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【技能】Origin教程：三維圖形的繪制

來源：本站時(shí)間：2019-10-25 19:02:46 瀏覽：11514次

Origin不僅可以繪制二維的平面圖形，還可以將數(shù)據(jù)以三維圖形的方式呈現(xiàn)。一般而言有兩種做法，其一是將數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)列進(jìn)行標(biāo)注，使其形成X-Y-Z三組列數(shù)據(jù)，這樣繪制的三維圖是3D XYZ Scatter形式，對(duì)應(yīng)于二維圖中的散點(diǎn)圖；其二是利用矩陣表(Matrix)來實(shí)現(xiàn)3D Surface數(shù)據(jù)的三維圖形化，繪制出的圖是三維曲面形式。

1、3D XYZ

相對(duì)而言，對(duì)數(shù)據(jù)列標(biāo)記的方式比較容易。我們可以看到，在Origin默認(rèn)的數(shù)據(jù)表格中，已經(jīng)對(duì)數(shù)據(jù)列進(jìn)行了一個(gè)初始的分類。在每個(gè)數(shù)據(jù)列的最頂端，有與Excel類似的列標(biāo)記，如A，B，C，D等。不僅如此，在A，B，C，D字母旁邊還有此列的附加標(biāo)記，比如初始狀態(tài)下是 A(X)，B(Y)，C(Y)，D(Y)。這些附加標(biāo)記在將數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形化的時(shí)候，是用來確定數(shù)據(jù)列屬于X軸還是Y軸。

繪制三維圖時(shí)，首先應(yīng)確定它們的列標(biāo)是否分別為X，Y，Z，如果不是這樣，可以右鍵選擇數(shù)據(jù)列，點(diǎn)擊Set As，為它們?cè)O(shè)定列標(biāo)。然后點(diǎn)擊Plot —> 3D XYZ —> 3D Scatter就好了。如下圖所示：

2、矩陣表(Matrix)

矩陣表(Matrix)是另一種繪制三維圖形時(shí)需要的數(shù)據(jù)列表。矩陣表與數(shù)據(jù)列表(Work Sheet)的不同之處在于：

(1)矩陣表的背景是黃色的，而數(shù)據(jù)表的背景是白色的;

(2)矩陣表的行標(biāo)和列標(biāo)分別對(duì)應(yīng)于X軸和Y軸的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，而矩陣表內(nèi)為Z軸的數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)表的行標(biāo)和列標(biāo)只是作為行列數(shù)目的標(biāo)記，X軸，Y軸，Z軸的數(shù)據(jù)均在數(shù)據(jù)表的單元格中顯示。

如下圖：左側(cè)是數(shù)據(jù)表，右側(cè)是矩陣表

Origin繪圖教程：三維圖形的繪制

Origin 8.6提供了非?？旖莸膶?shù)據(jù)表轉(zhuǎn)化成矩陣表的功能。我們可以點(diǎn)擊Origin菜單欄上的Worksheet —> Convert to Matrix —> Direct —> Open Dialog，如下圖所示：

在彈出的對(duì)話框中的Data Format 選項(xiàng)中選擇X across column，X values in選項(xiàng)中選擇 First Data Row，勾選Y Valuesin First Column，保持Even Spacing Relative Tolerance (%)，如下圖所示：

這里需要注意一下，有時(shí)候Origin程序會(huì)在轉(zhuǎn)換矩陣表的時(shí)候報(bào)錯(cuò)，一般是“ Your X data are not evenly spaced, it has fluctuation of 11.11%.Please try changing the tolerance setting.If the fluctuations are very large, you should transform yourdata to XYZ column format by Worksheet: Convert to XYZ menu and then use the matrix gridding tool. ”

遇到這種情況，一般的解決方式是增大Even Spacing Relative Tolerance (%) 值就可以了，但是往往這時(shí)候數(shù)據(jù)點(diǎn)的間隔會(huì)有所增大，不過一般來說不會(huì)有太大的影響。

點(diǎn)擊OK后，就將Worksheet 數(shù)據(jù)表轉(zhuǎn)換成了Matrix表。然后再點(diǎn)擊Origin菜單欄上的Plot —> 3D Surface —> Color Fill Surface，就能繪制出三維曲面圖了。如下圖所示：

細(xì)心的同學(xué)也許發(fā)現(xiàn)了，此時(shí)Matrix狀態(tài)下的Plot菜單內(nèi)的內(nèi)容和原先Worksheet狀態(tài)下的Plot菜單內(nèi)容有了明顯區(qū)別，這是Origin程序的最大特色，不同的界面激活的狀態(tài)下，菜單欄的內(nèi)容是不同的，請(qǐng)大家一定要注意這一點(diǎn)。因?yàn)槌３?huì)有同學(xué)提出按照說明書的步驟無法完成與說明書一樣的操作，其實(shí)是自己沒有仔細(xì)觀察說明書中的操作步驟與自己的操作是否一致。

三維圖繪制后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出下圖中的工具欄，點(diǎn)擊工具欄上的圖標(biāo)可以對(duì)三維圖的視角進(jìn)行調(diào)整，這樣有助于觀察三維圖的各個(gè)面的形貌。

Matrix表中的縱橫欄上默認(rèn)的是行號(hào)和列號(hào)，如果我們希望在縱橫兩欄上顯示縱橫坐標(biāo)軸的數(shù)值，可以點(diǎn)擊Origin菜單欄上的 View —— Show X/Y，如下圖所示(默認(rèn)是Show Column/Row)：

在數(shù)據(jù)點(diǎn)超級(jí)多的時(shí)候，繪制的圖形尤其是三維圖形，我們會(huì)在Graph面板上看到“Speed Mode is On”字樣的水印。這是由于程序開啟了所謂的Speed Mode來使數(shù)據(jù)的顯示量變得較少，有利于計(jì)算機(jī)更快顯示數(shù)據(jù)，減少圖形處理器的數(shù)據(jù)處理量。這個(gè)水印只是在屏幕上顯示，導(dǎo)出成圖片格式后不會(huì)顯示Speed Mode字樣。

到雙擊繪制好的平面，在彈出的對(duì)話框Plot Details 中，選擇左側(cè)對(duì)話框中Graph - Layer【注意，是在Layer激活的狀態(tài)下，如下圖所示】，然后在右側(cè)的對(duì)話框中選擇Size/Speed，在下面的Worksheet data, Skip Points if needed下的數(shù)據(jù)框中填寫數(shù)字：數(shù)值越大，圖中的平面約光滑。