gnuplot畫圖二

對於在Linux下工作的人，如果你經常要畫一些二維圖和簡單的三維圖的話，那麼，gnuplot無疑是一個非常好的選擇，不僅圖形漂亮，而且操作簡單。當 然如果需要品質更高的三維圖，請用其他的一些專業繪圖軟體。建議大家學會使用gnuplot。這個小軟體通常都是Redhat Linux內建的，但內建的版本是3.7的，建議將其升級到4.0，新版本具有很多新功能。最新版本可以到 http://www.gnuplot.info/ 下載。 一 些最基本的操作請大家看說明書。這裡總結一下我在使用過程中遇到的一些問題以及解決的辦法，目的是讓那些以前不會的或不熟練的能快速入門，會畫自己想要的 圖，因為原來的說明書很長，較難有針對性地很快找到自己想要的資訊。這裡簡單的總結不可能面面俱到，所以大家不要抱怨我寫的不全，更全面的瞭解還是請看說 明書，網上的資料也多的是。其實這也是我們從網上一點一點搜集和摸索出來的。我相信看完後，應該平時最常見的問題基本上都能在這裡找到答案。如果大家在使 用過程中摸索到了我沒有寫到的技巧和體會，或有其它建議，請大家提告訴我，以不斷完善這篇總結，謝謝。 一、基礎篇： 在linux命令提示字元下運行gnuplot命令啟動，輸入quit或q或exit退出。 1、plot命令 gnuplot> plot sin(x) with line linetype 3 linewidth 2 或 gnuplot> plot sin(x) w l lt 3 lw 2    %用線畫，線的類型（包括顏色與虛線的類型）是3，線的寬度是2，對函數sin(x)作圖 gnuplot> plot sin(x) with point pointtype 3 pointsize 2  或 gnuplot> plot sin(x) w p pt 3 ps 2    %用點畫，點的類型（包括顏色與點的類型）是3，點的大小是2 gnuplot> plot sin(x) title 'f(x)' w lp lt 3 lw 2 pt 3 ps 2    %同時用點和線畫，這裡title ‘f(x)’表示圖例上標'f(x)'，如果不用則用預設選項 gnuplot> plot sin(x)    %此時所有選項均用預設值。如果缺某一項則將用預設值 gnuplot> plot ‘a.dat’ u 2:3  w l lt 3 lw 2 %利用資料檔案a.dat中的第二和第三列作圖 順便提一下，如這裡最前面的兩個例子所示，在gnuplot中，如果某兩個詞，按字母先後順序，前面某幾個字母相同，後面的不同，那麼只要寫到第一個不同的字母就可以了。如with，由於沒有其它以w開頭的詞，因此可以用 w 代替，line也可以用 l 代替。 2、同時畫多條曲線 gnuplot> plot sin(x) title ‘sin(x)’ w l lt 1 lw 2, cos(x) title ‘cos(x)’  w l lt 2 lw 2  ％兩條曲線是用逗號隔開的。畫多條曲線時，各曲線間均用逗號隔開就可以了。 以上例子中是對函數作圖，如果對資料檔案作圖，將函數名稱換為資料檔案名即可，但要用單引號引起來。 3、關於圖例的位置 預設位置在右上方。 gnuplot> set key left  %放在左邊，有left 和right兩個選項 gnuplot> set key bottom  %放在下邊，只有這一個選項；預設在上邊 gnuplot> set key outside  %放在外邊，但只能在右面的外邊 以上三個選項可以進行組合。如： gnuplot> set key left bottom  %表示左下邊 還可以直接用座標精確表示圖例的位置，如 gnuplot> set key 0.5,0.6  %將圖例放在0.5,0.6的位置處 4、關於座標軸 gnuplot> set xlabel ‘x’   %x軸標為‘x’ gnuplot> set ylabel ‘y’   %y軸標為’y’ gnuplot> set ylabel ‘DOS’ tc lt 3  %其中的tc lt 3表示’DOS’的顏色用第三種顏色。 gnuplot> set xtics 1.0    %x軸的主刻度的寬度為1.0，同樣可以為y軸定義ytics gnuplot> set mxtics 3    %x軸上每個主刻度中畫3個分刻度，同樣可以為y軸定義mytics gnuplot> set border 3 lt 3 lw 2 %設為第三種邊界，顏色類型為3，線寬為2 同樣可以為上邊的x軸（稱為x2）和右邊y（稱為y2）軸進行設定，即x2tics，mx2tics，y2tics，my2tics。 gnuplot> set xtics nomirror gnuplot> unset x2tics     %以上兩條命令去掉上邊x2軸的刻度 gnuplot> set ytics nomirror gnuplot> unset y2tics     %以上兩條命令去掉右邊y軸的刻度 5、在圖中插入文字 gnuplot> set label ‘sin(x)’ at 0.5,0.5  %在座標（0.5,0.5）處加入字串’sin(x)’。 在輸出為.ps或.eps檔案時，如果在set term 的語句中加入了enhanced選現，則可以插入上下標、希臘字母和特殊符號。上下標的插入和latex中的方法是一樣的。 6、在圖中添加直線和箭頭 gnuplot> set arrow from 0.0,0.0 to 0.6,0.8    %從（0.0,0.0）到（0.6,0.8）畫一個箭頭 gnuplot> set arrow from 0.0,0.0 to 0.6,0.8 lt 3 lw 2   %這個箭頭顏色類型為3，線寬類型為2 gnuplot> set arrow from 0.0,0.0 to 0.6,0.8 nohead lt 3 lw 2  %利用nohead可以去掉箭頭的頭部，這就是添加直線的方法。 注意，在gnuplot中，對於插入多個的label和arrow等等，系統會預設按先後順序分別對各個label或arrow進行編號，從1開始。如果以後要去掉某個label或arrow，那麼只要用unset命令將相應的去掉即可。如： gnuplot> unset arrow 2 將去掉第二個箭頭。 7、圖的大小和位置 gnuplot>set size 0.5,0.5  %長寬均為預設寬度的一半，建議用這個取值，尤其是畫成ps或eps圖形的時候 gnuplot>set origin 0.0,0.5   %設定圖的最左下角的那一點在圖形面板中的位置。這裡圖將出現在左上方。 8、畫三維圖 gnuplot>splot ‘檔案名稱’ u 2:4:5  %以第二和第四列作為x和y座標，第五列為z座標。 9．將圖形輸出到檔案 在 gnuplot中，輸出檔案的格式是由terminal來控制的。預設的情況下，都是輸出到螢幕，即終端模式為X11。如果想輸出到檔案，則必須對 terminal進行設定。要瞭解有那些終端類型，可以輸入 set terminal後斷行符號，所有支援的終端模式（或檔案格式）都列出來了。就我來說，輸出檔案的格式用得最多的是ps和eps檔案。這在運行畫圖命令 plot或splot前必須先運行如下兩條命令： gnuplot>set term post eps color solid enh gnuplot>set output ‘a.eps’ 其 中第一條命令為設定終端模式，post即為postscript模式，這是輸出到ps或eps檔案必須有的。後面的eps，color，solid以及 enh選項均可以有或沒有，根據你的需要。eps表示輸出為eps檔案，沒有就輸出為ps檔案；color表示輸出圖形為彩色，不用就會儲存為黑白 的；solid表示輸出圖中的所有線都用實線，不用則除了第一條線為實線外，其它的均用不同的虛線；使用enh(enhanced)選項可以在圖中插入上 下標、希臘字母和特殊符號，不用則不能實現這些功能。後面的選項可以根據自己的需要選擇一個或幾個。 第二條命令對output的設定表示要輸出的檔案的名字。但是請注意，運行完這條命令後，還僅僅是定義了輸出檔案的名字，實際上，圖還沒畫到這個檔案裡去。因此運行這兩條命令還只是進行了必須的設定。然後運行如下命令 gnuplot>plot sin(x) w l 或 gnuplot>replot（假如前面已經運行過plot或replot命令的話） 這時，圖形就在上面指定的檔案中了。 要輸出為其它格式，同樣要進行這樣的設定，比如要輸出為jpg格式，則在運行畫圖命令前先運行如下命令： gnuplot>set term jpeg gnuplot>set output ‘a.jpg’ 如果要由其它模式再返回到輸出到螢幕，則運行如下命令： gnuplot>set term X11 二、提高篇： 1、如何在同一張圖裡同時畫多個圖 gnuplot>set multiplot   %設定為多圖模式 gnuplot>set origin 0.0,0.5   %設定第一個圖的原點的位置 gnuplot>set size 0.5,0.5  %設定第一個圖的大小 gnuplot>plot “a1.dat” gnuplot>set origin 0.5,0.5   %設定第二個圖的原點的位置 gnuplot>set size 0.5,0.5   %設定第二個圖的大小 gnuplot>plot “a2.dat” gnuplot>set origin 0.0,0.0   %設定第三個圖的原點的位置 gnuplot>set size 0.5,0.5  %設定第三個圖的大小 gnuplot>plot “a3.dat” gnuplot>set origin 0.5,0.0   %設定第四個圖的原點的位置 gnuplot>set size 0.5,0.5  %設定第四個圖的大小 gnuplot>plot “a4.dat” 當然，如果後一個圖中的某個量的設定和前一個的相同，那麼後一個中的這個量的設定可以省略。例如上面對第二、第三和第四個圖的大小的設定。前一個圖中對某個量的設定也會在後一個圖中起作用。如果要取消在後面圖中的作用，必須用如下命令，如取消label，用 gnuplot>unset label 2、作二維圖時，如何使兩邊座標軸的單位長度等長 gnuplot> set size square    %使圖形是方的 gnuplot> set size 0.5,0.5    %使圖形是你要的大小 gnuplot> set xrange[-a:a] gnuplot> set yrange[-a:a]    %兩座標軸刻度範圍一樣 gnuplot> plot ‘a.dat’ 3、如何在同一張圖裡利用左右兩邊的y軸分別畫圖 gnuplot> set xtics nomirror   %去掉上面座標軸x2的刻度 gnuplot> set ytics nomirror   %去掉右邊座標軸y2的刻度 gnuplot> set x2tics       %讓上面座標軸x2刻度自動產生 gnuplot> set y2tics     %讓右邊座標軸y2的刻度自動產生 gnuplot> plot sin(x),cos(x) axes x1y2    %cos(x)用x1y2座標，axes x1y2表示用x1y2座標軸 gnuplot> plot sin(x),cos(x) axes x2y2     %cos(x)用x2y2座標，axes x2y2表示用x2y2座標軸 gnuplot> set x2range[-20:20]   %設定x2座標的範圍 gnuplot> replot gnuplot> set xrange[-5:5]  %設定x座標的範圍 gnuplot> replot gnuplot> set xlabel 'x' gnuplot> set x2label 't' gnuplot> set ylabel 'y' gnuplot> set y2label 's' gnuplot> replot gnuplot> set title 'The figure' gnuplot> replot gnuplot> set x2label 't' textcolor lt 3    %textcolor lt 3或tc lt 3設定座標軸名稱的顏色 4、如何插入希臘字母和特殊符號 一般只能在ps和eps圖中，且必須指定enhanced選項。在X11終端（即顯示器）中無法顯示。 gnuplot> set terminal postscript enhanced然後希臘字母就可以通過{/Symbol a}輸入。例如 gnuplot> set label ‘{/Symbol a}’ 各種希臘字母與特殊符號的輸入方法請見安裝包中gnuplot-4.0.0/docs/psdoc目錄下的ps_guide.ps檔案。 另外還可參見： http://t16web.lanl.gov/Kawano/gnuplot/label-e.html#4.3 5、gnuplot中如何插入Angstrom（埃）這個符號(A上面一個小圓圈) 指令碼中在插入前先加入 gnuplot>set encoding iso_8859_1 這個命令，然後就可以通過“{\305}”加入了。如橫座標要標上“k(1/?)”： gnuplot>set xlabel 'k(1/{\305}) 如果是multiplot模式，則這個命令必須放在 gnuplot>set multiplot 的前面。 如果後面還要插入別的逸出字元，那麼還要在插入字元後加入如下命令： set encoding default 安裝包中gnuplot-4.0.0/docs/psdoc/ps_guide.ps檔案中的表中的‘E’代表那一列的所有符號都用這個方法輸入。 6、gnuplot畫等高線圖 gnuplot>splot  ‘檔案名稱.dat’  u 1:2:3  w  l   %做三維圖 gnuplot>set dgrid3d 100,100 %設定三維圖表面的網格的數目 gnuplot>replot gnuplot>set contour    %設定畫等高線 gnuplot>set cntrparam  levels  incremental -0.2,0.01,0.2   %設定等高線的疏密和範圍，資料從   -0.2到0.2中間每隔0.01畫一條線 gnuplot>unset surface   去掉上面的三維圖形 最後用滑鼠拽動圖形，選擇合理的角度即可。或者直接設定(0,0)的視角也可以： gnuplot>set view 0,0 gnuplot>replot 這裡注意，畫三維圖的資料檔案必須是分塊的，也就是x每變換一個值，y在其變化範圍內變化一周，這樣作為一塊，然後再取一個x值，y再變化一周，作為下一資料區塊，等等。塊與塊之間用一空行格開。 7、如何畫漂亮的pm3d圖 gnuplot> set pm3d                %設定pm3d模式 gnuplot> set isosamples 50,50       %設定網格點 gnuplot> splot x**2+y**2          ％畫三維圖 gnuplot> splot x**2+y**2 w pm3d   ％畫成pm3d模式，注意比較變化 gnuplot> set view 0,0              ％設定視角，（0，0）將投影到底面上去 gnuplot> splot x**2+y**2 w pm3d   ％重畫，注意看變化 gnuplot> unset ztics               %把z軸上的數字給去掉 gnuplot> set isosamples 200,200     ％使網格變細 gnuplot> replot                   ％重畫，注意看變化，主要是過渡更光滑 8、利用指令檔避免重複輸入 有時候對某個資料檔案做好一張圖後，下次可能還要利用這個資料檔案作圖，但某個或某些設定要作些細微變化。這時候，可以把第一次作圖時的命令全部寫到一個檔案裡，如a.plt，下次只要將相應的設定做修改後，用下面的命令就會自動運行檔案所有的命令而最後得到你要的圖： gnuplot>load ‘a.plt’ 作為一個例子，假設檔案名稱為a.plt，裡面的內容為： set pm3d  set view 0,0  unset ztics  set isosamples 200,200  splot x**2+y**2 w pm3d set term post color set output ‘a.ps’ replot 那麼啟動gnuplot後，只要運行如下命令就可以了： gnuplot>load ‘a.plt’ 如果我們要得到的僅僅是.ps或.eps圖，那也可以在linux命令提示字元下直接運行如下命令： [zxh@theory zxh]$gnuplot a.plt 9、在gnuplot模式下運行linux命令 在gnuplot提示符下也可以運行linux命令，但必須在相應的命令前面加上 ! 號。例如，假設很多參量都已經設定好了，但需要對某個資料檔案a.dat進行修改後再畫圖，則可以用如下方式 gnuplot>!vi a.dat 通過這種方式，所有的linux命令都可以在gnuplot環境裡運行。 另外，也可以在gnuplot的提示符後輸入shell，暫時性退出gnuplot，進入linux環境，做完要做的事情後，運行exit命令，又回到gnuplot環境下。 gnuplot>shell [zxh@theory zxh]$vi a.f [zxh@theory zxh]$f77 a.f [zxh@theory zxh]$a.out    (假設產生a.dat資料檔案) [zxh@theory zxh]$exit gnuplot>plot ‘a.dat’ w l                                                                                           本文來自ChinaUnix部落格，如果查看原文請點：http://blog.chinaunix.net/u3/94593/showart_2002166.html