Origin基础知识

-1-第一章Origin基础知识Origin是美国Microcal公司出的数据分析和绘图软件,现在的最高版本为7.0特点：使用简单，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、支持拖方式绘图等。两大类功能：数据分析和绘图。数据分析包括数据的排序、调整、计算、统计、频谱变换、曲线拟合等各种完善的数学分析功能。准备好数据后，进行数据分析时,只需选择所要分析的数据,然后再选择响应的菜单命令就可.Origin的绘图是基于模板的,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.绘图时,只要选择所需要的膜版就行。用户可以自定义数学函数、图形样式和绘图模板；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等高级语言编写数据分析程序，还可以用内置的LabTalk语言编程等。一、工作环境1.1工作环境综述类似Office的多文档界面，主要包括以下几个部分：1、菜单栏顶部一般可以实现大部分功能2、工具栏菜单栏下面一般最常用的功能都可以通过此实现3、绘图区中部所有工作表、绘图子窗口等都在此4、项目管理器下部类似资源管理器，可以方便切换各个窗口等5、状态栏底部标出当前的工作内容以及鼠标指到某些菜单按钮时的说明-2-工作表矩阵绘图1.2菜单栏菜单栏的结构取决于当前的活动窗口工作表菜单绘图菜单矩阵窗口菜单简要说明：File文件功能操作打开文件、输入输出数据图形等Edit编辑功能操作包括数据和图像的编辑等，比如复制粘贴清除等，特别注意undo功能View视图功能操作控制屏幕显示,Plot绘图功能操作主要提供5类功能:1、几种样式的二维绘图功能，包括直线、描点、直线加符号、特殊线／符号、条形图、柱形图、特殊条形图／柱形图和饼图2、三维绘图3、气泡／彩色映射图、统计图和图形版面布局4、特种绘图，包括面积图、极坐标图和向量5、膜板：把选中的工作表数据到如绘图模板Column列功能操作比如设置列的属性，增加删除列等Graph图形功能操作主要功能包括增加误差栏、函数图、缩放坐标轴、交换X、Y轴等Data数据功能操作Analysis分析功能操作对工作表窗口：提取工作表数据；行列统计；排序；数字信号处理（快速傅里叶变换FFT、相关Corelate、卷积Convolute、解卷Deconvolute）；统计功能（T－检验）、方差分析（ANOAV）、多元回归（MultipleRegression）；非线性曲线拟合等对绘图窗口：数学运算；平滑滤波；图形变换；FFT；线性多项式、非线性-3-曲线等各种拟合方法Plot3D三维绘图功能操作根据矩阵绘制各种三维条状图、表面图、等高线等Matrix矩阵功能操作对矩阵的操作，包括矩阵属性、维数和数值设置，矩阵转置和取反，矩阵扩展和收缩，矩阵平滑和积分等Tools工具功能操作对工作表窗口：选项控制；工作表脚本；线性、多项式和S曲线拟合对绘图窗口：选项控制；层控制；提取峰值；基线和平滑；线性、多项式和S曲线拟合Format格式功能操作对工作表窗口：菜单格式控制、工作表显示控制，栅格捕捉、调色板等对绘图窗口：菜单格式控制；图形页面、图层和线条样式控制，栅格捕捉，坐标轴样式控制和调色板等Window窗口功能操作控制窗口显示Help帮助二、基本操作作图的一般需要一个项目Project来完成，File→New保存项目的缺省后缀为：OPJ自动备份功能：Tools→Option→Open／Close选项卡→“BackupProjectBeforeSaving”添加项目：File→Append刷新子窗口：如果修改了工作表或者绘图子窗口的内容，一般会自动刷新，如果没有请Window→Refresh第二章简单二维图2-1输入数据一般来说数据按照XY坐标存为两列，假设文件为sindata.dat,如下格式：Xsin(x)0.00.0000.10.1000.20.1990.30.296…………-4-输入数据请对准data1表格点右键调出如下窗口，然后选择InportASCII找到sindata.dat文件打开就行2-2、绘制简单二维图按住鼠标左键拖动选定这两列数据,用下图最下面一排按钮就可以绘制简单的图形，按从左到右三个按钮做出的效果分别如下:-5--6-2-3设置列属性双击A列或者点右键选则Properties,这里可以设置一些列的属性。2-4、数据浏览DataDisplay动态显示所选数据点或屏幕点的XY坐标值DataSelector选择一段数据曲线，作出标志一是鼠标，而是利用Ctrl,Ctrl+Shift与左右箭头的组合DataReader读取数据曲线上的选定点的XY值ScreenReader读取绘图窗口内选定点的XY值Enlarger局部放大曲线Zoom缩放注意利用方向键，以及与Ctrl和Shift的组合2-5、定制图形2-5-1定制数据曲线用鼠标双击图线掉出下面窗口。-7-2-5-2定制坐标轴:双击坐标轴得到,下图-8-2-5-3添加文本说明用左侧按钮，如果想移动位置，可以用鼠标拖动。注意利用SymbolMap可以方便的添加特殊字符。做法:在文本编辑状态下,点右键,然后选择:SymbolMap。2-5-4添加日期和时间标记Graph工具栏上的-9-2-5-5利用左侧的菜单可以作出很多特殊要求的图像，比如两点线段图三点线段图等，水平（垂直）阶梯图、样条曲线图、垂线图等下面给出一个演示，具体的自己捉摸请参看。-10-第三章数据管理3-1导入数据文件前面第二章以说，主要利用Import输入文件中的数据，也支持直接数据粘贴等。3-2变换数列在前面的基础上，增加一列cos(x)，这不需要另算数据而利用Origin本身就可以做到请看下面做法：在数据表上点右键选择AddNewColumn-11-对准A（Y)列点右键选择SetColumnValues,并设置下面输入框中cos(col(x))，点击OK得到双击A列或者点右键选则Properties,这里可以设置一些列的属性,下面的左图-12-并做cos(x)图,如上面的右图3-3数据排序Origin可以做到单列、多列甚至整个工作表数据排序，命令为“sort…”最为复杂的是整个工作表排序，选定整个工作表的方法是鼠标移到工作表左上角的空白方格的右下角变为斜向下的箭头时单击。具体的自己捉摸吧。-13-3-4频率记数FrequencyCount统计一个数列或其中一段中数据出现的频率做法对准某一列或者选定的一段点右键FrequencyCountBinCtr数据区间的中心值Count落入该区间的数据个数，即频率计数值BinEnd数据区间右边界值Sum频率计数值的累计和3-5规格化数据选择某一列，右键→Normalize-14-3-6选择数据范围作图如果想跳到某一行可以用View→GoToRaw（这里如果发现你设定的行之前的都没了，这仅仅是没显示出来而不失删除了，想要看到的话：Edit→ResetToFullRange）找到你想要的开始行，点右键→SetAsBegin，同理设定结束行，然后作图。3-7屏蔽曲线中的数据点Mask工具栏默认不显示,可以从View→Toolbars设置出来。这样可以用设置屏蔽区间或者点的颜色等3-8曲线拟合即用各种曲线拟合数据，在Analysis菜单里，常用的有线性拟合，多项式拟合等，还可以利用Analysis→Non-LinearCurveFit里的两个选项做一些特殊的拟和。默认为整条曲线拟合，但可以设置为部分拟和，和mask配合使用会得到很好的效果。第四章绘制多层图形图层是Origin中的一个很重要的概念，一个绘图窗口中可以有多个图层，从而可以方便的创建和管理多个曲线或图形对象。4-1打开项目文件例子为\Tutorial\Tutorial_3.opj-15-4-2Origin的多层图形模板Origin自带了几个多图层膜板.这些模板允许你能够在取得数据以后,只需单击2DGraphsExtended工具栏上相应的命令按钮,就可以在一个绘图窗口把数据绘制为多层图。在项目\Tutorial\Tutorial_3.opj中四哥绘图窗口即为四个图形模板。它们分别为双Y轴（DoubleYAxis）、水平双屏（Horizontal2Panel）、垂直双屏（Vertical2Panel）和四屏（4Panel）图形模板。双Y轴图形模板如果数据中有两个因变量数列，它们的自变量数列数列相同，那个可以使用此模板。水平双屏图形模板如果数据中包含两组相关数列，但是两组之间没有公用的数列，那么使用水平双屏形模板。-16-垂直双屏图形模板图水平双屏图形模板的前提类似，只不过是两图的排列不同四屏图形模板如果数据中包含四组相关数列，而且它们之间没有公用的数列，么使用四屏图形模板。上述四种膜板再加上九屏图形模板就是Origin所提供的自带多图形模板。-17-4-3在工作表中指定多个X列对准D点右键选择SetAsX设为X列得到说明:默认Y与左侧最近的X轴关联,也就是BC与A，EF与D关联。4-4创建多层图形Origun允许用户自己定制图形模板。如果你已经创建了一个绘图窗口，并将它存为膜板，以后就可以直接基于此模板绘图，而不必每次都一步步创建并定制同样的绘图窗口。-18-4-4-1创建双层图步骤:(1)激活“Layers”的工作表窗口。(2)单击“sinx”列的标题栏，使其高亮，表示该列被选中。(3)作出单层图(4)在激活Layer窗口的前题下，Tools－》Layer，如下图，这个工具包含两类：Add图层和Arrange图层双击图层2做成右上图那样，然后OK-19-4-4-2关联坐标轴Origin可以在各图层之间的坐标轴建立关联，如果改变某一图层的坐标轴比例，那么其它图层的也相应改变。做法双击：Layer上的2图标，在调出的Layer对话框中点LayerProperties，然后选择LinkAxesScales。4-5存为模板File→SaveTemplateAs，以后就可以用此模板。-20-第五章非线性拟合拟合曲线的目的为要根据已知数据照出响应函数的系数。5-1使用菜单命令拟合首先激活绘图窗口，选择菜单命令Analysis，则可以看到名称含义拟合模型函数FitLinear线性拟合y=A+B*xFitPolynomial多项式拟合y=A+B1*x+B2*x^2FitExponentialDecay指数衰减拟合FitExponentialGrowth指数增长拟合FitSigmoidalS拟合，BoltzmannFitGaussionGaussion拟合FitLorentzianLorentzian拟合FitMultipeaks多峰值拟合按照峰值分段拟和，每一段采用Gaussion或者Lorentzian方法NonlinearCurveFit非线性曲线拟合内部提供了相当丰富的拟合函数，还支持用户定制5-2使用拟合工具拟合为了给用户提供更大的拟合控制空间，Origin提供了三种拟合工具，即线性拟合工具、多项式拟合工具、S拟和工具。具体自己去体会。-21-5-3非线性最小平方拟合NLSF这是Origin提供的功能最强大、使用也最复杂的拟合工具。方法是Analysis→Non-LinearCurveFit→AdvancedFittingTools或者FittingWizad具体的请自己体会。高级模式利用Function→new可以自定义拟合函数基本模式利用new可以自定义拟合函数-22-Wizad模式高级模式中利用Action→Dataset设置，在基本模式中用SelectDataset设置。第六章数据分析数据分析主要包含下面几个功能：简单数学运算（SimpleMath）统计（Statistics）快速傅里叶变换（FFT）平滑和滤波（SmoothingandFiltering）基线和峰值分析(BaselineandPeakAnalysis)6-1简单数学运算数据来自Tutorial\Tutorial_1.dat,它的