./Origin基礎知識Origin是美國Microcal公司出的數據分析和繪圖軟件,現在的最高版本為7.0.originlab./特點：使用簡單,采用直觀的、圖形化的、面向對象的窗口菜單和工具欄操作,全面支持鼠標右鍵、支持拖方式繪圖等。兩大類功能：數據分析和繪圖。數據分析包括數據的排序、調整、計算、統(tǒng)計、頻譜變換、曲線擬合等各種完善的數學分析功能。準備好數據后,進行數據分析時,只需選擇所要分析的數據,然后再選擇響應的菜單命令就可.Origin的繪圖是基于膜板的,Origin本身提供了幾十種二維和三維繪圖模板而且允許用戶自己定制模板.繪圖時,只要選擇所需要的膜版就行。用戶可以自定義數學函數、圖形樣式和繪圖模板；可以和各種數據庫軟件、辦公軟件、圖像處理軟件等方便的連接；可以用C等高級語言編寫數據分析程序,還可以用置的LabTalk語言編程等。一、工作環(huán)境1.1工作環(huán)境綜述類似Office的多文檔界面,主要包括以下幾個部分：1、菜單欄頂部一般可以實現大部分功能2、工具欄菜單欄下面一般最常用的功能都可以通過此實現3、繪圖區(qū)中部所有工作表、繪圖子窗口等都在此4、項目管理器下部類似資源管理器,可以方便切換各個窗口等5、狀態(tài)欄底部標出當前的工作容以及鼠標指到某些菜單按鈕時的說明工作表矩陣繪圖1.2菜單欄菜單欄的結構取決于當前的活動窗口工作表菜單繪圖菜單矩陣窗口菜單簡要說明：File文件功能操作打開文件、輸入輸出數據圖形等Edit編輯功能操作包括數據和圖像的編輯等,比如復制粘貼清除等,特別注意undo功能View視圖功能操作控制屏幕顯示,Plot繪圖功能操作主要提供5類功能:1、幾種樣式的二維繪圖功能,包括直線、描點、直線加符號、特殊線／符號、條形圖、柱形圖、特殊條形圖／柱形圖和餅圖2、三維繪圖3、氣泡／彩色映射圖、統(tǒng)計圖和圖形版面布局4、特種繪圖,包括面積圖、極坐標圖和向量5、膜板：把選中的工作表數據到如繪圖模板Column列功能操作比如設置列的屬性,增加刪除列等Graph圖形功能操作主要功能包括增加誤差欄、函數圖、縮放坐標軸、交換X、Y軸等Data數據功能操作Analysis分析功能操作對工作表窗口：提取工作表數據；行列統(tǒng)計；排序；數字信號處理〔快速傅里葉變換FFT、相關Corelate、卷積Convolute、解卷Deconvolute；統(tǒng)計功能〔T－檢驗、方差分析〔ANOAV、多元回歸〔MultipleRegression；非線性曲線擬合等對繪圖窗口：數學運算；平滑濾波；圖形變換；FFT；線性多項式、非線性曲線等各種擬合方法Plot3D三維繪圖功能操作根據矩陣繪制各種三維條狀圖、表面圖、等高線等Matrix矩陣功能操作對矩陣的操作,包括矩陣屬性、維數和數值設置,矩陣轉置和取反,矩陣擴展和收縮,矩陣平滑和積分等Tools工具功能操作對工作表窗口：選項控制；工作表腳本；線性、多項式和S曲線擬合對繪圖窗口：選項控制；層控制；提取峰值；基線和平滑；線性、多項式和S曲線擬合Format格式功能操作對工作表窗口：菜單格式控制、工作表顯示控制,柵格捕捉、調色板等對繪圖窗口：菜單格式控制；圖形頁面、圖層和線條樣式控制,柵格捕捉,坐標軸樣式控制和調色板等Window窗口功能操作控制窗口顯示Help幫助二、基本操作作圖的一般需要一個項目Project來完成,File→New保存項目的缺省后綴為：OPJ自動備份功能：Tools→Option→Open／Close選項卡→"BackupProjectBeforeSaving"添加項目：File→Append刷新子窗口：如果修改了工作表或者繪圖子窗口的容,一般會自動刷新,如果沒有請Window→Refresh第二章簡單二維圖2-1輸入數據一般來說數據按照XY坐標存為兩列,假設文件為sindata.dat,如下格式：Xsin<x>

0.00.000

0.10.100

0.20.199

0.30.296

…………輸入數據請對準data1表格點右鍵調出如下窗口,然后選擇InportASCII找到sindata.dat文件打開就行2-2、繪制簡單二維圖按住鼠標左鍵拖動選定這兩列數據,用下圖最下面一排按鈕就可以繪制簡單的圖形,按從左到右三個按鈕做出的效果分別如下:2-3設置列屬性雙擊A列或者點右鍵選則Properties,這里可以設置一些列的屬性。2-4、數據瀏覽DataDisplay動態(tài)顯示所選數據點或屏幕點的XY坐標值DataSelector選擇一段數據曲線,作出標志一是鼠標,而是利用Ctrl,Ctrl+Shift與左右箭頭的組合DataReader讀取數據曲線上的選定點的XY值ScreenReader讀取繪圖窗口選定點的XY值Enlarger局部放大曲線Zoom縮放注意利用方向鍵,以及與Ctrl和Shift的組合2-5、定制圖形2-5-1定制數據曲線用鼠標雙擊圖線掉出下面窗口。2-5-2定制坐標軸:雙擊坐標軸得到,下圖2-5-3添加文本說明用左側按鈕,如果想移動位置,可以用鼠標拖動。注意利用SymbolMap可以方便的添加特殊字符。做法:在文本編輯狀態(tài)下,點右鍵,然后選擇:SymbolMap。2-5-4添加日期和時間標記Graph工具欄上的2-5-5利用左側的菜單可以作出很多特殊要求的圖像,比如兩點線段圖三點線段圖等,水平〔垂直階梯圖、樣條曲線圖、垂線圖等下面給出一個演示,具體的自己捉摸請參看。第三章數據管理3-1導入數據文件前面第二章以說,主要利用Import輸入文件中的數據,也支持直接數據粘貼等。3-2變換數列在前面的基礎上,增加一列cos<x>,這不需要另算數據而利用Origin本身就可以做到請看下面做法：在數據表上點右鍵選擇AddNewColumn對準A〔Y>列點右鍵選擇SetColumnValues,并設置下面輸入框中cos<col<x>>,點擊OK得到雙擊A列或者點右鍵選則Properties,這里可以設置一些列的屬性,下面的左圖并做cos<x>圖,如上面的右圖3-3數據排序Origin可以做到單列、多列甚至整個工作表數據排序,命令為"sort…"最為復雜的是整個工作表排序,選定整個工作表的方法是鼠標移到工作表左上角的空白方格的右下角變?yōu)樾毕蛳碌募^時單擊。具體的自己捉摸吧。3-4頻率記數FrequencyCount統(tǒng)計一個數列或其中一段中數據出現的頻率做法對準某一列或者選定的一段點右鍵FrequencyCountBinCtr數據區(qū)間的中心值Count落入該區(qū)間的數據個數,即頻率計數值BinEnd數據區(qū)間右邊界值Sum頻率計數值的累計和3-5規(guī)格化數據選擇某一列,右鍵→Normalize3-6選擇數據圍作圖如果想跳到某一行可以用View→GoToRaw〔這里如果發(fā)現你設定的行之前的都沒了,這僅僅是沒顯示出來而不失刪除了,想要看到的話：Edit→ResetToFullRange找到你想要的開始行,點右鍵→SetAsBegin,同理設定結束行,然后作圖。3-7屏蔽曲線中的數據點Mask工具欄默認不顯示,可以從View→Toolbars設置出來。這樣可以用設置屏蔽區(qū)間或者點的顏色等3-8曲線擬合即用各種曲線擬合數據,在Analysis菜單里,常用的有線性擬合,多項式擬合等,還可以利用Analysis→Non-LinearCurveFit里的兩個選項做一些特殊的擬和。默認為整條曲線擬合,但可以設置為部分擬和,和mask配合使用會得到很好的效果。第四章繪制多層圖形圖層是Origin中的一個很重要的概念,一個繪圖窗口中可以有多個圖層,從而可以方便的創(chuàng)建和管理多個曲線或圖形對象。4-1打開項目文件例子為\Tutorial\Tutorial_3.opj4-2Origin的多層圖形模板Origin自帶了幾個多圖層膜板.這些模板允許你能夠在取得數據以后,只需單擊"2DGraphsExtended"工具欄上相應的命令按鈕,就可以在一個繪圖窗口把數據繪制為多層圖。在項目\Tutorial\Tutorial_3.opj中四哥繪圖窗口即為四個圖形模板。它們分別為雙Y軸〔DoubleYAxis、水平雙屏〔Horizontal2Panel、垂直雙屏〔Vertical2Panel和四屏〔4Panel圖形模板。雙Y軸圖形模板如果數據中有兩個因變量數列,它們的自變量數列數列相同,那個可以使用此模板。水平雙屏圖形模板如果數據中包含兩組相關數列,但是兩組之間沒有公用的數列,那么使用水平雙屏形模板。

垂直雙屏圖形模板圖水平雙屏圖形模板的前提類似,只不過是兩圖的排列不同

四屏圖形模板如果數據中包含四組相關數列,而且它們之間沒有公用的數列,么使用四屏圖形模板。

上述四種膜板再加上九屏圖形模板就是Origin所提供的自帶多圖形模板。4-3在工作表中指定多個X列對準D點右鍵選擇SetAsX設為X列得到說明:默認Y與左側最近的X軸關聯,也就是BC與A,EF與D關聯。4-4創(chuàng)建多層圖形Origun允許用戶自己定制圖形模板。如果你已經創(chuàng)建了一個繪圖窗口,并將它存為膜板,以后就可以直接基于此模板繪圖,而不必每次都一步步創(chuàng)建并定制同樣的繪圖窗口。4-4-1創(chuàng)建雙層圖步驟:<1>激活"Layers"的工作表窗口。<2>單擊"sinx"列的標題欄,使其高亮,表示該列被選中。<3>作出單層圖<4>在激活Layer窗口的前題下,Tools－》Layer,如下圖,這個工具包含兩類：Add圖層和Arrange圖層雙擊圖層2做成右上圖那樣,然后OK4-4-2關聯坐標軸Origin可以在各圖層之間的坐標軸建立關聯,如果改變某一圖層的坐標軸比例,那么其它圖層的也相應改變。做法雙擊：Layer上的2圖標,在調出的Layer對話框中點LayerProperties,然后選擇LinkAxesScales。4-5存為模板File→SaveTemplateAs,以后就可以用此模板。第五章非線性擬合擬合曲線的目的為要根據已知數據照出響應函數的系數。5-1使用菜單命令擬合首先激活繪圖窗口,選擇菜單命令Analysis,則可以看到名稱含義擬合模型函數FitLinear

線性擬合y=A+B*xFitPolynomial多項式擬合y=A+B1*x+B2*x^2Fit

ExponentialDecay指數衰減擬合Fit

ExponentialGrowth指數增長擬合FitSigmoidalS擬合,BoltzmannFitGaussionGaussion擬合FitLorentzianLorentzian擬合FitMultipeaks多峰值擬合按照峰值分段擬和,每一段采用Gaussion或者Lorentzian方法NonlinearCurveFit非線性曲線擬合部提供了相當豐富的擬合函數,還支持用戶定制5-2使用擬合工具擬合為了給用戶提供更大的擬合控制空間,Origin提供了三種擬合工具,即線性擬合工具、多項式擬合工具、S擬和工具。具體自己去體會。5-3非線性最小平方擬合NLSF這是Origin提供的功能最強大、使用也最復雜的擬合工具。方法是Analysis→Non-LinearCurveFit→AdvancedFittingTools或者FittingWizad具體的請自己體會。高級模式利用Function→new可以自定義擬合函數基本模式利用new可以自定義擬合函數Wizad模式高級模式中利用Action→Dataset設置,在基本模式中用SelectDataset設置。第六章數據分析數據分析主要包含下面幾個功能：簡單數學運算〔SimpleMath統(tǒng)計〔Statistics快速傅里葉變換〔FFT平滑和濾波〔SmoothingandFiltering基線和峰值分析<BaselineandPeakAnalysis>6-1簡單數學運算數據來自Tutorial\Tutorial_1.dat,它的背景是對同一物理量進行三次測量得到的結果。為清楚起見我們舍棄三個誤差數列,并只繪制中間數據段的曲線。6-1-1算術運算這是實現Y=Y1<+-*/>Y2的運算,其中Y和Y1為數列,Y2為數列或者數字。命令為：Analysis→SimpleMath6-1-2減去參考直線激活曲線Test3,Analysis－→Subtrart:StraightLine此時光標自動變?yōu)?然后在窗口上雙擊左鍵定起始點,然后再在終止點雙擊,此時會Test3曲線變?yōu)樵瓉淼臏p為這條直線后的曲線。6-1-3垂直和水平移動垂直移動指選定的數據曲線沿Y軸垂直移動。步驟如下：激活數據曲線Test3選擇est3,Analysis→Translate：Vertical這時光標自動變?yōu)殡p擊曲線Test3上的一個數據點,將其設為起點。這是光標形狀變?yōu)?雙擊屏幕上任意點將其設為終點。這時Origin將自動計算起點和重點縱坐標的差值,工作表Test3列的值也自動更新為原Test3數列的值加上該差值,同時曲線Test3也更新。水平移動和此類似。6-1-5多條曲線平均多條曲線平均是指在當前激活的數據曲線的每一個X坐標處,計算當前激活的圖層所有數據曲線的Y值的平均值。Analysisi→AverageMultipleCurves這個不知道那里出了問題,我的沒測試成功,新曲線沒有出現。6-1-6插值插值是指在當前激活的數據曲線的數據點之間利用某種方法估計信的數據點。Analysis→InterpolateandExtrapolate6-1-7微分也就是求當前曲線的導數,命令為:Analysis→Calculus:Differentiate6-1-7積分對當前激活的數據曲線用梯形法進行積分,命令為:Analysis→Calculus:Integrate6-2統(tǒng)計包括：平均值〔Mean、標準差〔StandardDeviation,Std,SD、標準誤差<StandardErroroftheMean>、最小值〔Minimum、最大值〔Maximum、百分位數〔Percentiles、直方圖〔Histogram、T檢驗〔T-testforOneorTwoPopulations、方差分析〔One-wayANOVA、線性、多項式和多元回歸分析〔Linear、PolynomialandMultipleRegressionAnalysis6-3快速傅里葉變換傅里葉分析把信號分解成不同頻率的正弦函數的疊加,在信號是最重要的最基本的工具之一。一般包括FFT及定制頻譜圖,采樣率,相關、卷積和去卷積6-4平滑和濾波包括用Savitzky-Golay濾波器平滑,用相鄰平均法平滑,用FFT濾波器平滑,數字濾波器,如低通、高通、帶通、帶阻和門限濾波器。6-5基線和峰值分析具體存在哪些方法,不多說,僅僅說一下Origin提供用來讀取圖形窗口上的數據和坐標的幾個工具,它們?yōu)?屏幕讀取工具

數據讀取工具

數據選擇工具利用這些工具可以精確的讀取數據等。第七章繪制三維圖形Origin支持三種數據類型的三維繪圖功能：XYY工作表數據、XYZ工作表數據、矩陣數據,但是三維表面圖只能由矩陣數據創(chuàng)建。下面以做一個最簡單的正方體為例子說明。7-1把工作表轉為矩陣7-1-1導入數據創(chuàng)建一個三維數據文件,容為XYZ,類似：

xyz

1110

1210

1310

1410

1510

………并把最后一列z<Y>設置為z<z>。

7-1-2類型轉換Origin有幾種轉換方法,這需要取決于工作表數據,對于此有規(guī)律的數據,選擇RegularXYZ就行,得到Matrix5工作表<對例子來說為100X100矩陣>。7-2創(chuàng)建三維表面圖和等高線圖激活矩陣窗口,選擇Plot3D中的相應命令,就可以會出想要的圖。菜單命令含義模板文件3DColorFillSurface三維彩色填充表面圖MESH.OTP3DXConstantwithBase三維X恒定、有基底表面圖XCONST.OTP3DYConstantwithBase三維Y恒定、有基底表面圖YCONST.OTP3DColorMapSurface三維彩色映射表面圖CMAP.OTP3DBars三維條形表面圖3DBARS.OTP3DWireFrame三維線框架面圖WIREFRM.OTP3DWireSurface三維線條表面圖WIREFACE.OTPContour-ColorFill彩色填充等高線圖CONTOUR.OTPContour-B/WLines+Labels黑白線條、具有數字標記的等高線圖CONTLINE.OTPGrayScaleMap灰度映射等高線圖CONTOUR.OTP因為數據太規(guī)律化,沒法顯