Origin绘图和数据分析

Origin绘图和数据分析2006年11月Origin•Origin简介•第1章Origin基础知识•第2章绘制二维图形•第3章多图层绘图•第4章三维绘图•第5章曲线拟合•第6章Origin数据分析Origin简介••Origin是美国Microcal公司所开发的数据分析和绘图软件，是目前最常用的软件之一，目前Origin的最新版本是7.5。•特点：使用简单，采用直观的、图形化的、面向对象的窗口菜单和工具栏操作，全面支持鼠标右键、支持拖放式绘图等Origin简介•Origin包括两大类功能：绘图和数据分析。•Origin的绘图是基于模板的，Origin本身提供了几十种二维和三维绘图模板。绘图时，只需选择所要绘图的数据，然后再单击相应的工具栏按钮即可。Origin简介•Origin的数据分析包括数据的排序、调整、计算、统计、频谱变换、曲线拟合等各种完善的数学分析功能。准备好数据后进行数据分析时，只需选择所要分析的数据，然后再选择相应的菜单命令即可。Origin学习资料•Origin7.0科技绘图及数据分析，叶卫平等，机械工业出版社，2004•精通Origin7.0，周剑平，北京航空航天大学出版社，2003•Origin6.0实例教程，郝红伟等，中国电力出版社，2000•Origin自带的帮助文档第一章Origin基础知识•一、工作环境•二、菜单简要说明•三、子窗口介绍•四、基本操作一、工作环境Origin类似Office的多文档界面，主要包括以下几个部分：1、菜单栏一般可以实现大部分功能2、工具栏一般最常用的功能都可以通过此实现3、绘图区所有工作表、绘图子窗口等都在此4、项目管理器类似资源管理器，可以方便切换各个窗口等5、状态栏标出当前的工作内容以及鼠标指到某些菜单按钮时的说明二、菜单简要说明菜单栏的结构取决于当前的活动窗口•工作表菜单•绘图菜单•矩阵窗口二、菜单简要说明•File文件功能操作打开文件、输入输出数据图形等•Edit编辑功能操作包括数据和图像的编辑等，比如复制粘贴清除等，特别注意undo功能•View视图功能操作控制屏幕显示二、菜单简要说明•Plot绘图功能操作主要提供5类功能:1、二维绘图：包括直线、描点、直线加符号、特殊线／符号、条形图、柱形图、特殊条形图／柱形图和饼图2、三维绘图3、气泡／彩色映射图、统计图和图形版面布局4、特种绘图，包括面积图、极坐标图和向量5、模板：把选中的工作表数据到如绘图模板二、菜单简要说明•Column列功能操作比如设置列的属性，增加删除列等•Graph图形功能操作主要功能包括增加误差栏、函数图、缩放坐标轴、交换X、Y轴等•Data数据功能操作•Analysis分析功能操作比如统计、方差分析、多元回归、非线性曲线拟合等二、菜单简要说明•Matrix矩阵功能操作对矩阵的操作，包括矩阵属性、维数和数值设置，矩阵转置和取反，矩阵扩展和收缩等•Tools工具功能操作线性、多项式和S曲线拟合、提取峰值等•Format格式功能操作菜单格式控制、工作表显示控制，栅格捕捉、调色板、图形页面、图层和线条样式控制，坐标轴样式控制等三、子窗口介绍1•工作表（worksheet）窗口工作表的主要功能是存放和组织Origin中的数据，并利用这些数据进行统计、分析和作图。工作表窗口最上边一行为标题栏，表明列（column）的名称和属性，X表示该列为自变量，Y表示该列为因变量•操作：如何工作表重命名？•操作：如何选定整个数据表？三、子窗口介绍2•绘图（graph）窗口绘图窗口相当于图形编辑器，用于图形的绘制和修改。每个绘图窗口都对应着一个可编辑的页面，可包含涂层、轴、注释以及数据标注等多个图形对象三、子窗口介绍3•版面设计（layoutpage）窗口版面设计窗口是将工作表和图形结合起来的显示窗口。在版面设计窗口里工作表和图形等是特定的对象，可进行添加、移动、改变大小操作，但不能进行编辑。用户通过对图形进行位置排列，可设置自定义版面设计窗口三、子窗口介绍4•矩阵窗口矩阵窗口用特定的行和列来表示与X和Y坐标对应的Z值，可用来绘制等高线图，3D图和表明图等。利用该窗口可以方便地进行矩阵运算，也可以利用矩阵窗口直接输出各种三维图表。三、子窗口介绍5•结果记录（Resultslogs）窗口结果记录窗口由Origin运行“Analysis”菜单里的命令自动生成，保存如线性拟和，多项式拟和的结果，每一项记录里都包含了运行时间，项目的位置，分析的数据集和类型。可以通过选择菜单命令View：ResultsLog将其打开或关闭。四、基本操作1•Origin的工作一般用一个项目Project来完成•项目(Project）包括：工作表窗口worksheet绘图窗口graph函数图窗口functiongraph矩阵窗口matrix版面设计窗口layoutpage•项目保存为.opj文件•操作：如何保存项目•操作：如何使用项目管理器四、基本操作2•项目中的各子窗口也可以单独保存，还可保存为模板。Worksheet.ogw(.otw)graph.ogg(.otg)functiongraph.ogg(.otg)matrix.ogm(.otm)layoutpage.ogg(.otp)操作：如何保存子窗口？四、基本操作3•工作表基本操作Origin工作表的主要功能是组织绘图数据，在工作表中能方便的对数据进行操作、扩充和分析。工作表的基本操作包括在工作表中添加、插入、删除、一段行和列以及行、列转换等•操作：如何在工作表中添加列、插入列、删除列、移动列?•操作：如何进行“行、列转换”？四、基本操作4•数据输入与删除可以直接在Origin工作表的单元格中进行数据添加、插入、删除、粘贴和移动外，还有下面的一些方法。（1）可以从文本等数据文件中导入数据（2）通过剪切板交换数据（3）在列中输入相应行号或随机数（演示）（4）用函数或数学计算式实现对列输入数据第二章绘制二维图形Origin的绘图功能非常灵活，功能十分强大，能绘制出数十种精美、满足绝大部分科技文章和论文的绘图要求的二维数据曲线图，它是Origin重要核心和特点之一。一、Graph窗口介绍二、简单二维图绘制二、Origin的坐标轴编辑功能三、Origin内置的二维图形类型一、Graph窗口介绍Graph窗口的组成：•1、页面：•2、图层•3、框架1、页面•Graph窗口包含一个编辑页面。页面作为制图的背景，包括几个必要的组成部分：层、坐标轴和文本等。用户可以根据需要修改这些内容，但每个页面至少含有一个层，否则页面将不存在。2、图层•每个图层至少包含三个要素：坐标轴，数据制图和与之相联系的文本或图标。•在Graph窗口中用户最多可以放置50个层，但图层标记上只能显示一位数字，比如把5，15，25等均显示为5。•用户可以直接在页面中移动或调节图层的大小。3、框架•框架是个长方形的方框，将绘图区框在里面，对于二维图形就是坐标轴的位置，三维图形部分在坐标轴的外面。•对于Graph来说，框架式独立于坐标轴之外的元素，坐标轴可以设置为隐藏，但框架仍然存在，可以通过选择菜单命令：View|Show|Frame来显示/隐藏框架二、简单二维图绘制•1、二维绘图的数据来源•2、绘图工具条•3、绘制曲线图•4、图形观察及数据读取•5、函数绘图•6、在图形上添加误差棒和时间1、二维绘图的数据来源•二维绘图的数据来源为Origin的工作表（worksheet），工作表中的数据可以直接从键盘输入，也可以从文件中导入。•列属性设置：工作表中的列的属性可以设置为X,Y,Z,L(标签)，XErr（X误差）,YErr（Y误差）或Disregarded（无关列）中的一种，列的属性决定了其数据绘图属性。•C:\ProgramFiles\OriginLab\Origin61\Tutorial目录下的*.dat文件是Origin6.1自带的教程中用到的数据文件。2、绘图工具条•1、Graph工具条Graph工具条只有激活Graph或Layout窗口时才能使用。该工具条提供了缩放，重新标定坐标轴以显示所有数值，将各层在多个Graph窗口中显示，添加颜色、图例、坐标、时间等按钮。•2、2DGraphs工具条提供了2DGraphs普通制图模板，包括直线、散点、饼图和极坐标等•3、2DGraphsExtended工具条提供了更多的制图模板3、绘制曲线图•最快捷的绘图方法是选中做图的数列，然后单击工具栏上的绘图命令按钮。•如果没有选择数据进行绘图，则会弹出[selectcolumnsforplotting]对话框，在此对话框中可以设置数据列的属性，添加、删除做图数据列，可以用不同工作表中的数据进行绘图。•可以选用工作表中的部分数据进行绘图。4、图形观察及数据读取•有时图形中的数据点太密，曲线相隔太近，不容易分辨，或者对图形中的某一局部区域特别感兴趣，希望仔细观察，为解决这一问题，Origin提供了丰富的图形观察和数据读取工具，可以实现对图形的有效分析。4.1Origin图形常用浏览工具•Enlarge局部放大数据曲线•Zoom缩放•DataSelector选择一段数据曲线，做出标志•DataReader读取数据曲线上选定点的XY坐标值•ScreenReader读取绘图窗口内选定点的XY坐标值4.2图形局部放大（1）单击“tools”工具栏的“Enlarge”按钮；（2）在想要放大的数据周围按下鼠标左键并拖动，选择数据区，画出一格举行框；（3）释放鼠标，完成放大操作（4）双击“Enlarge”按钮还原。4.3数据曲线缩放（Zoom）有时需要将局部放大前后的数据曲线在同一个绘图窗口中显示和分析，这时就要用到缩放工具。Zoom工具在“2DGraphsExtended”工具栏中。（1）在工作表窗口选中要缩放的曲线所对应的数列；（2）单击“Zoom”命令按钮，则Origin将打开一个有两个图层的绘图窗口，上层显示整条数据曲线，下层显示放大的曲线段。下层的放大图由上层全局图内的矩形选取框控制；（3）用鼠标移动矩形框，选择需放大区域，则下层显示出相应部分的放大图。4.4数据选择（DataSelector）Origin的数据选择工具的功能是选择一段数据曲线，以做出标记，突出显示效果。（1）单击“DataSelector”命令按钮，则书记标志出现在数据曲线的两端。（2）为了标出感兴趣的数据段，用鼠标移动相应的左右数据标志到合适的位置。（3）用回车键确定选择。（4）要隐藏选中范围以外的曲线部分，选择Data菜单中的SetDisplayRange命令（5）要取消选中部分曲线，选择Data菜单中的ResettoFullRange命令4.5屏蔽曲线中的数据（1）•在图形中如果个别数据点在分析或拟合过程中向过滤掉，或是仅分析部分数据，那么Mask工具条可以帮助实现这一功能。被屏蔽的数据点可以使单个点，也可以是一个数据范围。•只有曲线是scatter或line+scatter模板格式时才能使用Mask工具。4.5屏蔽曲线中的数据（2）屏蔽曲线中数据点的操作步骤：（1）激活Graph窗口，单击Mask工具条中的MaskRange命令按钮，将鼠标放入Graph窗口中（2）选择好范围后，双击鼠标或按Enter键，则选中的数据点变成红色，同时Worksheet窗口中相应的数据所在的单元格变成红色。5、函数绘图函数绘图可以将函数的图形方便地显示在图形窗口中。•1、在图形窗口中绘图打开一个图形窗口，选择Graph菜单中的AddFunctionGraph•2、在函数窗口中绘图单击标准工具栏中的“NewFunction”•3、从函数图形创建函数数据工作表在函数窗口中单击右键，选择快捷菜单中的“MakedatasetcopyofFunction”命令。6、在图形上添加误差棒和时间•误差棒通常是用来表示该实验曲线的误差情况。•在图形窗口为当前窗口时，选择Graph菜单中的AddErrorBars，在弹出的对话框中可以按比例设置或用数据的