化工計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)與圖形處理

第1頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一基本內(nèi)容4.1Origin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，2023年，2月20日，星期一4.1Origin矩陣窗口4.1.1矩陣數(shù)據(jù)設(shè)置1.矩陣行列設(shè)置：點(diǎn)擊新建矩陣按鈕，新建一個(gè)空矩陣。選擇菜單Matrix→SetDimensions，在MatrixDimensions對話框的“Dimensions”組中設(shè)置矩陣的行數(shù)和列數(shù)（如均設(shè)為10）。在“Coordinates”組中將X和Y的起始和終了坐標(biāo)分別設(shè)為0和9。第3頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一矩陣行列設(shè)置對話框第4頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.1Origin矩陣窗口1.矩陣行列設(shè)置：Matrix列號(hào)對應(yīng)X值，行號(hào)對應(yīng)Y值，單元格中為Z值。對Origin7，缺省時(shí)Matrix窗口顯示的是行號(hào)和列號(hào)，要顯示相應(yīng)的X、Y值，需選擇View→ShowX/Y，可以在MatrixDimensions里對X、Y值進(jìn)行配置。第5頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一X、Y顯示與設(shè)置第6頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.1.1矩陣數(shù)據(jù)設(shè)置2.矩陣數(shù)據(jù)設(shè)置:選擇菜單Matrix→SetValues，在SetMatrixValues對話框的“Cell(i,j)＝”文本框中，用“AddFunction下拉列表框輸入例如“cos(x)+sin(y)”來設(shè)置該矩陣的Z值。第7頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一矩陣數(shù)值設(shè)置對話框第8頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.1.2Matrix基本操作第9頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.1.2Matrix基本操作轉(zhuǎn)置：Cell(i,j)→Cell(j,i)求逆：Cell(i,j)→Cell(i,j)-1翻轉(zhuǎn)90：Cell(i,j)→Cell(j,m-i+1)，m為總行數(shù)（下同）豎直翻轉(zhuǎn)：Cell(i,j)→Cell(m-i+1,j)水平翻轉(zhuǎn)：Cell(i,j)→Cell(i,n-j+1)，n為總列數(shù)（下同）第10頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.1.2Matrix基本操作擴(kuò)展：Matrix→Expand，出現(xiàn)Expandforeverycell對話框，在其中填入行和列的擴(kuò)展因子。擴(kuò)展后單元格中的數(shù)據(jù)由雙線性插值得到。收縮：Matrix→Shrink，出現(xiàn)Shrinkinto1×1foreverycell對話框，填入收縮因子。收縮后單元格的數(shù)值是收縮前相應(yīng)幾個(gè)單元格數(shù)據(jù)的平均。第11頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.1.2Matrix基本操作光滑：Matrix→Smooth，出現(xiàn)對話框，點(diǎn)擊“確定”。Origin將做如下操作：1)如矩陣行列數(shù)目小于32，Origin先以因子2擴(kuò)展矩陣，再以因子2收縮矩陣。2)如矩陣行列數(shù)目大于32，Origin先以因子2收縮矩陣，再以因子2擴(kuò)展矩陣。光滑后矩陣行列數(shù)目可能有變，如原矩陣列數(shù)為35，收縮后為18，再擴(kuò)展后為36。第12頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.1.2Matrix基本操作積分：Matrix→Integrate，Origin執(zhí)行X、Y的二重積分，計(jì)算出Matrix定義曲面與坐標(biāo)軸圍成的體積，結(jié)果輸出到Script窗口中。第13頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.1.3矩陣與工作表相互轉(zhuǎn)換Matrix轉(zhuǎn)換為Worksheet1）直接轉(zhuǎn)換：Edit→ConverttoWorksheet→Direct。生成工作表第1列為X，其余Y2）生成XYZ工作表：Edit→ConverttoWorksheet→XYZColumns。出現(xiàn)ConversiOnType對話框，對話框列表中有兩個(gè)選項(xiàng)：XConstant1st（先按X值排列）和YConstant1st（先按Y值排列）第14頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.1.2Matrix基本操作第15頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.1.3矩陣與工作表相互轉(zhuǎn)換Worksheet轉(zhuǎn)換為Matrix1）直接轉(zhuǎn)換：Edit→ConverttoMatrix→Direct。2）擴(kuò)展列轉(zhuǎn)換:Edit→ConverttoMatrix→ExpandColumns，打開Expandforeveryrow對話框，輸入要擴(kuò)展的Matrix列數(shù)與Worksheet列的比值。根據(jù)該值，按行將數(shù)據(jù)讀入到Matrix窗口。如填入2，則將兩行Worksheet的數(shù)據(jù)按順序?qū)懭隡artrix的同一行中。第16頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一ExpandColumns選2第17頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一Worksheet轉(zhuǎn)換為Matrix3）2DBinning轉(zhuǎn)換:選中Worksheet的Y列，Edit→ConverttoMatrix→2DBinning，出現(xiàn)Create

BinMatrix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(nèi)數(shù)值為某個(gè)位置范圍(ΔX,ΔY)出現(xiàn)的頻率。第18頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一2DSpinning轉(zhuǎn)換第19頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.2三維圖形繪制Origin可繪制的3D圖形包括3DXYY，3DXYZ，3D曲面和3D等高線圖。前兩類圖可以使用Worksheet數(shù)據(jù)繪制，后兩類圖形就需要Matrix數(shù)據(jù)。第20頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一1.

3DXYY圖包括3D條形圖、帶形圖、墻形圖和瀑布圖。數(shù)據(jù)要求：至少1個(gè)Y列。繪圖方法：選中數(shù)據(jù)，在Plot菜單中選擇要繪制的圖形類型，或單擊3DGraphs的相應(yīng)工具按鈕。圖形特點(diǎn)：3D條形圖：Y值為條形的高度。3D帶形圖：Y值為每個(gè)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，2023年，2月20日，星期一3.

3DXYY圖第22頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一2.

3DXYZ圖包括3D散點(diǎn)圖和3D軌跡圖。數(shù)據(jù)要求：至少1個(gè)Y列和Z列。繪圖方法：選中數(shù)據(jù)，在Plot菜單中選擇要繪制的圖形類型，或單擊3DGraphs的相應(yīng)工具按鈕。第23頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一3.

3DXYY圖第24頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一3.

3D曲面圖需要用Matrix窗口的數(shù)據(jù)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、3DX恒定有基底曲面和3DY恒定有基底曲面。1）3D顏色填充曲面（3DColorFillSurface）：在3D空間將各數(shù)據(jù)點(diǎn)以直線相連，用這些網(wǎng)格線構(gòu)成3D曲面，并用顏色填充該曲面。默認(rèn)的上表面顏色為黃色，下表面為暗黃色，網(wǎng)格線為黑色。第25頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一3DColorFillSurface第26頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一3.

3D曲面圖2）3D顏色映射曲面（3DColorMapSurface）：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(yīng)，并在不同顏色曲面間加有白色等Z線。第27頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一3DColorMapSurface第28頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一3.

3D曲面圖3）3D線框圖（3DWireFrame）：在3D空間內(nèi)將各數(shù)據(jù)點(diǎn)以直線相連，默認(rèn)的網(wǎng)格線顏色為藍(lán)色。第29頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一3.

3D曲面圖4）3D線框曲面（3DWireSurface）：在3D空間內(nèi)將各數(shù)據(jù)點(diǎn)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(wǎng)格線構(gòu)成一個(gè)半透明曲面。默認(rèn)主線間有兩條輔線，主線為黑色，輔線為綠色。第30頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一3.

3D曲面圖5）3DX恒定有基底曲面（3DXConstantwithBase)：對應(yīng)每個(gè)X值都有一個(gè)平行于YZ面的平面。在每個(gè)平面上，不同的Z值描繪的點(diǎn)連成一條曲線，這些曲線構(gòu)成3D曲面。默認(rèn)顏色是上表面為黃色，曲線為黑色，X側(cè)壁為綠色。第31頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一3DXConstantwithBase第32頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一3.

3D曲面圖6）3DY恒定有基底曲面（3DYConstantwithBase)：與3DX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，2023年，2月20日，星期一3.

3D曲面圖7）3D條形曲面（3DBars)：X、Y的值確定了條在XY坐標(biāo)平面上的位置，Z確定該條的高度。第34頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.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(biāo)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（GrayScaleMap）：在XY平面上，Z值的大小用不同的灰度表示。第35頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一GrayScaleMap第36頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.等高線圖2）帶標(biāo)注的黑白線條等高線圖（Contour-B/WLines+Labels）：在XY平面上具有相同Z值的點(diǎn)連成一條封閉曲線，并在曲線上標(biāo)出Z值。默認(rèn)設(shè)置為白底黑線。第37頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.等高線圖3）顏色填充等高線圖（Contour-ColorFill）：在XY平面上具有相同Z值的點(diǎn)連成一條封閉曲線，兩條等高線間用與Z值對應(yīng)的顏色填充。第38頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.3三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(jìn)行介紹。定制曲面：使用PlotDetails對話框可以定制曲面的坐標(biāo)面、網(wǎng)格線和顏色等。Grids屬性頁：設(shè)置網(wǎng)格線的顯示方式、寬度、顏色、下表面的顏色。第39頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一Grids屬性頁第40頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.3三維圖形定制SideWalls屬性頁：設(shè)置填充曲面前面和右面的顏色。第41頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.3三維圖形定制ColorMap屬性頁：定制Z值的等級和不同Z值對應(yīng)的顏色第42頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.3三維圖形定制Surface/Projections屬性頁：(1)設(shè)置是否為曲面填充顏色和等高線，等高線的顏色、寬度。(2)是否將曲面投影到頂部或底部，并繪制等高線，設(shè)置該等高線的顏色、寬度。(3)在ZClipping里設(shè)置曲面的顯示范圍。如在Low(%)文本框里填入30，則不顯示整個(gè)圖形下面的30％。第43頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一SurfaceProjections屬性頁第44頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.3三維圖形定制2.定制等高線圖ColorMap/Contours屬性頁：缺省時(shí)，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(shù)值，共10個(gè)數(shù)值，分別有與之對應(yīng)的顏色。雙擊Level列內(nèi)數(shù)值，可以直接修改等高線級別。若要修改與某級別對應(yīng)的顏色/等高線屬性，分別點(diǎn)擊Fill/Line里的色塊/線，出現(xiàn)Fill/Line對話框，進(jìn)行設(shè)置。若要顯示標(biāo)注，選中Labels列的復(fù)選框。第45頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一ColorMap/Contours屬性頁第46頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.3三維圖形定制2.定制等高線圖ColorMap/Contours屬性頁：設(shè)置圖形的等高線級別、顏色、等高線和標(biāo)注的屬性，單擊Level、Fill、Line和Labels列的標(biāo)題欄第47頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一單擊標(biāo)題欄第48頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一4.3三維圖形定制3.定制圖形透視創(chuàng)建了三維圖形后，Origin會(huì)自動(dòng)打開三維旋轉(zhuǎn)（3DRotation）工具欄：第49頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一第五章多圖層圖形繪制第50頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一基本內(nèi)容5.1Origin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，2023年，2月20日，星期一簡介圖層：由一組坐標(biāo)軸組成的對象。一個(gè)繪圖窗口可以有多個(gè)圖層。為什么要多圖層？在同一圖形窗口繪制多個(gè)圖形用不同單位顯示同一組數(shù)據(jù)第52頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一簡介一個(gè)圖形窗口至少有一個(gè)圖層，最多可達(dá)50個(gè)圖層。圖層的標(biāo)記在圖形窗口的左上角用數(shù)字顯示，壓下狀態(tài)時(shí)是當(dāng)前圖層?？赏ㄟ^菜單命令View→Show→LayerIcons，顯示或隱藏圖層標(biāo)記。第53頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.1多圖層模板1.兩水平畫面：如果數(shù)據(jù)中包含兩組相關(guān)的Y列，但無共用的X列，可用該模板繪圖。Plot→Panel→Horizontal2Panel?；螯c(diǎn)擊按鈕。第54頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一兩水平畫面第55頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.1多圖層模板2.兩垂直畫面：Plot→Panel→Vertical2Panel?；螯c(diǎn)擊按鈕。第56頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.1多圖層模板3.雙Y軸：如果兩個(gè)Y列對應(yīng)的X列相同，可用雙Y軸模板。Plot→SpecialLine/Symbol→DoubleY?；螯c(diǎn)擊按鈕。如選中的Y列多于2個(gè)，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，2023年，2月20日，星期一雙Y軸圖第58頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一雙Y軸圖－2個(gè)以上Y列第59頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.1多圖層模板4.四/九屏圖形：最好有4/9列Y值。Plot→Panel→4/9Panel?；螯c(diǎn)擊按鈕/。第60頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一四/九屏模板第61頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.1多圖層模板5.疊層圖形：最好有兩列Y值。Plot→Panel→Stack?；螯c(diǎn)擊按鈕。每個(gè)Y列處于一個(gè)單獨(dú)圖層內(nèi)，Worksheet中的從左到右的Y列數(shù)據(jù)按照從下到上的次序繪制曲線。只有圖層1的X軸有標(biāo)注和軸標(biāo)題。第62頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一疊層圖形第63頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.2多圖層圖形管理1.添加圖層1）添加獨(dú)立的新圖層所添加的新圖層與原有的圖層沒有關(guān)聯(lián)，先激活Graph窗口，再執(zhí)行下列操作之一：①Edit→NewLayer(Axes)→(Normal):BottomX＋LeftY第64頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一1）添加獨(dú)立的新圖層②在Graph窗口的圖形區(qū)外右擊鼠標(biāo)，快捷菜單中選擇NewLayer(Axes)→(Normal):BottomX＋LeftY。③Tools→Layer，出現(xiàn)對話框：第65頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一1）添加獨(dú)立的新圖層④Edit→Add&ArrangeLayers，出現(xiàn)對話框：第66頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.2多圖層圖形管理2）添加相關(guān)聯(lián)的新圖層所添加的新圖層與Graph窗口中激活的圖層有關(guān)聯(lián)，添加的圖層為激活圖層的子圖層。當(dāng)母圖層移動(dòng)或改變大小時(shí)，子圖層也作相應(yīng)的更新：Edit→NewLayer(Axes)→(Linked):TopX＋RightY（或其他兩個(gè)Linked選項(xiàng)）第67頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.2多圖層圖形管理3）用Extractto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(gè)圖層。第68頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.2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(diǎn)擊該圖層圖形的坐標(biāo)軸即可選中），按Delete鍵?；蛟趫D層標(biāo)識(shí)處鼠標(biāo)右擊，選DeleteLayer。隱藏圖層：在圖層標(biāo)識(shí)處鼠標(biāo)右擊，選HideLayer則隱藏，再選則重現(xiàn)。第69頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.3自建多圖層模板以如下數(shù)據(jù)為例（壓力測量）第70頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.3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，2023年，2月20日，星期一5.3自建多圖層模板添加新圖層1）首先用Potential1(Y)數(shù)據(jù)作圖第72頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.3自建多圖層模板添加新圖層2）Tools→Layer，添加圖層第73頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.3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(biāo)，彈出Layer2對話框，將AvailableData列表框中的Layers_Pressure1數(shù)列添加到LayerContents列表框內(nèi)。點(diǎn)擊OK。第74頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.3自建多圖層模板第75頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.3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(shè)置里將曲線顏色改為藍(lán)色。第76頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.3自建多圖層模板第77頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.3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）Edit→Add&ArrangeLayers，彈出“TotalNumbersofLayers”對話框，將行數(shù)改為2，列數(shù)不變。第78頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.3自建多圖層模板2.整理（Arrange）圖層2）出現(xiàn)對話框請求再建一個(gè)新圖層，單擊“Yes”。出現(xiàn)“Spacing”對話框，要求設(shè)置兩行圖層的間距和邊界。設(shè)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，2023年，2月20日，星期一5.3自建多圖層模板第80頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.3自建多圖層模板第81頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.3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NewLayer(Axes)→(Linked)RightY，則在上圖層中增加了右Y軸。第82頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.3自建多圖層模板第83頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.3自建多圖層模板3.在新圖層中添加數(shù)據(jù)向Layer3和4中添加數(shù)據(jù)的方法與向Layer2中加數(shù)據(jù)的方法一樣：雙擊左上角Layer3圖標(biāo)，將Layers_Potential2添加到LayerContants列表中。雙擊Layer4的圖標(biāo)，將Layers_Pressure2加入。將Layer4的曲線改為藍(lán)色第84頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.3自建多圖層模板第85頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.3自建多圖層模板4.關(guān)聯(lián)圖層Origin能在圖形窗口中建立各圖層間的坐標(biāo)軸關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)后，改變某一圖層的坐標(biāo)軸標(biāo)度，其余圖層隨之自動(dòng)更新。例如可將上圖中Layer3的X軸與Layer1的X軸進(jìn)行關(guān)聯(lián)：第86頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.3自建多圖層模板4.關(guān)聯(lián)圖層1）雙擊Layer3圖標(biāo)，在對話框中單擊“LayerProperties…”按鈕，打開PlotDetails對話框。2）選擇“LinkAxesScale”選項(xiàng)卡，在Link下拉列表框里選擇“Layer1”。3）在“XaxesLink”組內(nèi)選擇“Straight(1to1)”。Layer1和Layer3的X軸就建立了1：1的關(guān)聯(lián)。第87頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.3自建多圖層模板第88頁，共97頁，2023年，2月20日，星期一5.3自建多圖層模板5.定制圖例右鍵單擊“Potential2(mV)”圖層圖例，選Properties。在對話框里輸入圖例：