单元格范围。
在 Plot菜单中选择绘图的类型(右击鼠标选择 plot命令)或用鼠标按绘图工具栏中相应
的按钮(见图),Origin 打开一
个绘图窗口,选择的值将自动
对 X列绘图(如果没有选 X列,则对行值绘图);当工作表格中包含多重 X列时,Origin
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自动进行多重相关,Origin定义最左边的 X列为 X1,X1右侧并且下一个 X左侧的
为 Y1;第二个 X 为 X2, X2右侧并且下一个 X左侧的为 Y2等等,当选中 Y1绘图,
自动选用 X1为 X坐标。
方法 2:不选择数据,选择 Plot 菜单中的数据图类型,打开 Select Columns for
Plotting 对话框,在对话框中选择相应的 XY数据绘图。
打开 Select Columns for Plotting 对话框的其它方法:在绘图窗口中双击层图标打
开 Layer n 对话框,单击 Plot Associations按钮;按 Alt键双击层图标;将所需层激
活,选择 Graph:Add Plot to Layer:Graph Type命令;右击层图标快捷菜单中选择 Plot
Associations命令。
数据图的类型
二维线、散点和线+点图
常用:
Line Graph
Scatter Graph
Line+Symbol Graph
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二维棒状图和柱状图
常用:
Bar Graph
Column Graph
面积图、极坐标图和二维瀑布
图
饼图
向量图
High-Low-Close 图
三元图
多层图
泡沫图和彩色映射图
三维 XYY Graphs
三维 XYZ 图(常用)
三维表面图
(需要Matrix数据)
等高图
(需要Matrix数据)
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2) 向已有的图形中增加数据
A) 从工作表格向页面加数据:
◆ 激活包含绘图所需数据的工作表格;选择要绘图的行、列或单元格范围;
◆ 选择要增加数据的绘图窗口;如果该窗口有多页图,选择要增加数据的页;
◆ Graph 菜单中选择 Add Plot to Layer 命令,然后选择绘图类型,选择的值将自
动对 X 列绘图(如果没有选 X 列,则对行值绘图)。如果选择两列或更多的列绘图,
则数据将作为组绘数据图。
B)从 Layer Control对话框向页面加数据:
双击绘图窗口的左上角的页面图标(右图),打开页面控制对话框;从
Available Data list.选择数据;单击=>按钮,所选数据出现在Layer Contents box;
单击 OK 绘图。
Layer n 对话框:
◆ The Available Data List:包括所有可以用于绘图的数据集,要在层中显示数
据集的数据图,可在此窗口选择目标数据集,单击=>按钮将数据集加到 Layer Contents
List。
◆ The Show Current Folder Only Check Box:选择此项可显示放在当前 Project
Explorer 文件夹中的所有数据集,取消此项则只显示此项目中的数据集(可参考 Help)。
◆ The Layer Contents List:包括当前层中所有数据图的数据集,要将层中的数
据集去除,可在此窗口中选中,单击<=按钮。
◆ 上下按钮 (Layer Contents):可以调整层上数据的顺序,该顺序决定在
层上的绘图顺序,最上面的数据在最底层,然后依次向上。
◆ Delete 按钮:删除选中的数据集,同时也将删除与之相关的所有工作表格的
计算机在化学中的应用—第四章 科学计算绘图软件 Origin
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列和数据图
◆ Layer Properties 按钮:单击按钮打开 Plot Details 对话框
◆ Plot Associations 按钮:单击按钮打开 Select Columns for Plotting 对话框
◆ Group/Ungroup 按钮:单击按钮可将选中的数据集组成组或取消组。
◆ Edit Range 按钮:单击按钮可改变选择数据集的显示范围,
◆ Show Range 选项:选中后在 Layer Contents 中显示图中数据显示的范围(如
data1_b[1:50])。
◆ Rescale on OK 选项:选中后自动重新设置层的轴以显示所有数据。欲保持当
前状态,不要选中此项。
C) (drag-and-drop method)将工作表格的数据直接拖到 Graph
中绘图:先在工作表格中选择数据集,然后将鼠标移到所选数据
单元格的右侧,直到鼠标的指针变为图中所示,将数据拖动到绘
图窗口,松开鼠标完成。
欲选择 drag-and-drop method中图形的类型,可在 Tools:Options打开 Option 对话框,
Graph 标签下 drag-and-drop plot 选择图形方式(Line, Scatter, Line+Symbol 或当前状
态)。
D) 用 Draw Data Tool产生数据图:单击工具栏上的 按钮,鼠标点到绘图窗
口中的位置,层上显示红色+在 Data Display窗口显示所点位置的 XY值。双击鼠标
则产生数据点,该数据集被命名为 Draw1, Draw2...。按任意其它工具按钮停止绘图功
能。
3) 绘制用户自定义函数:
Origin允许用户绘制任意 y=f(x)类
型的自定义函数。
A) 在 Function窗口绘制函数图:
可以在 File 菜单选择 New 中的
Function命令,打开 Plot Detail对话框;
输入数学表达式(可以使用任何 Origin
认可的函数);单击 OK 即可将函数在
新的窗口绘图(分别命名为 Function1, 2,
3, ...等等);
用户可以单击按钮增加新函数、改
变函数窗口的名称、重新调整比例、变
计算机在化学中的应用—第四章 科学计算绘图软件 Origin
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为极坐标。也可以将函数图转成数据,具体步骤:右击函数图形快捷菜单选择 Make
Dataset Copy of Fn,出现对话框,输入数据名称,按 OK 按钮产生由函数计算的数据,
并且将数据绘制到命名为 FuncCopy 窗口,双击图形上的点可以从 Plot Details 对话框
中打开数据文件。
B) 在图形窗口窗口绘制函数图:激活图形窗口,选择 Graph:Add Function Graph
命令,打开 Plot Detail 对话框,在函数定义窗口输入函数形式单击 OK 按钮即可。
4) 作为组多套数据绘图
当同时将数据表格两个或两个以上列中的数据绘图时,将产生一个数据图组。
组中自动设置依次增加的颜色、连线类型、符号标记等。其它选项可以用 Plot Details
对话框更改。
例:设置工作表格数值(i=1~91)
Col(A)=(I-1)*360/90;
Col(B)= sin(Col(A)*2*pi/360)
Col(C)=cos(Col(A)*2*pi/360)
Col(D)=sin((Col(A)-30)*2*pi/360)
选择 ABCD 三列,Plot 菜单中选择 Line 命令,Plot 窗口将 B,C,D 三组数据以组
的形式绘出。颜色分贝为 Black, Red, Green(见界面图)。如果将图形类型改为 Scatter,
绘出的三组数据除颜色不同外,数据点的表示也分别为■●▲。
使用 Layer 对话框可以将数据组成组或去掉组。
A) 解除数据组:双击页面标记打开 Layer 对话框;Layer Contents中选择一个组;
单击 Ungroup按钮 (也可以变为 Group按钮);单击 OK。
B) 将数据组成组:双击页面标记打开 Layer 对话框;选择 Layer Contents中的
要组成组的数据,多次选择可按 Shift键单击,不连续的选择可以按 Ctrl键单击;单
击 Group按钮 (也可以变为 Ungroup按钮);选择 OK。所选数据将按一个组绘图,按
Layer Control对话框中 Data List的顺序,每个组有统一的标号。
5)改变数据图类型、格式、组的格式
A. 改变数据图类型:打开 Plot Details 对话框(在数据图上双击;或选择 Data List
选择数据名称,如预先该数据没有被激活,第一次选择激活该数据,需选择第二次;
也可以在 Legand 相应数据表示点上双击);在 Plot Type 菜单上选择新图形类型。
B. 改变数据点格式:如欲改变一组数据或数据组的格式,可以打开 Plot Details
对话框改变线和点的格式。如对单个数据点设置特殊格式,可以按 Ctrl 键,双击数
据图上的某点打开 Plot Details(单点)对话框,通过改变对话框中的选项改变对应点的
计算机在化学中的应用—第四章 科学计算绘图软件 Origin
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颜色、符号性质或加垂线(对于柱/条状图可改变边线或填充性质);欲删除特殊格式,
单击特殊格式点(柱或条)将其选中,按 Delete 键删除特殊格式。
C. 改变数据图组的格式:当同时将数据表格两个或两个以上列中的数据绘图时,
将产生一个数据图组。组中的数据图相互关联,如均为线图或均为柱形图等第。为明
确区分它们,组中的成员自动用依次增加的颜色、连线类型、符号标记等区别。双击
组中的数据图上一点,打开 Plot Details对话框;在对话框相应菜单中选择增加选项;
单击 OK,数据组将按新格式重新绘图。可能的依次增加的选项包括:颜色、短线式
样、符号(对于 Line/Symbol 图)、 内部颜色或式样(对于 Column 图)。也可在 Group
标签下选择 Independence取消组对这些选择的限制。
可选择的图标 各种颜色配比式样
6) 举例:A. 单组 X-Y数据绘图;B. X-Y1,Y2,Y3数据绘图;C. 多组 X-Y绘图。
4.5.3 坐标轴的调整
双击 X或 Y轴,打开 X(Y) Axes-Lay n对话框。可在左侧的 Selection中选择合
计算机在化学中的应用—第四章 科学计算绘图软件 Origin
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适的图标,以确定所更改的坐标轴。
Horizontal/Bottom/ Top:默认为 X轴;Vertical/Left/Right:默认为 Y轴;Z Axes/
Front/ Back:默认为 Z轴。
1) 坐标刻度(Scale):
A 取值范围:在 From和 To栏内输入数值,设置坐标轴的数值范围。
B 刻度类型:
Linear scale 标准线性刻度 X'=X.
log10 scale 基于 10为底的对数刻度 X'=log(X).
Probability scale
Probit scale
Reciprocal scale 倒数刻度 X'=1/X.
Offset Reciprocal
scale
偏移倒数 X'=1/X+offset,Offset=273.14(0°C的绝对温度)
Logit scale logit=ln(Y/100-Y)
ln scale 自然对数刻度.
log2 scale 以 2为底对数刻度
C. 坐标重新调整(Rescale)方式:
Manual 不能调整
计算机在化学中的应用—第四章 科学计算绘图软件 Origin
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Normal 可以调整(用放大工具)
Auto 与 Normal相同,但可以自动调整
Fixed From "From"值固定
Fixed To "To"值固定
D. 若在 Increment位置输入值,决定轴上显示的数值,如设置递增值为 3,则每
隔 3 显示一个轴的数值。若在#Major 位置输入值,Origin 将自动设置与之相近的主
刻度标记的数量。在#Minor 位置输入值,设置两个主刻度之间的次级刻度标记的数
量(注:注意刻度的合理性,如 increment为 5,则#Minor处输入 4比较合适,这样每
个次级刻度代表 1)。
2) 标题及格式(Title & Format):
A. Show Axis & Ticks 选项:选择该选项显示所选坐标轴的轴和刻度
B. Title:可输入轴标题
C. Color:选择轴和刻度颜色
D. Thickness (pts):设置轴和刻度线的宽度
E. Major Tick:设置主刻度线长度
F. Major:控制主刻度的显示
G.Minor:控制次刻度的显示
H. Axis:改变当前轴的显示位置
■ Bottom (X), Top (X), Left(Y), Right (Y), Front (Z), or Back (Z):默认位置
■ % from Bottom (Top, etc.):从默认位置偏移
■ At Position=:移动到指定的 X 或 Y value 处
I. Apply To:设置在某范围(本层、本窗口、所有窗口)采用上面设置好的颜色、
计算机在化学中的应用—第四章 科学计算绘图软件 Origin
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线宽、刻度位置和刻度线长度
3) 网格线(Grid Line):
Major Grids和Minor Grids组可以设置线颜色和类型以及宽度。Apply To选择应
用范围,Additional Lines设置是否在相反和 X(Y)=0处画线。
4) 轴断点(Break):设置坐标轴断点。
5) 主刻度标记(Tick Labels):可设置主刻度标记的类型(Origin 提供 6 类型:
numeric, text, time, date, month, day of week, Column Headings和Tick Indexed Dataset);
设置刻度标记的字体、颜色、大小;设置刻度标记的数值选项; 设置比例因子 (在
divide框中输入数值,Origin自动将每个标记的数值除以输入的值,而显示结果);设
置显示固定的小数点后的位数;设置前(后)缀内容。
计算机在化学中的应用—第四章 科学计算绘图软件 Origin
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6) 次刻度标记(Minor Tick)
7) 设置刻度标记(Custom Tick Lable):设置主刻度的旋转角度、与刻度线之间的
位置以及隐藏性质。
4.5.4 文字及图例说明
1) 添加文本:
使用文本工具,向页面加文本:选择要加文字的页面,工具栏选择文字工具按
钮 ,在页面欲加文字的位置单击打开 Text Control 对话框,使用 Text Control 对话
框输入、编辑文本或改变文本格式,单击 OK,文本加到指定的位置。
2) 使用直线、箭头或弯箭头工具,向页面加直线、直箭头或弯箭头:
直线—选择要加直线的页面,工具栏选择直线工具 ,在页面上直线起始点单
击,拖动鼠标产生直线,松开鼠标。加直箭头—选择要加箭头的页面,工具栏选择箭
头工具 ,在页面上箭头起始点单击,拖动鼠标产生箭头,松开鼠标。 加 弯 箭
头—选择要加弯箭头的页面,工具栏选择弯箭头工具 ,在页面上弯箭头起始点单
击,拖动鼠标在页面上单击 3 次,最后一次的位置为弯箭头终止位置,产生弯箭头。
移动箭头或直线:选择指针工具,单击箭头或直线,出现矩形边框,说明箭头
或直线已被选中;在边框内任一点拖动鼠标可移动箭头或直线。选择指针工具,双击
箭头或直线打开 Arrow Control 对话框,可以编辑箭头或直线的颜色、粗细、线型及
箭头位置。
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