化工计算机数据与图形处理

第一页，共九十七页，编辑于2023年，星期日基本内容4.1Origin矩阵窗口4.2三维图形绘制4.3三维图形定制第二页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.1Origin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Matrix→SetDimensions，在MatrixDimensions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。第三页，共九十七页，编辑于2023年，星期日矩阵行列设置对话框第四页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.1Origin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View→ShowX/Y，可以在MatrixDimensions里对X、Y值进行配置。第五页，共九十七页，编辑于2023年，星期日X、Y显示与设置第六页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.1.1矩阵数据设置2.矩阵数据设置:选择菜单Matrix→SetValues，在SetMatrixValues对话框的“Cell(i,j)＝”文本框中，用“AddFunction下拉列表框输入例如“cos(x)+sin(y)”来设置该矩阵的Z值。第七页，共九十七页，编辑于2023年，星期日矩阵数值设置对话框第八页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.1.2Matrix基本操作第九页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.1.2Matrix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（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）第十页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.1.2Matrix基本操作扩展：Matrix→Expand，出现Expandforeverycell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：Matrix→Shrink，出现Shrinkinto1×1foreverycell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。第十一页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.1.2Matrix基本操作光滑：Matrix→Smooth，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。第十二页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.1.2Matrix基本操作积分：Matrix→Integrate，Origin执行X、Y的二重积分，计算出Matrix定义曲面与坐标轴围成的体积，结果输出到Script窗口中。第十三页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.1.3矩阵与工作表相互转换Matrix转换为Worksheet1）直接转换：Edit→ConverttoWorksheet→Direct。生成工作表第1列为X，其余Y2）生成XYZ工作表：Edit→ConverttoWorksheet→XYZColumns。出现ConversiOnType对话框，对话框列表中有两个选项：XConstant1st（先按X值排列）和YConstant1st（先按Y值排列）第十四页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.1.2Matrix基本操作第十五页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.1.3矩阵与工作表相互转换Worksheet转换为Matrix1）直接转换：Edit→ConverttoMatrix→Direct。2）扩展列转换:Edit→ConverttoMatrix→ExpandColumns，打开Expandforeveryrow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。第十六页，共九十七页，编辑于2023年，星期日ExpandColumns选2第十七页，共九十七页，编辑于2023年，星期日Worksheet转换为Matrix3）2DBinning转换:选中Worksheet的Y列，Edit→ConverttoMatrix→2DBinning，出现Create

BinMatrix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(ΔX,ΔY)出现的频率。第十八页，共九十七页，编辑于2023年，星期日2DSpinning转换第十九页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.2三维图形绘制Origin可绘制的3D图形包括3DXYY，3DXYZ，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。第二十页，共九十七页，编辑于2023年，星期日1.

3DXYY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3DGraphs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：类似于墙形图，但没有厚度。第二十一页，共九十七页，编辑于2023年，星期日3.

3DXYY图第二十二页，共九十七页，编辑于2023年，星期日2.

3DXYZ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3DGraphs的相应工具按钮。第二十三页，共九十七页，编辑于2023年，星期日3.

3DXYY图第二十四页，共九十七页，编辑于2023年，星期日3.

3D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、3DX恒定有基底曲面和3DY恒定有基底曲面。1）3D颜色填充曲面（3DColorFillSurface）：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。第二十五页，共九十七页，编辑于2023年，星期日3DColorFillSurface第二十六页，共九十七页，编辑于2023年，星期日3.

3D曲面图2）3D颜色映射曲面（3DColorMapSurface）：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。第二十七页，共九十七页，编辑于2023年，星期日3DColorMapSurface第二十八页，共九十七页，编辑于2023年，星期日3.

3D曲面图3）3D线框图（3DWireFrame）：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。第二十九页，共九十七页，编辑于2023年，星期日3.

3D曲面图4）3D线框曲面（3DWireSurface）：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。第三十页，共九十七页，编辑于2023年，星期日3.

3D曲面图5）3DX恒定有基底曲面（3DXConstantwithBase)：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。第三十一页，共九十七页，编辑于2023年，星期日3DXConstantwithBase第三十二页，共九十七页，编辑于2023年，星期日3.

3D曲面图6）3DY恒定有基底曲面（3DYConstantwithBase)：与3DX恒定有基底曲面的不同之处在于所有的曲面平行于XZ面。第三十三页，共九十七页，编辑于2023年，星期日3.

3D曲面图7）3D条形曲面（3DBars)：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。第三十四页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.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（GrayScaleMap）：在XY平面上，Z值的大小用不同的灰度表示。第三十五页，共九十七页，编辑于2023年，星期日GrayScaleMap第三十六页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.等高线图2）带标注的黑白线条等高线图（Contour-B/WLines+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。第三十七页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.等高线图3）颜色填充等高线图（Contour-ColorFill）：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。第三十八页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.3三维图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。定制曲面：使用PlotDetails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。第三十九页，共九十七页，编辑于2023年，星期日Grids属性页第四十页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.3三维图形定制SideWalls属性页：设置填充曲面前面和右面的颜色。第四十一页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.3三维图形定制ColorMap属性页：定制Z值的等级和不同Z值对应的颜色第四十二页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.3三维图形定制Surface/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ZClipping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％。第四十三页，共九十七页，编辑于2023年，星期日SurfaceProjections属性页第四十四页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.3三维图形定制2.定制等高线图ColorMap/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。第四十五页，共九十七页，编辑于2023年，星期日ColorMap/Contours属性页第四十六页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.3三维图形定制2.定制等高线图ColorMap/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Level、Fill、Line和Labels列的标题栏第四十七页，共九十七页，编辑于2023年，星期日单击标题栏第四十八页，共九十七页，编辑于2023年，星期日4.3三维图形定制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（3DRotation）工具栏：第四十九页，共九十七页，编辑于2023年，星期日第五章多图层图形绘制第五十页，共九十七页，编辑于2023年，星期日基本内容5.1Origin多图层模板5.2多图层图形管理5.3自建多图层模板第五十一页，共九十七页，编辑于2023年，星期日简介图层：由一组坐标轴组成的对象。一个绘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五十二页，共九十七页，编辑于2023年，星期日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View→Show→LayerIcons，显示或隐藏图层标记。第五十三页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.1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。Plot→Panel→Horizontal2Panel。或点击按钮。第五十四页，共九十七页，编辑于2023年，星期日两水平画面第五十五页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.1多图层模板2.两垂直画面：Plot→Panel→Vertical2Panel。或点击按钮。第五十六页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.1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。Plot→SpecialLine/Symbol→DoubleY。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。第五十七页，共九十七页，编辑于2023年，星期日双Y轴图第五十八页，共九十七页，编辑于2023年，星期日双Y轴图－2个以上Y列第五十九页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.1多图层模板4.四/九屏图形：最好有4/9列Y值。Plot→Panel→4/9Panel。或点击按钮/。第六十页，共九十七页，编辑于2023年，星期日四/九屏模板第六十一页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.1多图层模板5.叠层图形：最好有两列Y值。Plot→Panel→Stack。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。第六十二页，共九十七页，编辑于2023年，星期日叠层图形第六十三页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.2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，再执行下列操作之一：①Edit→NewLayer(Axes)→(Normal):BottomX＋LeftY第六十四页，共九十七页，编辑于2023年，星期日1）添加独立的新图层②在Graph窗口的图形区外右击鼠标，快捷菜单中选择NewLayer(Axes)→(Normal):BottomX＋LeftY。③Tools→Layer，出现对话框：第六十五页，共九十七页，编辑于2023年，星期日1）添加独立的新图层④Edit→Add&ArrangeLayers，出现对话框：第六十六页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.2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：Edit→NewLayer(Axes)→(Linked):TopX＋RightY（或其他两个Linked选项）第六十七页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.2多图层图形管理3）用Extractto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。第六十八页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.2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DeleteLayer。隐藏图层：在图层标识处鼠标右击，选HideLayer则隐藏，再选则重现。第六十九页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3自建多图层模板以如下数据为例（压力测量）第七十页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3自建多图层模板Potential与Pressure单位不一样。单图层图形为：第七十一页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3自建多图层模板添加新图层1）首先用Potential1(Y)数据作图第七十二页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3自建多图层模板添加新图层2）Tools→Layer，添加图层第七十三页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3自建多图层模板添加新图层3）双击绘图窗口左上角图层2的图标，弹出Layer2对话框，将AvailableData列表框中的Layers_Pressure1数列添加到LayerContents列表框内。点击OK。第七十四页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3自建多图层模板第七十五页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3自建多图层模板添加新图层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。第七十六页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3自建多图层模板第七十七页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3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）Edit→Add&ArrangeLayers，弹出“TotalNumbersofLayers”对话框，将行数改为2，列数不变。第七十八页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3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。第七十九页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3自建多图层模板第八十页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3自建多图层模板第八十一页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3自建多图层模板2.整理（Arrange）图层3）选择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NewLayer(Axes)→(Linked)RightY，则在上图层中增加了右Y轴。第八十二页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3自建多图层模板第八十三页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3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LayerContants列表中。双击Layer4的图标，将Layers_Pressure2加入。将Layer4的曲线改为蓝色第八十四页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3自建多图层模板第八十五页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3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：第八十六页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3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“LayerProperties…”按钮，打开PlotDetails对话框。2）选择“LinkAxesScale”选项卡，在Link下拉列表框里选择“Layer1”。3）在“XaxesLink”组内选择“Straight(1to1)”。Layer1和Layer3的X轴就建立了1：1的关联。第八十七页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3自建多图层模板第八十八页，共九十七页，编辑于2023年，星期日5.3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：