《计算机绘图软件》第四章 科学计算绘图软件Origin

认 计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件 Origin orksheet Data For row number O ) Put into worksheet Data12 f( 5 ll collal0220 ut Copy Paste业 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;“P除:“^”乘方(X^Y表示X的Y次 幂);“&”和“?”异或操作(逐位)。 武值操作“=¨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;“1=”不等于;“&&”和;“”或。 条件操作:(E1?E2E3):该表达式含义为:首先得到表达式1的值,如表达式 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=2n=3, variable=(m>n?mn)则 variable=3 B.优先原则: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(>》三<=)后(=andl=;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-colB)被视为col(C)[=col(A)}-col(B)[ col(C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计l 4-11

计算机在化学中的应用—第四章 科学计算绘图软件 Origin 4-11 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：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]

计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件 Origin col(B)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col( colname); col(colname)row#;col( colname)row#: 函数 wcol(colnumvariable); wcol( colnumvariable)row# S 公数据集产生函data(x1.x.inc):vlv2,wn};Fi( Dataset Table(Dataset, Dataset2, Dataset3) 用数据集操作函 sort(dataset): diff(dataset ); peaks( dataset, width, minheight) corr(dataset, dataset2, kLND) 函数据集信息函 Masked(index, dataset): FindMasks(dataset): hasx(dataset) xof(dataset: error( dataset): xvalue (i, dataset) 数 index(x, dataset): xindexl(x, dataset): list( value, dataset) colnum( colname): color(name): date(MM/DD/YY HH: MM 其它函数 exist(name): exist(name, n): hex(string): asc(character): prec(xp):精度函数,返回x的p位有效数字。 如prec(1234567,3)=1.23E6rund(xp):设定小数位数 (x):绝对值 angle(xy):原点(0.0)到(xy连线与正x轴夹角 exp(x):指数函数 数 sqr(x):开方函数 n(x):自然对数函数 基础数学函数og(x):以10为底的对数函数 学 mod(xy):xy的整数模 rmod(xy):xy的实数模 n(x):取整函数:如int(7.9)=7 函 nin(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) ain(x.cosx,ata):反三角函数(默认为弧度值) sinh(x,cosh(x),tanh(x):双曲函数 数 多参数函数 Gauss: Lorentz: Logistic: Exp Decay: Exp Grow: ExpAssoc Boltzmann: Hyperbl; Dhyperbl: Pulse: Poly 特殊函数 Jn(x, n):JO(x): JI(x): Yn(x, n): YO(x): YI(x): gammaIn(x); 随机数生成函|md(ed);ran(sed):grnd);noma( npts, seed) 数 Poisson(npts, mean, seed); uniform(npts, seed)

计算机在化学中的应用—第四章 科学计算绘图软件 Origin 4-12 -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)

认 计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件 Origin istogram(dataset, inc, min, max): sum( dataset 统基于数据集的 ave(dataset, size): percentile(dataset, dataset2): ss(dataset,ref) 计|统计函数 ss(dataset): ss(dataset, 4): ss(dataset1, dataset2) 函 ss( dataset, A+B x): cov(dataset, dataset2, avel, ave2) 数基于分布的统 Ttable(x, n): invt(value, n): Ftable(x, m, n): invf( value, m, n) 计函数 erf(x); inverf(x): prob(x); invprob(x); QCD2(n); QCD3(n); 关于一些具体函数的使用可参考 Origin的 Labtalk帮助文件 442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。 45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) 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(ayer),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

计算机在化学中的应用—第四章 科学计算绘图软件 Origin 4-13 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

计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件 Origin 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 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 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。 452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,Ogm打开|鲁圖^同盈喇u 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 4-14

计算机在化学中的应用—第四章 科学计算绘图软件 Origin 4-14 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

认 计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件 Origin 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 Colum ins Ior Plotting对话框,在对话框中选择相应的XY数据绘图 Worksheet OK Datal Column <->yE Erom:1 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At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 ertical Drop Line 常用 ment Line+ Symbol Graph Scatter P Horizontal Step ∴Lne+ Symbol U Spline Line series

计算机在化学中的应用—第四章 科学计算绘图软件 Origin 4-15 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