化工計算機數據與圖形處理

1、第1頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二基本內容4.1 Origin 矩陣窗口4.2 三維圖形繪制4.3 三維圖形定制第2頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4.1 Origin矩陣窗口4.1.1 矩陣數據設置1.矩陣行列設置：點擊新建矩陣按鈕 ，新建一個空矩陣。選擇菜單MatrixSetDimensions，在Matrix Dimensions對話框的“Dimensions”組中設置矩陣的行數和列數（如均設為10）。在“Coordinates”組中將X和Y的起始和終了坐標分別設為0和9。第3頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二矩陣行

2、列設置對話框第4頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4.1 Origin矩陣窗口1.矩陣行列設置：Matrix列號對應X值，行號對應Y值，單元格中為Z值。對Origin7，缺省時Matrix窗口顯示的是行號和列號，要顯示相應的X、Y值，需選擇ViewShowX/Y，可以在Matrix Dimensions里對X、Y值進行配置。第5頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二X、Y顯示與設置第6頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4.1.1 矩陣數據設置2.矩陣數據設置: 選擇菜單MatrixSet Values，在Set Matrix Val

3、ues對話框的“Cell(i,j)”文本框中，用“Add Function下拉列表框輸入例如“cos(x)+sin(y)”來設置該矩陣的Z值。第7頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二矩陣數值設置對話框第8頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4.1.2 Matrix基本操作第9頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4.1.2 Matrix基本操作轉置：Cell(i, j) Cell(j, i)求逆： Cell(i, j) Cell(i, j)-1翻轉90：Cell(i, j) Cell(j, m- i+1)，m 為總行數（下同）豎直翻轉：

4、 Cell(i, j) Cell(m- i+1, j)水平翻轉： Cell(i, j) Cell(i, n-j+1)， n為總列數（下同）第10頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4.1.2 Matrix基本操作擴展： MatrixExpand，出現Expand for every cell對話框，在其中填入行和列的擴展因子。擴展后單元格中的數據由雙線性插值得到。收縮：MatrixShrink，出現Shrink into 11 for every cell對話框，填入收縮因子。收縮后單元格的數值是收縮前相應幾個單元格數據的平均。第11頁，共97頁，2022年，5月20日，1

5、點12分，星期二4.1.2 Matrix基本操作光滑：MatrixSmooth，出現對話框，點擊“確定”。Origin將做如下操作：1) 如矩陣行列數目小于32，Origin先以因子2擴展矩陣，再以因子2收縮矩陣。2) 如矩陣行列數目大于32，Origin先以因子2收縮矩陣，再以因子2擴展矩陣。光滑后矩陣行列數目可能有變，如原矩陣列數為35，收縮后為18，再擴展后為36。第12頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4.1.2 Matrix基本操作積分：MatrixIntegrate，Origin執(zhí)行X、Y的二重積分，計算出Matrix定義曲面與坐標軸圍成的體積，結果輸出到Sc

6、ript窗口中。第13頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4.1.3 矩陣與工作表相互轉換Matrix轉換為Worksheet1）直接轉換：EditConvert to WorksheetDirect。生成工作表第1列為X，其余Y2）生成XYZ工作表： EditConvert to WorksheetXYZ Columns。出現ConversiOn Type對話框，對話框列表中有兩個選項：X Constant 1st（先按X值排列）和Y Constant 1st （先按Y值排列）第14頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4.1.2 Matrix基本操作第

7、15頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4.1.3 矩陣與工作表相互轉換Worksheet轉換為Matrix1）直接轉換：EditConvert to MatrixDirect。2）擴展列轉換: EditConvert to MatrixExpand Columns，打開Expand for every row對話框，輸入要擴展的Matrix列數與Worksheet列的比值。根據該值，按行將數據讀入到Matrix窗口。如填入2，則將兩行Worksheet的數據按順序寫入Martrix的同一行中。第16頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二Expand Co

8、lumns 選 2第17頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二Worksheet轉換為Matrix3）2D Binning轉換: 選中Worksheet的Y列，EditConvert to Matrix 2D Binning ，出現Create Bin Matrix對話框，分別指定X、Y的范圍及步長，即可生成矩陣，行為X值，列為Y值，單元格內數值為某個位置范圍(X, Y)出現的頻率。第18頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二2D Spinning轉換第19頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4.2 三維圖形繪制 Origin可繪制的3D

9、圖形包括3D XYY，3D XYZ，3D 曲面和3D等高線圖。前兩類圖可以使用Worksheet數據繪制，后兩類圖形就需要Matrix數據。第20頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二1. 3D XYY圖 包括3D條形圖、帶形圖、墻形圖和瀑布圖。數據要求：至少1個Y列。繪圖方法：選中數據，在Plot菜單中選擇要繪制的圖形類型，或單擊3D Graphs的相應工具按鈕。圖形特點：3D條形圖：Y值為條形的高度。3D帶形圖：Y值為每個帶子的高度。3D墻形圖：Y值為墻的高度。3D瀑布圖：類似于墻形圖，但沒有厚度。第21頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二3. 3D

10、XYY圖 第22頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二2. 3D XYZ圖 包括3D散點圖和3D軌跡圖。數據要求：至少1個Y列和Z列。繪圖方法：選中數據，在Plot菜單中選擇要繪制的圖形類型，或單擊3D Graphs的相應工具按鈕。第23頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二3. 3D XYY圖 第24頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二3. 3D 曲面圖 需要用Matrix窗口的數據繪制，包括3D條形曲面、3D顏色映射曲面、3D線框曲面、3D線框圖、3D X恒定有基底曲面和3D Y恒定有基底曲面。1）3D顏色填充曲面（3D Color

11、Fill Surface）：在3D空間將各數據點以直線相連，用這些網格線構成3D曲面，并用顏色填充該曲面。默認的上表面顏色為黃色，下表面為暗黃色，網格線為黑色。第25頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二3D Color Fill Surface第26頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二3. 3D 曲面圖 2）3D顏色映射曲面（3D Color Map Surface）：與3D顏色填充曲面的區(qū)別在于上表面填充的顏色與Z值大小相對應，并在不同顏色曲面間加有白色等Z線。第27頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二3D Color Map Su

12、rface第28頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二3. 3D 曲面圖 3）3D線框圖（3D Wire Frame）：在3D空間內將各數據點以直線相連，默認的網格線顏色為藍色。第29頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二3. 3D 曲面圖 4）3D線框曲面（3D Wire Surface）：在3D空間內將各數據點以直線相連，這些線稱為主線，相鄰主線間插入直線稱為輔線。這些網格線構成一個半透明曲面。默認主線間有兩條輔線，主線為黑色，輔線為綠色。第30頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二3. 3D 曲面圖 5）3D X恒定有基底曲面（3D

13、X Constant with Base)：對應每個X值都有一個平行于YZ面的平面。在每個平面上，不同的Z值描繪的點連成一條曲線，這些曲線構成3D曲面。默認顏色是上表面為黃色，曲線為黑色，X側壁為綠色。第31頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二3D X Constant with Base第32頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二3. 3D 曲面圖 6）3D Y恒定有基底曲面（3D Y Constant with Base)：與3D X恒定有基底曲面的不同之處在于所有的曲面平行于XZ面。第33頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二3.

14、3D 曲面圖 7）3D 條形曲面（3D Bars)：X、Y的值確定了條在XY坐標平面上的位置，Z確定該條的高度。第34頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4. 等高線圖等高線圖可以理解為從Z方向向下看3D顏色映射曲面得到的，包括灰度映射等高線圖、帶標注的黑白線條等高線圖和顏色填充等高線圖。1）灰度映射等高線圖（Gray Scale Map）：在XY平面上，Z值的大小用不同的灰度表示。第35頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二Gray Scale Map第36頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4. 等高線圖2）帶標注的黑白線條等高線圖

15、（Contour-B/W Lines+Labels）：在XY平面上具有相同Z值的點連成一條封閉曲線，并在曲線上標出Z值。默認設置為白底黑線。第37頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4. 等高線圖3）顏色填充等高線圖（Contour-Color Fill）：在XY平面上具有相同Z值的點連成一條封閉曲線，兩條等高線間用與Z值對應的顏色填充。第38頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4.3 三維圖形定制 與二維圖形定制類似，分別以3D彩色映射曲面圖和彩色填充等高線圖進行介紹。定制曲面：使用Plot Details對話框可以定制曲面的坐標面、網格線和顏色等。G

16、rids屬性頁：設置網格線的顯示方式、寬度、顏色、下表面的顏色。第39頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二Grids屬性頁 第40頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4.3 三維圖形定制 Side Walls屬性頁：設置填充曲面前面和右面的顏色。第41頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4.3 三維圖形定制 Color Map屬性頁：定制Z值的等級和不同Z值對應的顏色第42頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4.3 三維圖形定制 Surface/Projections屬性頁：(1)設置是否為曲面填充顏色和等高線，等

17、高線的顏色、寬度。(2)是否將曲面投影到頂部或底部，并繪制等高線，設置該等高線的顏色、寬度。(3)在Z Clipping里設置曲面的顯示范圍。如在Low(%)文本框里填入30，則不顯示整個圖形下面的30。第43頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二Surface Projections屬性頁 第44頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4.3 三維圖形定制 2.定制等高線圖Color Map/Contours屬性頁：缺省時，在Z的最大值和最小值之間均分為8份，另有小于最小值、大于最大值的數值，共10個數值，分別有與之對應的顏色。雙擊Level列內數值，可以直

18、接修改等高線級別。若要修改與某級別對應的顏色/等高線屬性，分別點擊Fill/Line里的色塊/線，出現Fill/Line對話框，進行設置。若要顯示標注，選中Labels列的復選框。第45頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二Color Map/Contours屬性頁 第46頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4.3 三維圖形定制 2.定制等高線圖Color Map/Contours屬性頁：設置圖形的等高線級別、顏色、等高線和標注的屬性，單擊Level、Fill、Line和Labels列的標題欄第47頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二單

19、擊標題欄第48頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二4.3 三維圖形定制 3.定制圖形透視創(chuàng)建了三維圖形后，Origin會自動打開三維旋轉（3D Rotation）工具欄：第49頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二第五章 多圖層圖形 繪制第50頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二基本內容5.1 Origin 多圖層模板5.2 多圖層圖形管理5.3 自建多圖層模板第51頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二簡介圖層：由一組坐標軸組成的對象。一個繪圖窗口可以有多個圖層。為什么要多圖層？在同一圖形窗口繪制多個圖形用不同單位顯

20、示同一組數據第52頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二簡介一個圖形窗口至少有一個圖層，最多可達50個圖層。圖層的標記在圖形窗口的左上角用數字顯示，壓下狀態(tài)時是當前圖層?？赏ㄟ^菜單命令ViewShowLayer Icons，顯示或隱藏圖層標記。第53頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.1 多圖層模板1.兩水平畫面：如果數據中包含兩組相關的Y列，但無共用的X列，可用該模板繪圖。PlotPanelHorizontal 2 Panel?；螯c擊按鈕 。第54頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二兩水平畫面第55頁，共97頁，2022年，5月2

21、0日，1點12分，星期二5.1 多圖層模板2.兩垂直畫面：PlotPanelVertical 2 Panel?；螯c擊按鈕 。第56頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.1 多圖層模板3.雙Y軸：如果兩個Y列對應的X列相同，可用雙Y軸模板。PlotSpecial Line/SymbolDouble Y?；螯c擊按鈕 。如選中的Y列多于2個，則最后一列在圖層2中繪圖，其余各列在圖層1中繪圖。第57頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二雙Y軸圖第58頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二雙Y軸圖2個以上Y列第59頁，共97頁，2022年，5月2

22、0日，1點12分，星期二5.1 多圖層模板4.四/九屏圖形：最好有4/9列Y值。PlotPanel4/9 Panel?；螯c擊按鈕 / 。第60頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二四/九屏模板第61頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.1 多圖層模板5.疊層圖形：最好有兩列Y值。PlotPanelStack?；螯c擊按鈕 。每個Y列處于一個單獨圖層內，Worksheet中的從左到右的Y列數據按照從下到上的次序繪制曲線。只有圖層1的X軸有標注和軸標題。第62頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二疊層圖形第63頁，共97頁，2022年，5月2

23、0日，1點12分，星期二5.2 多圖層圖形管理1.添加圖層1）添加獨立的新圖層所添加的新圖層與原有的圖層沒有關聯，先激活Graph窗口，再執(zhí)行下列操作之一：EditNew Layer(Axes)(Normal):Bottom XLeft Y第64頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二1）添加獨立的新圖層在Graph窗口的圖形區(qū)外右擊鼠標，快捷菜單中選擇New Layer(Axes)(Normal):Bottom XLeft Y。ToolsLayer，出現對話框：第65頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二1）添加獨立的新圖層EditAdd & Arrange

24、 Layers，出現對話框：第66頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.2 多圖層圖形管理2）添加相關聯的新圖層所添加的新圖層與Graph窗口中激活的圖層有關聯，添加的圖層為激活圖層的子圖層。當母圖層移動或改變大小時，子圖層也作相應的更新：EditNew Layer(Axes)(Linked):Top XRight Y（或其他兩個Linked選項）第67頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.2 多圖層圖形管理3）用Extract to按鈕 生成新圖層可將單圖層窗口的幾條曲線分別放置在一個圖層。第68頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星

25、期二5.2 多圖層圖形管理2.刪除圖層和隱藏圖層選中刪除的圖層（點擊該圖層圖形的坐標軸即可選中），按Delete鍵?；蛟趫D層標識處鼠標右擊，選Delete Layer。隱藏圖層：在圖層標識處鼠標右擊，選Hide Layer則隱藏，再選則重現。第69頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3 自建多圖層模板以如下數據為例（壓力測量）第70頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3 自建多圖層模板Potential與Pressure單位不一樣。單圖層圖形為：第71頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3 自建多圖層模板添加新圖層1）首先

26、用Potential1(Y)數據作圖第72頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3 自建多圖層模板添加新圖層2）ToolsLayer，添加圖層第73頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3 自建多圖層模板添加新圖層3）雙擊繪圖窗口左上角圖層2的圖標，彈出Layer2對話框，將Available Data列表框中的Layers_Pressure1數列添加到Layer Contents列表框內。點擊OK。第74頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3 自建多圖層模板第75頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3

27、 自建多圖層模板添加新圖層4）右鍵在圖形窗口單擊，打開PlotDetails對話框，雙擊左邊Layer2窗口，在右邊設置里將曲線顏色改為藍色。第76頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3 自建多圖層模板第77頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3 自建多圖層模板2.整理（Arrange）圖層對上圖創(chuàng)建擁有左右Y軸的上下對開圖形。1）EditAdd&Arrange Layers，彈出“Total Numbers of Layers”對話框，將行數改為2，列數不變。第78頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3 自建多圖層模板2

28、.整理（Arrange）圖層2）出現對話框請求再建一個新圖層，單擊“Yes”。出現“Spacing”對話框，要求設置兩行圖層的間距和邊界。設置完畢后單擊“OK”，繪制出圖層為兩行一列排列的繪圖窗口。第79頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3 自建多圖層模板第80頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3 自建多圖層模板第81頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3 自建多圖層模板2.整理（Arrange）圖層3）選擇Layer3，右鍵單擊圖形頁面外的灰色區(qū)域，在彈出的快捷菜單里選擇New Layer(Axes)(Linked)

29、 Right Y，則在上圖層中增加了右Y軸。第82頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3 自建多圖層模板第83頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3 自建多圖層模板3.在新圖層中添加數據向Layer3和4中添加數據的方法與向Layer2中加數據的方法一樣：雙擊左上角Layer3圖標，將Layers_Potential2添加到Layer Contants列表中。雙擊Layer4的圖標，將Layers_Pressure2加入。將Layer4的曲線改為藍色第84頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3 自建多圖層模板第85頁，共9

30、7頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3 自建多圖層模板4.關聯圖層Origin能在圖形窗口中建立各圖層間的坐標軸關聯。關聯后，改變某一圖層的坐標軸標度，其余圖層隨之自動更新。例如可將上圖中Layer3的X軸與Layer1的X軸進行關聯：第86頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3 自建多圖層模板4.關聯圖層1）雙擊Layer3圖標，在對話框中單擊“Layer Properties”按鈕，打開Plot Details對話框。2）選擇“Link Axes Scale”選項卡，在Link下拉列表框里選擇“Layer1”。3）在“X axes Link”組內選擇“Straight(1 to 1)”。Layer1和Layer3的X軸就建立了1：1的關聯。第87頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3 自建多圖層模板第88頁，共97頁，2022年，5月20日，1點12分，星期二5.3 自建多圖層模板5.定制圖例右鍵單擊“Potential2(mV