化工计算机数据与图形处理PPT讲稿.ppt

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1、第1页，共97页，编辑于2022年，星期五基本内容基本内容4.1 Origin 矩阵窗口4.2 三维图形绘制4.3 三维图形定制第2页，共97页，编辑于2022年，星期五4.1 Origin4.1 Origin矩阵窗口矩阵窗口4.1.1 矩阵数据设置1.矩阵行列设置：点击新建矩阵按钮 ，新建一个空矩阵。选择菜单MatrixSetDimensions，在Matrix Dimensions对话框的“Dimensions”组中设置矩阵的行数和列数（如均设为10）。在“Coordinates”组中将X和Y的起始和终了坐标分别设为0和9。第3页，共97页，编辑于2022年，星期五矩阵行列设置对话框矩阵行

2、列设置对话框第4页，共97页，编辑于2022年，星期五4.1 Origin4.1 Origin矩阵窗口矩阵窗口1.矩阵行列设置：Matrix列号对应X值，行号对应Y值，单元格中为Z值。对Origin7，缺省时Matrix窗口显示的是行号和列号，要显示相应的X、Y值，需选择ViewShowX/Y，可以在Matrix Dimensions里对X、Y值进行配置。第5页，共97页，编辑于2022年，星期五X X、Y Y显示与设置显示与设置第6页，共97页，编辑于2022年，星期五4.1.1 4.1.1 矩矩阵数数据据设置置2.矩阵数据设置:选择菜单MatrixSet Values，在Set Matri

3、x Values对话框的“Cell(i,j)”文本框中，用“Add Function下拉列表框输入例如“cos(x)+sin(y)”来设置该矩阵的Z值。第7页，共97页，编辑于2022年，星期五矩阵数值设置对话框矩阵数值设置对话框第8页，共97页，编辑于2022年，星期五4.1.2 Matrix4.1.2 Matrix基本操作基本操作第9页，共97页，编辑于2022年，星期五4.1.2 Matrix4.1.2 Matrix基本操作基本操作转置：Cell(i,j)Cell(j,i)求逆：Cell(i,j)Cell(i,j)-1翻转90：Cell(i,j)Cell(j,m-i+1)，m 为总行数（

4、下同）竖直翻转：Cell(i,j)Cell(m-i+1,j)水平翻转：Cell(i,j)Cell(i,n-j+1)，n为总列数（下同）第10页，共97页，编辑于2022年，星期五4.1.2 Matrix4.1.2 Matrix基本操作基本操作扩展：MatrixExpand，出现Expand for every cell对话框，在其中填入行和列的扩展因子。扩展后单元格中的数据由双线性插值得到。收缩：MatrixShrink，出现Shrink into 11 for every cell对话框，填入收缩因子。收缩后单元格的数值是收缩前相应几个单元格数据的平均。第11页，共97页，编辑于2022年，

5、星期五4.1.2 Matrix4.1.2 Matrix基本操作基本操作光滑：MatrixSmooth，出现对话框，点击“确定”。Origin将做如下操作：1)如矩阵行列数目小于32，Origin先以因子2扩展矩阵，再以因子2收缩矩阵。2)如矩阵行列数目大于32，Origin先以因子2收缩矩阵，再以因子2扩展矩阵。光滑后矩阵行列数目可能有变，如原矩阵列数为35，收缩后为18，再扩展后为36。第12页，共97页，编辑于2022年，星期五4.1.2 Matrix4.1.2 Matrix基本操作基本操作积分：MatrixIntegrate，Origin执行X、Y的二重积分，计算出Matrix定义曲面与

6、坐标轴围成的体积，结果输出到Script窗口中。第13页，共97页，编辑于2022年，星期五4.1.3 4.1.3 矩矩阵与与工作表相互工作表相互转换1.Matrix转换为Worksheet1）直接转换：EditConvert to WorksheetDirect。生成工作表第1列为X，其余Y2）生成XYZ工作表：EditConvert to WorksheetXYZ Columns。出现ConversiOn Type对话框，对话框列表中有两个选项：X Constant 1st（先按X值排列）和Y Constant 1st（先按Y值排列）第14页，共97页，编辑于2022年，星期五4.1.2

7、Matrix4.1.2 Matrix基本操作基本操作第15页，共97页，编辑于2022年，星期五4.1.3 4.1.3 矩矩阵与与工作表相互工作表相互转换2.Worksheet转换为Matrix1）直接转换：EditConvert to MatrixDirect。2）扩展列转换:EditConvert to MatrixExpand Columns，打开Expand for every row对话框，输入要扩展的Matrix列数与Worksheet列的比值。根据该值，按行将数据读入到Matrix窗口。如填入2，则将两行Worksheet的数据按顺序写入Martrix的同一行中。第16页，共97

8、页，编辑于2022年，星期五Expand Columns Expand Columns 选 2 2第17页，共97页，编辑于2022年，星期五2.2.WorksheetWorksheet转换为MatrixMatrix3）2D Binning转换:选中Worksheet的Y列，EditConvert to Matrix 2D Binning，出现Create Bin Matrix对话框，分别指定X、Y的范围及步长，即可生成矩阵，行为X值，列为Y值，单元格内数值为某个位置范围(X,Y)出现的频率。第18页，共97页，编辑于2022年，星期五2D Spinning2D Spinning转换第19页，

9、共97页，编辑于2022年，星期五4.2 4.2 三三维图形形绘制制 Origin可绘制的3D图形包括3D XYY，3D XYZ，3D 曲面和3D等高线图。前两类图可以使用Worksheet数据绘制，后两类图形就需要Matrix数据。第20页，共97页，编辑于2022年，星期五1.1.3D XYY3D XYY图 包括3D条形图、带形图、墙形图和瀑布图。数据要求：至少1个Y列。绘图方法：选中数据，在Plot菜单中选择要绘制的图形类型，或单击3D Graphs的相应工具按钮。图形特点：3D条形图：Y值为条形的高度。3D带形图：Y值为每个带子的高度。3D墙形图：Y值为墙的高度。3D瀑布图：类似于墙形

10、图，但没有厚度。第21页，共97页，编辑于2022年，星期五3.3.3D XYY3D XYY图 第22页，共97页，编辑于2022年，星期五2.2.3D XYZ3D XYZ图 包括3D散点图和3D轨迹图。数据要求：至少1个Y列和Z列。绘图方法：选中数据，在Plot菜单中选择要绘制的图形类型，或单击3D Graphs的相应工具按钮。第23页，共97页，编辑于2022年，星期五3.3.3D XYY3D XYY图 第24页，共97页，编辑于2022年，星期五3.3.3D 3D 曲面曲面图 需要用Matrix窗口的数据绘制，包括3D条形曲面、3D颜色映射曲面、3D线框曲面、3D线框图、3D X恒定有基

11、底曲面和3D Y恒定有基底曲面。1）3D颜色填充曲面（3D Color Fill Surface）：在3D空间将各数据点以直线相连，用这些网格线构成3D曲面，并用颜色填充该曲面。默认的上表面颜色为黄色，下表面为暗黄色，网格线为黑色。第25页，共97页，编辑于2022年，星期五3D Color Fill Surface3D Color Fill Surface第26页，共97页，编辑于2022年，星期五3.3.3D 3D 曲面曲面图 2）3D颜色映射曲面（3D Color Map Surface）：与3D颜色填充曲面的区别在于上表面填充的颜色与Z值大小相对应，并在不同颜色曲面间加有白色等Z线。第

12、27页，共97页，编辑于2022年，星期五3D Color Map Surface3D Color Map Surface第28页，共97页，编辑于2022年，星期五3.3.3D 3D 曲面曲面图 3）3D线框图（3D Wire Frame）：在3D空间内将各数据点以直线相连，默认的网格线颜色为蓝色。第29页，共97页，编辑于2022年，星期五3.3.3D 3D 曲面曲面图 4）3D线框曲面（3D Wire Surface）：在3D空间内将各数据点以直线相连，这些线称为主线，相邻主线间插入直线称为辅线。这些网格线构成一个半透明曲面。默认主线间有两条辅线，主线为黑色，辅线为绿色。第30页，共97

13、页，编辑于2022年，星期五3.3.3D 3D 曲面曲面图 5）3D X恒定有基底曲面（3D X Constant with Base)：对应每个X值都有一个平行于YZ面的平面。在每个平面上，不同的Z值描绘的点连成一条曲线，这些曲线构成3D曲面。默认颜色是上表面为黄色，曲线为黑色，X侧壁为绿色。第31页，共97页，编辑于2022年，星期五3D X Constant with Base3D X Constant with Base第32页，共97页，编辑于2022年，星期五3.3.3D 3D 曲面曲面图 6）3D Y恒定有基底曲面（3D Y Constant with Base)：与3D X恒定

14、有基底曲面的不同之处在于所有的曲面平行于XZ面。第33页，共97页，编辑于2022年，星期五3.3.3D 3D 曲面曲面图 7）3D 条形曲面（3D Bars)：X、Y的值确定了条在XY坐标平面上的位置，Z确定该条的高度。第34页，共97页，编辑于2022年，星期五4.4.等高等高线图等高线图可以理解为从Z方向向下看3D颜色映射曲面得到的，包括灰度映射等高线图、带标注的黑白线条等高线图和颜色填充等高线图。1）灰度映射等高线图（Gray Scale Map）：在XY平面上，Z值的大小用不同的灰度表示。第35页，共97页，编辑于2022年，星期五Gray Scale MapGray Scale M

15、ap第36页，共97页，编辑于2022年，星期五4.4.等高等高线图2）带标注的黑白线条等高线图（Contour-B/W Lines+Labels）：在XY平面上具有相同Z值的点连成一条封闭曲线，并在曲线上标出Z值。默认设置为白底黑线。第37页，共97页，编辑于2022年，星期五4.4.等高等高线图3）颜色填充等高线图（Contour-Color Fill）：在XY平面上具有相同Z值的点连成一条封闭曲线，两条等高线间用与Z值对应的颜色填充。第38页，共97页，编辑于2022年，星期五4.3 4.3 三三维图形定制形定制 与二维图形定制类似，分别以3D彩色映射曲面图和彩色填充等高线图进行介绍。1

16、.定制曲面：使用Plot Details对话框可以定制曲面的坐标面、网格线和颜色等。Grids属性页：设置网格线的显示方式、宽度、颜色、下表面的颜色。第39页，共97页，编辑于2022年，星期五GridsGrids属属性性页 第40页，共97页，编辑于2022年，星期五4.3 4.3 三三维图形定制形定制 Side Walls属性页：设置填充曲面前面和右面的颜色。第41页，共97页，编辑于2022年，星期五4.3 4.3 三三维图形定制形定制 Color Map属性页：定制Z值的等级和不同Z值对应的颜色第42页，共97页，编辑于2022年，星期五4.3 4.3 三三维图形定制形定制 Surfa

17、ce/Projections属性页：(1)设置是否为曲面填充颜色和等高线，等高线的颜色、宽度。(2)是否将曲面投影到顶部或底部，并绘制等高线，设置该等高线的颜色、宽度。(3)在Z Clipping里设置曲面的显示范围。如在Low(%)文本框里填入30，则不显示整个图形下面的30。第43页，共97页，编辑于2022年，星期五Surface ProjectionsSurface Projections属属性性页 第44页，共97页，编辑于2022年，星期五4.3 4.3 三三维图形定制形定制 2.定制等高线图Color Map/Contours属性页：缺省时，在Z的最大值和最小值之间均分为8份，另

18、有小于最小值、大于最大值的数值，共10个数值，分别有与之对应的颜色。双击Level列内数值，可以直接修改等高线级别。若要修改与某级别对应的颜色/等高线属性，分别点击Fill/Line里的色块/线，出现Fill/Line对话框，进行设置。若要显示标注，选中Labels列的复选框。第45页，共97页，编辑于2022年，星期五Color Map/ContoursColor Map/Contours属属性性页 第46页，共97页，编辑于2022年，星期五4.3 4.3 三三维图形定制形定制 2.定制等高线图Color Map/Contours属性页：设置图形的等高线级别、颜色、等高线和标注的属性，单击

19、Level、Fill、Line和Labels列的标题栏第47页，共97页，编辑于2022年，星期五单击标题栏第48页，共97页，编辑于2022年，星期五4.3 4.3 三三维图形定制形定制 3.定制图形透视创建了三维图形后，Origin会自动打开三维旋转（3D Rotation）工具栏：第49页，共97页，编辑于2022年，星期五第五章第五章 多图层图形多图层图形 绘制绘制第50页，共97页，编辑于2022年，星期五基本内容基本内容5.1 Origin 多图层模板5.2 多图层图形管理5.3 自建多图层模板第51页，共97页，编辑于2022年，星期五简介简介图层：由一组坐标轴组成的对象。一个绘

20、图窗口可以有多个图层。为什么要多图层？在同一图形窗口绘制多个图形用不同单位显示同一组数据第52页，共97页，编辑于2022年，星期五简介简介一个图形窗口至少有一个图层，最多可达50个图层。图层的标记在图形窗口的左上角用数字显示，压下状态时是当前图层。可通过菜单命令ViewShowLayer Icons，显示或隐藏图层标记。第53页，共97页，编辑于2022年，星期五5.1 5.1 多图层模板多图层模板1.两水平画面：如果数据中包含两组相关的Y列，但无共用的X列，可用该模板绘图。PlotPanelHorizontal 2 Panel。或点击按钮 。第54页，共97页，编辑于2022年，星期五两水

21、平画面两水平画面第55页，共97页，编辑于2022年，星期五5.1 5.1 多图层模板多图层模板2.两垂直画面：PlotPanelVertical 2 Panel。或点击按钮 。第56页，共97页，编辑于2022年，星期五5.1 5.1 多图层模板多图层模板3.双Y轴：如果两个Y列对应的X列相同，可用双Y轴模板。PlotSpecial Line/SymbolDouble Y。或点击按钮 。如选中的Y列多于2个，则最后一列在图层2中绘图，其余各列在图层1中绘图。第57页，共97页，编辑于2022年，星期五双双Y Y轴图轴图第58页，共97页，编辑于2022年，星期五双双Y Y轴图轴图2 2个以上

22、个以上Y Y列列第59页，共97页，编辑于2022年，星期五5.1 5.1 多图层模板多图层模板4.四/九屏图形：最好有4/9列Y值。PlotPanel4/9 Panel。或点击按钮 /。第60页，共97页，编辑于2022年，星期五四四/九屏模板九屏模板第61页，共97页，编辑于2022年，星期五5.1 5.1 多图层模板多图层模板5.叠层图形：最好有两列Y值。PlotPanelStack。或点击按钮 。每个Y列处于一个单独图层内，Worksheet中的从左到右的Y列数据按照从下到上的次序绘制曲线。只有图层1的X轴有标注和轴标题。第62页，共97页，编辑于2022年，星期五叠层图形叠层图形第6

23、3页，共97页，编辑于2022年，星期五5.2 5.2 多图层图形管理多图层图形管理1.添加图层1）添加独立的新图层所添加的新图层与原有的图层没有关联，先激活Graph窗口，再执行下列操作之一：EditNew Layer(Axes)(Normal):Bottom XLeft Y第64页，共97页，编辑于2022年，星期五1 1）添加）添加独独立的新立的新图层在Graph窗口的图形区外右击鼠标，快捷菜单中选择New Layer(Axes)(Normal):Bottom XLeft Y。ToolsLayer，出现对话框：第65页，共97页，编辑于2022年，星期五1 1）添加）添加独独立的新立的新

24、图层EditAdd&Arrange Layers，出现对话框：第66页，共97页，编辑于2022年，星期五5.2 5.2 多图层图形管理多图层图形管理2）添加相关联的新图层所添加的新图层与Graph窗口中激活的图层有关联，添加的图层为激活图层的子图层。当母图层移动或改变大小时，子图层也作相应的更新：EditNew Layer(Axes)(Linked):Top XRight Y（或其他两个Linked选项）第67页，共97页，编辑于2022年，星期五5.2 5.2 多图层图形管理多图层图形管理3）用Extract to按钮 生成新图层可将单图层窗口的几条曲线分别放置在一个图层。第68页，共97

25、页，编辑于2022年，星期五5.2 5.2 多图层图形管理多图层图形管理2.删除图层和隐藏图层选中删除的图层（点击该图层图形的坐标轴即可选中），按Delete键。或在图层标识处鼠标右击，选Delete Layer。隐藏图层：在图层标识处鼠标右击，选Hide Layer则隐藏，再选则重现。第69页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板以如下数据为例（压力测量）第70页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板Potential与Pressure单位不一样。单图层图形为：第71页，共97页，编辑于2022年，星期五5.

26、3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板1.添加新图层1）首先用Potential1(Y)数据作图第72页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板1.添加新图层2）ToolsLayer，添加图层第73页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板1.添加新图层3）双击绘图窗口左上角图层2的图标，弹出Layer2对话框，将Available Data列表框中的Layers_Pressure1数列添加到Layer Contents列表框内。点击OK。第74页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板

27、自建多图层模板第75页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板1.添加新图层4）右键在图形窗口单击，打开PlotDetails对话框，双击左边Layer2窗口，在右边设置里将曲线颜色改为蓝色。第76页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板第77页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板2.整理（Arrange）图层对上图创建拥有左右Y轴的上下对开图形。1）EditAdd&Arrange Layers，弹出“Total Numbers of Layers”对话框，将行数改为2

28、，列数不变。第78页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板2.整理（Arrange）图层2）出现对话框请求再建一个新图层，单击“Yes”。出现“Spacing”对话框，要求设置两行图层的间距和边界。设置完毕后单击“OK”，绘制出图层为两行一列排列的绘图窗口。第79页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板第80页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板第81页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板2.整理（Arrange）图层3）选

29、择Layer3，右键单击图形页面外的灰色区域，在弹出的快捷菜单里选择New Layer(Axes)(Linked)Right Y，则在上图层中增加了右Y轴。第82页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板第83页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板3.在新图层中添加数据向Layer3和4中添加数据的方法与向Layer2中加数据的方法一样：双击左上角Layer3图标，将Layers_Potential2添加到Layer Contants列表中。双击Layer4的图标，将Layers_Pressure2加入。将La

30、yer4的曲线改为蓝色第84页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板第85页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板4.关联图层Origin能在图形窗口中建立各图层间的坐标轴关联。关联后，改变某一图层的坐标轴标度，其余图层随之自动更新。例如可将上图中Layer3的X轴与Layer1的X轴进行关联：第86页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板4.关联图层1）双击Layer3图标，在对话框中单击“Layer Properties”按钮，打开Plot Details对话框。2

31、）选择“Link Axes Scale”选项卡，在Link下拉列表框里选择“Layer1”。3）在“X axes Link”组内选择“Straight(1 to 1)”。Layer1和Layer3的X轴就建立了1：1的关联。第87页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板第88页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板5.定制图例右键单击“Potential2(mV)”图层图例，选Properties。在对话框里输入图例：l(1.1)Potential1 l(2.1)Pressure1 l(3.1)Potentia

32、l2 l(4.1)Pressure2第89页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板第90页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板6.保存图形模板可将自建的图形以模板的形式进行保存，保存的模板文件只保存绘图的信息，不保存数据和曲线。当下次需要创建类似绘图窗口时，只需选择工作表数列，再选择保存的模板文件即可。第91页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板6.保存图形模板FileSave Template As，将图形模板保存在Origin的程序文件夹里，对本例取文件名“Mu

33、ltilayer”。第92页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板6.保存图形模板如要测试绘图模板，打开要绘图的文件，选中工作表中要绘图的列，点击按钮 。在打开的Select Template对话框中的“Category”里选My Tempelate目录，找到所需的自建模板，单击Plot。以模板测试文件为例的结果见下页。第93页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板第94页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板课堂示例：第一次作业中双X轴双Y轴图形的绘制，用Excel比

34、较复杂，用Origin的多图层就非常简单了。步骤：1）首先用第一组X、Y绘出图形。2）EditNew Layer(Axes)(Linked):Top XRight Y第95页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板3）双击图层2图标，出现Layer2对话框，将第二个Y列数据选中，移到右边Layer content框内。4）双击图层2的X轴，在Scale里把“From 2 To 6”改写为“From 6 To 2”，同样处理Y轴的Scale。5）修改线条和符号的颜色、加标注箭头(左边工具栏）、修改坐标轴标注等。第96页，共97页，编辑于2022年，星期五5.3 5.3 自建多图层模板自建多图层模板第97页，共97页，编辑于2022年，星期五