第7章Origin基础

1、Excel功能简介、基本操作功能简介、基本操作模拟运算表、单变量求解、迭代法求非线性方程模拟运算表、单变量求解、迭代法求非线性方程数组使用、解（非）线性方程组、规划求解数组使用、解（非）线性方程组、规划求解最小二乘法、数据拟合、实验设计、回归分析最小二乘法、数据拟合、实验设计、回归分析Excel图形处理图形处理ExcelExcel的定位的定位Excel是一款普遍化的办公软件。是一款普遍化的办公软件。可以方便地进行各种数据的简单处理。可以方便地进行各种数据的简单处理。广泛地应用于管理、统计财经、金融等众多领域。广泛地应用于管理、统计财经、金融等众多领域。ExcelExcel用于科研用于科研Exc

2、el是科研的好帮手，可以方便的进行数据的存储保存以及是科研的好帮手，可以方便的进行数据的存储保存以及简单的转换处理。简单的转换处理。但对于微积分、傅里叶变换等复杂数据处理，用但对于微积分、傅里叶变换等复杂数据处理，用Excel处理将处理将变得非常吃力或无能为力。变得非常吃力或无能为力。Excel绘制的图形在用于科技论文时往往要有很多步修改，而绘制的图形在用于科技论文时往往要有很多步修改，而对于多坐标轴的图形，对于多坐标轴的图形，Excel更是望而却步。更是望而却步。OriginOrigin特点特点专业化的数据图形处理软件。专业化的数据图形处理软件。友好的人机界面，全面支持鼠标操作。友好的人机界

3、面，全面支持鼠标操作。一个例子一个例子下图是下图是Excel上机题中的一个例子，完成此图，在上机题中的一个例子，完成此图，在Excel至少需至少需要要8步操作。步操作。而在而在Origin中，只需中，只需4步即可完成：步即可完成：1.选中数据，选择二维绘图选中数据，选择二维绘图工具栏中第三个下拉菜单中的工具栏中第三个下拉菜单中的“Line+Symbol”；2.双击连接线，双击连接线，在弹出对话框中将线形改为平滑线；在弹出对话框中将线形改为平滑线；3.插入文本标题；插入文本标题；4.选中选中删除图例。删除图例。在接下来的三章中，我们将系统介绍Origin的应用，主要内容有：Origin工作空间、

4、数据窗口及其操作；二维、三维及多图层图形绘制；曲线拟合和数据分析。具体章节如下：第第7章章 Origin基础基础第第8章章 Origin图形绘制图形绘制第第9章章 曲线拟合与数据分析曲线拟合与数据分析任课老师：程道建任课老师：程道建 教授教授E-mail: 7.2 Origin工作空间7.3 Origin基本操作 Origin是美国Origin Lab公司出的数据分析和绘图软件。特点：采用直观的、图形化的、面向对象的窗口菜单和工具栏操作，全面支持鼠标右键等。 两大类功能：数据分析和绘图。两大类功能：数据分析和绘图。uOriginOrigin数据分析数据分析包括数据的排序、调整、计算、统计、频谱

5、变换、曲线拟合等各种完善的数学分析功能。uOriginOrigin绘图绘图是基于模板的，Origin本身提供了几十种二维和三维绘图模板而且允许用户自己定制模板。u另外，用户还可以自定义数学函数；可以和各种数据库软件、办公软件、图像处理软件等方便的连接；可以用C、C+或还可以用内置的Lab Talk高级语言编写数据分析程序。OriginOrigin系统框架系统框架7.1 Origin概述7.3 Origin基本操作OriginOrigin的典型工作空间包括：的典型工作空间包括：1）菜单栏）菜单栏2）工具栏）工具栏3）绘图区）绘图区4）项目管理器）项目管理器5）状态栏）状态栏菜单栏菜单栏通过选择菜

6、单命令FormatMenu，可选择完整菜单（Full Menus）和短菜单（Short Menus）。一般均选择完整菜单。菜单栏菜单栏菜单栏的结构与当前窗口的操作对象有关，取决于当前的活动窗口。当前窗口为工作表窗口、绘图窗口或矩阵窗口时，主菜单及其各子菜单的内容并不完全相同。工作簿窗口激活时菜单绘图窗口激活时菜单菜单栏菜单栏Origin的菜单比较复杂，对不同的子窗口，即使主菜单一样的项，子菜单的差别也非常大。比如对Edit，工作簿和绘图窗口分别被激活时的下拉菜单差别很大。绘图窗口激活时工作表窗口激活时工具栏工具栏uOrigin提供了大量的工具栏，它们是浮动显示的，可以放在屏幕的任何位置。工具栏

7、里包含了常用菜单命令的快捷命令按钮，非常方便。当把鼠标移至工具按钮上时，会出现显示框，说明该工具按钮的名称和功能。u通过选择菜单命令ViewToolbars，来定制工具栏显示或隐藏的项。工具栏工具栏通过选择菜单命令ViewToolbars，在Button Groups对话框里，可以查看对工具按钮功能的解释：鼠标点击窗口内或对话框上部任意想要解释的工具按钮，就会在对话框中部出现对其的解释。主要工具栏主要工具栏1）标准（）标准（Standard）工具栏）工具栏提供新建、打开项目和窗口、导入ASC数据、打印、复制当前窗口、更新窗口等基本工具。2）编辑（）编辑（Edit）工具栏：）工具栏：u提供剪切、

8、复制、粘贴等编辑工具。主要工具栏主要工具栏3）字体格式（）字体格式（Format）工具栏：）工具栏：u当编辑文字标签时，可使用字体格式按钮。提供不同字体类型、上下标以及不同字体的希腊字母等。4）图形风格（）图形风格（Style）工具栏：）工具栏：u当编辑文字标签或注释时，可使用图形风格按钮。提供图形的填充颜色和线条格式等。主要工具栏主要工具栏5）绘图（）绘图（Graph）工具栏：）工具栏：u当图形窗口或版面设计窗口为活动窗口时，可使用绘图工具栏。提供缩放、曲线和图层操作、图例等工具。6）二维绘图（）二维绘图（2D Graphs）工具栏：）工具栏：u当工作表、Excel工作簿或图形窗口为活动窗口

9、时，可使用二维绘图工具栏。提供各种二维绘图的图形样式，如直线、饼图、极坐标和模板等。主要工具栏主要工具栏7）三维绘图）三维绘图(3D Graphs）工具栏：）工具栏：u当工作表、Excel工作簿或Matrix为活动窗口时，可使用三维绘图工具栏。包括各种三维表面图和等高线图等工具。8）工具（）工具（Tools）工具栏：）工具栏：u提供添加文本、线条和箭头，以及图形局部放大、数据读取等工具。主要工具栏主要工具栏9）对象编辑（）对象编辑（Object Edit）工具栏：）工具栏：u当一个或多个对象被选中时，该工具栏提供对象上下左右对齐、对象置前或置后等工具。10）版面设计（）版面设计（Layout）

10、工具栏：）工具栏：u当版面设计窗口为活动窗口时，可使用该工具栏。它提供在版面设计窗口中添加图形和工作表。OriginOrigin窗口窗口Origin提供的窗口类型包括：提供的窗口类型包括：u工作簿（Workbooks）窗口u绘图（Graph）窗口u矩阵（Matrix）窗口uExcel工作簿窗口u版面设计（Layout）窗口u结果记录（Results Log）窗口u记事（Notes）窗口u代码编辑器（Code Builder）窗口1.1.工作簿窗口工作簿窗口u工作簿（Workbooks）是Origin最基本的子窗口，其主要功能是组织和处理数据，包括数据的导入、录入、转换、分析等，最终数据将用于作

11、图。一个工作簿支持多达121个工作表。u工作簿默认的标题是Book1，A、B、C等表示数列的名称，X、Y、Z表示数列的属性，双击数列标题栏可更改其设置，另外可以在表头加入名称、单位、备注或其他特性。其中的数据可以直接输入，也可以从外部文件导入，或者通过编辑公式换算获得。2.2.绘图窗口绘图窗口绘图（Graph）窗口相当于图形编辑器，用于图形的绘制和修改。每一个绘图窗口都对应着一个可编辑的页面，可包含图层、轴、注释以及数据标注等多个图形对象。一个项目文件里可以同时包含多个绘图窗口。最简单的作图过程：首先选择Wooksheet数据，然后选择一作图类型。3.3.版面设计窗口版面设计窗口版面设计（La

12、yout Pages）窗口用来组织显示Worksheet和Graph以方便排版输出。在Layout中只能进行位置的移动或大小等的格式改变，不能进行内容的再编辑，常用于显示局部缩放图形、注释、数据等的混合编排。Layout Pages为当前窗口时，通过菜单 LayoutAdd Graph或Add Worksheet可将图形、数据表添加到Layout Pages中。4.Excel4.Excel工作簿窗口工作簿窗口在Origin中可以方便的嵌入Excel工作簿。通过File Open Excel命令可以打开Excel工作簿，在Origin中使用Excel作图几乎与使用Origin自身的Workboo

13、ks一样方便。当Excel工作簿被激活时，菜单栏同时出现Origin和Excel的命令。5.5.矩阵窗口矩阵窗口Matrix窗口与Workbooks窗口外形相似，也是一种用来组织和存放数据的窗口。不同的是，Matrix只显示Z数值，没有显示X、Y数值，而是用特定的列和行来表示X和Y坐标，常用来绘制等高线图、3D图和表面图等。矩阵窗口没有列标题和行标题，缺省时用其列和行对应的数字表示。5.5.矩阵窗口矩阵窗口利用矩阵窗口可以方便的进行矩阵运算：转置（Transpose ）、求逆(Invert)等，也可通过矩阵窗口直接输出各种3D图形。工作表转变为矩阵：在工作表被激活时，选取EidtConvert

14、 Matrix。6.6.记事（记事（NotesNotes）窗口）窗口记事窗口用于记录用户使用过程中的信息，类似于Windows的记事本，其结果可以单独保存，也可以保存在项目文件（Project）里。7.7.Function graphsFunction graphs窗口窗口函数作图是Origin中唯一的一种无需数据，而是直接利用函数关系的作图方式，具体内容在作图部分再做介绍。8.8.代码编辑器（代码编辑器（Code BuilderCode Builder）窗口）窗口Origin C是Origin的编程语言，它支持C语言和C+内部和DLL外部类功能。Origin C的集成开发环境是代码编辑器，可

15、完成函数代码输入、编译和函数调试。Origin C函数通过编译后，可在Origin中调用。打开方式：菜单View Code Builder。项目管理器项目管理器当项目（Project）有多个窗口时，项目管理器（Project Explorer）尤为重要。它在工作空间的左边，双击项目管理器中的一个窗口时，这个窗口被激活并显示。7.1 Origin概述7.2 Origin工作空间OriginOrigin文件类型文件类型Origin是一个多文档界面应用程序，它将用户的所有工作都保存在后缀为opj的项目（Project）文件中，保存项目文件时，各子窗口也随之一起存盘。子窗口包括工作表(Workshee

16、t)窗口、绘图（Graph)窗口、矩阵（Matrix）窗口和版面设计（Layout ）窗口等。项目文件中的各窗口相互关联，可以实现数据实时更新（示例）。各子窗口也可以也可以单独保存为窗口（Windows）文件或（Template）模板文件，以便被其他项目文件调用。命名规则命名规则对于窗口或其他操作对象，含有具体意义的命名将更有利于对于窗口或其他操作对象，含有具体意义的命名将更有利于我们的管理。我们的管理。Origin命名基本要求：命名基本要求：u1）必须唯一；u2）一般由字母和数字组成，可以用下划线，但不能包括空格，也不能是中文；u3）必须以字母开头；u4）不能使用特殊字符，如！、#、（）、%

17、等。项目管理项目管理对于一个具体的工作，通常用一个项目（Project）文件来组织，因此Origin项目文件是一个大容器，包含了你所需要的工作簿、图形、矩阵、备注、layout、分析结果等内容。为了方便管理，Origin软件把有关的操作集中在项目管理器Project Explorer中进行，这个功能与Windows的资源管理器类似。在Project Explorer可以方便对窗口进行显示、隐形、删除、重命名等操作，以及建立文件（夹）和查找子窗口等操作。电子表格电子表格Origin电子表格的结构主线：项目(Project)工作簿(Workbook)工作表(Worksheet)列(Column)单

18、元格(Cell)。Origin表格与表格与Excel电子表格的区别电子表格的区别uExcel电子表格的行与列之间可以没有任何逻辑关系，因此其操作对象是基于单元格或若干个单元格的；u而Origin所期望的数据是具有特定物理意义的实验数据。对于列来说，就是究竟是自变量X，还是因变量Y，还是三维变量Z。工作簿窗口工作簿窗口工作簿基本操作工作簿基本操作默认状态的数据区域为2列32行，我们可以根据需要对行和列进行添加、插入、删除、移动，以及行、列转换等的操作。1）添加列：用菜单命令ColumnAdd New Columns；2）插入列：在工作表某处插入一列，先选中其右边的列，选菜单命令Edit Inse

19、rt，或单击鼠标右键，在快捷菜单中选“Insert”；工作簿基本操作工作簿基本操作3）删除列：选中要删除的列，选菜单命令Edit Delete，或单击鼠标右键，在快捷菜单中选“Delete”。4）移动列：选中要移动的列，选菜单命令Column Move to First或Move to Last，将要移动的列移至最前或最后。工作簿基本操作工作簿基本操作5）增加行的方法：将单元格移到最末一行中的任何一个单元格，然后按“回车”就可以增加10行，以此类推，可以增加到你所需要的行数为止。可以在快捷菜单中选择Insert命令或用Edit Insert命令。也若要删除行：选中所需要的行，按右键，选“Del

20、ete”即可。6）行、列转换：在工作表被激活的情况下，先选中要转换的数据，再选择菜单命令Edit Transpose。数据输入与删除数据输入与删除u1）直接在Origin工作表的单元格内进行数据添加、插入、删除、粘贴和移动：u2）从其他软件的数据文件中输入数据： ASC 、Lotus、dBASE等数据文件。选择菜单命令File Importu3)通过剪切板交换数据。数据输入与删除数据输入与删除u4）在列中输入相应行号：选中列，选择ColumnFill Column With Row Numbers。u5）在列中输入随机数的方法：选ColumnFill Column With Uniform R

21、andom Numbers 或Normal Random Numbers，即可输入均匀随机数或正态随机数。数据输入与删除数据输入与删除u6）用函数或数学计算式对列输入数据：选中一列或一列中的单元格，选菜单命令ColumnSet Column Values。在弹出的对话框中输入函数表达式。数据输入与删除数据输入与删除u7）数据删除：Edit Clear Worksheet,删除整个工作表的数据。EditDelete是删除选中的单元格及数据。选中数据，直接按键盘上的Delete，只删除数据，不删除单元格。u9）数据输出：如想将工作表数据存为ASC文件，选择菜单命令FileExport ASC,输入

22、文件名后，出现ASC输出对话框，选择输出格式，单击OK。工作簿窗口设置工作簿窗口设置1）工作簿窗口显示设置）工作簿窗口显示设置在工作簿窗口的单元格外双击，或选择菜单命令FormatWorksheet，即可打开Worksheet Display and Control对话框。可对工作簿窗口的字体、标题、单元格尺寸、颜色等显示参数进行设置。2）工作表窗口属性设置）工作表窗口属性设置列标题命名和列标签添加：列标题缺省设置是从左到右以字母命名。通过双击列标题，打开Worksheet Column Format对话框，可对其重新命名。还可添加列标签。2）工作表窗口属性设置）工作表窗口属性设置u数据列关联

23、设置：工作表的数据列可以通过设置相关联，每列的关联格式可以设置为X、Y、Z、L(标签）、X Error、Y Error和无关联，共7种。关联格式决定它们在绘图中的作用。u数据列关联设置：工作表的数据列可以设置为多个X关联列，绘图时，每个X列和与之对应的Y列进行绘图。如下页图，设置多个X关联列，在工作表选定情况下，A(X1)与B(Y1),C(X2)与D(Y2)、E(Y2), F(X3)与G(Y3)的数据将分别绘图。矩阵窗口矩阵窗口Origin的数据结构主要有工作表和矩阵。工作表中的数据用来绘制二维和某些三维图形。但如想绘制三维表面图或三维轮廓图，则需要采用矩阵数据格式。矩阵数据格式中的行号和列号

24、均以数字表示，其中列数字线性将X的值均分，行数字线性将Y的值均分。矩阵窗口设置矩阵窗口设置u1）矩阵数据属性设置：当矩阵窗口被激活时，选择MatrixSet Propeties,在对话框内进行设置。u2）矩阵大小和对应的XY坐标设置：选择MatrixSet Dimensions,在对话框内先设置矩阵的行、列数，然后在坐标设置里输入X和Y的取值范围，Origin将根据设置的列数和行数线性将X、Y均分。矩阵窗口设置矩阵窗口设置u3）矩阵中数据设置：矩阵中数据为Z值。选择MatrixSet Values,在对话框内设置矩阵数据。矩阵窗口操作矩阵窗口操作u1）从数据文件输入数据：选择FileImport ASC，按对话框提示从数据文件输入数据。此时输入的数据为Z值，还需在矩阵大小对话框中对矩阵的XY映像值进行设置。u2）矩阵行、列转