Origin 8幾類(lèi)目標(biāo)數(shù)據(jù)生成方法的研究

袁鵬亮

(1.慶陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 能源工程系，甘肅 慶陽(yáng) 745000； 2.西北工業(yè)大學(xué) 電子信息學(xué)院，陜西 西安 710129)

Origin8幾類(lèi)目標(biāo)數(shù)據(jù)生成方法的研究

袁鵬亮1,2

(1.慶陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 能源工程系，甘肅 慶陽(yáng) 745000； 2.西北工業(yè)大學(xué) 電子信息學(xué)院，陜西 西安 710129)

Origin是一款被廣泛使用的繪圖軟件，尤其是在科技論文寫(xiě)作與結(jié)果展示當(dāng)中使用非常頻繁.本文就Origin中的數(shù)據(jù)排序、弧度角度值轉(zhuǎn)換、格式模板使用、多y軸圖表生成等幾個(gè)常見(jiàn)且較為關(guān)鍵的數(shù)據(jù)處理問(wèn)題，給出有效的解決方法，以期對(duì)此類(lèi)問(wèn)題的處理提供借鑒.

Origin；數(shù)據(jù)處理；繪圖

Origin是美國(guó)OriginLab公司出品的較流行的專(zhuān)業(yè)函數(shù)繪圖軟件，可以用于交互式的圖表和數(shù)據(jù)分析.自1991年問(wèn)世以來(lái)，由于其操作簡(jiǎn)便，功能開(kāi)放，得到了人們尤其是科技工作者的青睞，成為主流的作圖軟件之一.其數(shù)據(jù)分析功能涉及統(tǒng)計(jì)學(xué)、信號(hào)處理、曲線擬合以及極值分析等多個(gè)方面.Origin支持ASCII文本、excel、SPC以及DIADem等多種數(shù)據(jù)格式的導(dǎo)入，同時(shí)提供ADO來(lái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)建查詢(xún)工具[1]59-67，[2]31-32.

目前，關(guān)于Origin的文獻(xiàn)中大多數(shù)是針對(duì)某一學(xué)科的具體問(wèn)題的應(yīng)用研究[3]115-117，[4]85-88，[5]19-22，文獻(xiàn)[3]是在物理靜電場(chǎng)中的圖表生成應(yīng)用，而文獻(xiàn)[4-5]是在化學(xué)學(xué)科中的物化平衡和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方面的應(yīng)用，對(duì)于一些普遍性的數(shù)據(jù)處理問(wèn)題較少探討.本文就Origin 8中一些較常用到的普遍性的幾類(lèi)目標(biāo)數(shù)據(jù)處理的生成方法給出一些解決方法，以期能給絕大多數(shù)的問(wèn)題解決提供借鑒.

1 問(wèn)題與方法

1.1 數(shù)據(jù)導(dǎo)入的行列轉(zhuǎn)換

在Origin 8中，同類(lèi)數(shù)據(jù)以列向量形式存放，但在Matlab中為顯示方便，向量數(shù)據(jù)一般以行向量形式存放，在mat格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入時(shí)就面臨將行向量轉(zhuǎn)換為列向量存放形式的問(wèn)題(如圖1所示).

圖1 行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為列數(shù)據(jù)

反之亦然.

1)選中數(shù)據(jù)

鼠標(biāo)選中所要處理的行向量數(shù)據(jù).

2)行到列的轉(zhuǎn)換

選擇主菜單“worksheet”-“transpose”-出現(xiàn)提示窗口-OK，即可實(shí)現(xiàn)列向量到行向量的轉(zhuǎn)變.

對(duì)于行向量轉(zhuǎn)換為列向量的情況，同樣方法操作即可.對(duì)于復(fù)制粘貼過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，則更為簡(jiǎn)便.

“粘貼”之前在工作表窗口點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵-選擇“paste transpose”，即可輕松實(shí)現(xiàn)行向量形式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為列向量形式.

1.2 數(shù)據(jù)排序

若所處理的數(shù)據(jù)只有一列，則對(duì)于單列數(shù)據(jù)的排序，較為容易.

1)選中數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊右鍵選擇“sort column”;

2)有兩個(gè)備選菜單，“ascending”(升序排列)與“descending”(降序排列)，按需要選擇即可.

在實(shí)際使用中，常遇到的是對(duì)多列數(shù)據(jù)進(jìn)行排序操作.具體來(lái)講，假設(shè)現(xiàn)在有A、B兩列數(shù)據(jù)，A與B數(shù)據(jù)之間是一一對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系，完全相關(guān)聯(lián)的.若對(duì)一列數(shù)據(jù)排序，其他列必須隨之相應(yīng)跟隨變化.如果應(yīng)用單列數(shù)據(jù)的處理方法，其他列保持固定不變，不會(huì)隨主列調(diào)整，具體可見(jiàn)圖2.

1)選中數(shù)據(jù)

鼠標(biāo)選中要排序的具體列數(shù)據(jù).

2)排序

鼠標(biāo)右鍵-選擇“sort worksheet”，其余操作跟單列數(shù)據(jù)相同.

以AB兩列數(shù)據(jù)為例，應(yīng)用此方法，具體效果示意圖見(jiàn)圖3.

圖2 “Sort column”排序數(shù)據(jù)對(duì)比

圖3 多列數(shù)據(jù)整體排序?qū)Ρ?/p>

2 用函數(shù)來(lái)填充值

在實(shí)際應(yīng)用中，由于在Matlab此類(lèi)的軟件中，三角函數(shù)的計(jì)算是基于弧度值的，在遇到角度值時(shí)，必須先將其轉(zhuǎn)換為弧度值，方能進(jìn)行下一步的計(jì)算，這是弧度值轉(zhuǎn)化為角度值的問(wèn)題.數(shù)據(jù)在Matlab軟件處理完畢輸出圖表時(shí)，多數(shù)情況為了說(shuō)明的方便，又需要將弧度值轉(zhuǎn)化為角度值.這就是在實(shí)際工作中經(jīng)常會(huì)遇到弧度與角度值之間相互轉(zhuǎn)換問(wèn)題.

要處理此類(lèi)問(wèn)題可以用函數(shù)來(lái)填充值.可以將選中的數(shù)據(jù)作為輸入變量，通過(guò)用戶(hù)編寫(xiě)或指定函數(shù)得到新數(shù)據(jù).

圖4中A列數(shù)據(jù)是弧度值，我們利用自定義函數(shù)來(lái)轉(zhuǎn)換為角度值，結(jié)果存放在B列.在“set values”窗口，用戶(hù)可以自行編寫(xiě)轉(zhuǎn)換函數(shù).值得注意的是，處理的結(jié)果存放和處理的對(duì)象數(shù)據(jù)都需要正確指定.因此，有必要對(duì)“set values”窗口的做一說(shuō)明.圖5所示為系統(tǒng)自帶的一些函數(shù)，在F(x)菜單可以看到，包括一些基本的數(shù)學(xué)函數(shù)，如，求絕對(duì)值的abs函數(shù)，正余弦函數(shù)等.

“Formula”菜單可以對(duì)當(dāng)前自定義的函數(shù)進(jìn)行保存，以備下次直接調(diào)用，避免重復(fù)編寫(xiě).用戶(hù)保存過(guò)的函數(shù)在load菜單會(huì)自動(dòng)顯示名稱(chēng)，取一些便于識(shí)別的名稱(chēng)就顯得尤為重要.col(A)點(diǎn)擊下拉菜單可以選擇當(dāng)前保存數(shù)據(jù)的任意一列，點(diǎn)擊可以載入到編程窗口，便于輸入.灰色顯示的col(B)表示結(jié)果輸出所要放入的列位置，修改可點(diǎn)擊“>>”與“<<”.對(duì)于系統(tǒng)自帶函數(shù)，選中之后會(huì)自動(dòng)載入到編程界面，只需要用戶(hù)指定數(shù)據(jù)參數(shù).

圖4中A列數(shù)據(jù)是弧度值，B列為轉(zhuǎn)換得到的角度值.

1)選中數(shù)據(jù);

2)點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵-選擇“set values”-在輸入窗口寫(xiě)入表達(dá)式：Col(A)*180/pi-完成后，點(diǎn)擊“Apply”-可以看到輸出數(shù)據(jù)，確認(rèn)是否是所要求的-如果是，選擇“OK”.

A列：原始的弧度值數(shù)據(jù)，B列：轉(zhuǎn)換后的角度值數(shù)據(jù)圖4 弧度與角度值的轉(zhuǎn)換

圖5 函數(shù)對(duì)話(huà)框

3 圖表樣式模板

在科技論文寫(xiě)作中，基本上在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)寫(xiě)作的是同一個(gè)專(zhuān)題的內(nèi)容，圖形的生成需要有一定的相似性和繼承性.為滿(mǎn)足要求，對(duì)于作者常用的圖表風(fēng)格可以進(jìn)行保存，當(dāng)下次作圖時(shí)載入就可以快速方便地格式化圖表，極大地提高作圖效率.

主題樣式的操作窗口在“tools”-“theme organizer”，也可以通過(guò)快捷鍵F7打開(kāi)(見(jiàn)圖6).“apply theme to”可以選擇將主題用到“當(dāng)前圖表”或者是“文件夾中的使用圖表”以及“一個(gè)工程中的所有圖表”，再選中要使用的主題即可快速地格式化多個(gè)圖表.

圖6 主題操作的對(duì)話(huà)框

4 雙y軸、多y軸圖表的生成

多y軸圖在學(xué)術(shù)論文寫(xiě)作中會(huì)經(jīng)常用到，例如，在文獻(xiàn)[6-8]都有出現(xiàn).對(duì)于多y軸一般采用層來(lái)實(shí)現(xiàn).層的概念可以這樣理解，每一層可以理解為一層紙，但這里的紙非常特殊是完全透明的，第2層覆蓋在第1層上面，第3層覆蓋在第2層上，這樣多層疊加最后呈現(xiàn)單層所不具有的較為復(fù)雜的效果.但每一層又可以是獨(dú)立的，在這一層上任意的選擇數(shù)據(jù)都可以生成某一特征的圖表.由于Origin中的單層只能創(chuàng)建同一刻度的雙y軸，因此對(duì)于不同刻度的雙y軸、多y軸就必須利用層方能實(shí)現(xiàn).

雙y軸圖表的生成的具體步驟(本例中使用的原始數(shù)據(jù)見(jiàn)表 1)：

1)先按正常方式生成(X1,Y1)的圖表，此時(shí)為Y1的坐標(biāo)軸處于左端；

2)生成第2個(gè)圖表.點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“new layer”-“right Y”，第2個(gè)圖表的Y軸生成時(shí)即放置在圖表的右邊；

3)第2個(gè)圖表的數(shù)據(jù)選擇.選中第2個(gè)圖層，鼠標(biāo)右鍵-選擇“plot setup”-選擇第2個(gè)圖層-在可用數(shù)據(jù)選擇對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表-選擇plot type類(lèi)型為“l(fā)ine+symbol” -add-ok，最終生成的圖表見(jiàn)圖 7.

表1 原始數(shù)據(jù)

圖7 表1得到的雙y軸圖表

多y軸圖表的生成方法：

1) 第1層與第2層的做法與雙y軸方法相同；

2) 第3層坐標(biāo)的生成.

點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵-選擇“new layer”-“bottom x + left y”，完成.

這里的第3層的圖表的X坐標(biāo)的設(shè)計(jì)是用1層的X軸，因此需要這一步驟.點(diǎn)擊空白處，鼠標(biāo)右鍵-“l(fā)ayer management”-選擇“l(fā)ayer”列表的“l(fā)ayer 3”-選擇“Link”復(fù)選框-X Axis“straight to 1”-ok(見(jiàn)圖 8).此時(shí)，可以看到第3個(gè)圖標(biāo)以1層的x軸為x軸了.

y軸的偏移有兩種方法可以選擇，第一種是鼠標(biāo)拖曳y軸到滿(mǎn)意為止即可.第二種方法是利用設(shè)置參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn).鼠標(biāo)右鍵-axis-“title & format”-選擇setectio的“l(fā)eft”-選擇axis的“at position=”-在其下的percent/value填入數(shù)值(偏離到的X坐標(biāo))-ok(見(jiàn)圖 9).

圖8 坐標(biāo)軸的連接

圖9 坐標(biāo)偏移設(shè)置

第4層的做法與第3層相同，重復(fù)以上的234步即可.最終的效果圖見(jiàn)圖 10.

圖10 最終得到的多y軸效果圖

5 結(jié)語(yǔ)

Origin是一種較為常用的軟件，尤其在科技論文寫(xiě)作當(dāng)中必不可少.本文通過(guò)對(duì)個(gè)人使用過(guò)程中的總結(jié)，給出了行列轉(zhuǎn)換、排序、函數(shù)使用、主題模板以及多y軸圖表的生成等使用中常見(jiàn)問(wèn)題的解決辦法，這些問(wèn)題在各個(gè)學(xué)科的科技論文寫(xiě)作和PPT展示等場(chǎng)合都是經(jīng)常會(huì)遇到的，有一定的普遍性.在給出方法的同時(shí)，對(duì)某些使用者難以理解的概念作了較為通俗易懂的闡釋?zhuān)谡莆辗椒〞r(shí)概念理解上也有一定的提高.

[1] 方安平，葉衛(wèi)平.ORIGIN 8.0實(shí)用指南[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2009.

[2] 王 鵬,張季謙,丁中俊.基于Origin8.0軟件在運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用研究[J].物理教學(xué)探討,2015,33(9).

[3] 郝艷玲,王凱禮,王傳坤.基于origin軟件在靜電場(chǎng)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),2017,30(3).

[4] 吳 瓊.Origin軟件在物理化學(xué)相平衡教學(xué)中的應(yīng)用[J].化工高等教育,2017(3).

[5] 郭欣桐,俞佳娜,牛秀紅.Origin軟件在化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].化學(xué)工程與裝備,2017(3).

[6] Yan, F..Yang, P..Yang, F..Zhou, L.,Gao, M.Synthesis of Pattern Reconfigurable Sparse Arrays with Multiple Measurement Vectors FOCUSS Method[J]. IEEE Transactions on Antennas & Propagation, 2016, 95(6).

[7] Liu Y, Zhang L, Zhu C, et al. Synthesis of Nonuniformly Spaced Linear Arrays With Frequency-Invariant Patterns by the Generalized Matrix Pencil Methods[J]. IEEE Transactions on Antennas & Propagation, 2015, 63(4).

[8] Bencivenni C, Ivashina M V, Maaskant R, et al. Synthesis of Maximally Sparse Arrays Using Compressive Sensing and Full-Wave Analysis for Global Earth Coverage Applications[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2016, 64(11).

MethodsofDataProcessingAppliedinOrigin8

YUAN Pengliang1,2

(1.QingyangVocationalandTechnologyCollege,Qingyang745000,China;2.SchoolofElectronicsandInformation,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710129,China)

Origin as a graph software is used widespreadly, especially in writing papers and exhibiting achievements. In this paper, the author proposed some efficient and useful solutions on several general and key problems of data processing, such as data sorting, radian and angle value conversion, template application, and Multi Y axis chart generation, in order to provide help for people who faced these kinds of problems.

Origin; data analysis; plot

TP319

A

1671-8127(2017)06-0097-05

2017-02-11

2016年度甘肅省高等學(xué)?？蒲谢鹳Y助項(xiàng)目“非線性最小二乘法在陣列綜合中的應(yīng)用研究”(2016B-190)

袁鵬亮 (1980- )，男，甘肅慶陽(yáng)人，慶陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，西北工業(yè)大學(xué)在讀博士，主要從事陣列天線優(yōu)化與逆向設(shè)計(jì)、RF通信研究。

[責(zé)任編輯冰竹]