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【技能】Origin教程：三維圖形的繪制

來源：本站時間：2019-10-25 19:02:46 瀏覽：16490次

Origin不僅可以繪制二維的平面圖形，還可以將數據以三維圖形的方式呈現。一般而言有兩種做法，其一是將數據表中的數據列進行標注，使其形成X-Y-Z三組列數據，這樣繪制的三維圖是3D XYZ Scatter形式，對應于二維圖中的散點圖；其二是利用矩陣表(Matrix)來實現3D Surface數據的三維圖形化，繪制出的圖是三維曲面形式。

1、3D XYZ

相對而言，對數據列標記的方式比較容易。我們可以看到，在Origin默認的數據表格中，已經對數據列進行了一個初始的分類。在每個數據列的最頂端，有與Excel類似的列標記，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記，比如初始狀態下是 A(X)，B(Y)，C(Y)，D(Y)。這些附加標記在將數據進行圖形化的時候，是用來確定數據列屬于X軸還是Y軸。

繪制三維圖時，首先應確定它們的列標是否分別為X，Y，Z，如果不是這樣，可以右鍵選擇數據列，點擊Set As，為它們設定列標。然后點擊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需要的數據列表。矩陣表與數據列表(Work Sheet)的不同之處在于：

(1)矩陣表的背景是黃色的，而數據表的背景是白色的;

(2)矩陣表的行標和列標分別對應于X軸和Y軸的坐標數據，而矩陣表內為Z軸的數據;數據表的行標和列標只是作為行列數目的標記，X軸，Y軸，Z軸的數據均在數據表的單元格中顯示。

如下圖：左側是數據表，右側是矩陣表

Origin繪圖教程：三維圖形的繪制

Origin 8.6提供了非常快捷的將數據表轉化成矩陣表的功能。我們可以點擊Origin菜單欄上的Worksheet —> Convert to Matrix —> Direct —> Open Dialog，如下圖所示：

在彈出的對話框中的Data Format 選項中選擇X across column，X values in選項中選擇 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，有時候Origin程序會在轉換矩陣表的時候報錯，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，但是往往這時候數據點的間隔會有所增大，不過一般來說不會有太大的影響。

點擊OK后，就將Worksheet 數據表轉換成了Matrix表。然后再點擊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：

細心的同學也許發現了，此時Matrix狀態下的Plot菜單內的內容和原先Worksheet狀態下的Plot菜單內容有了明顯區別，這是Origin程序的最大特色，不同的界面激活的狀態下，菜單欄的內容是不同的，請大家一定要注意這一點。因為常常會有同學提出按照說明書的步驟無法完成與說明書一樣的操作，其實是自己沒有仔細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，系統會自動彈出下圖中的工具欄，點擊工具欄上的圖標可以對三維圖的視角進行調整，這樣有助于觀察三維圖的各個面的形貌。

Matrix表中的縱橫欄上默認的是行號和列號，如果我們希望在縱橫兩欄上顯示縱橫坐標軸的數值，可以點擊Origin菜單欄上的 View —— Show X/Y，如下圖所示(默認是Show Column/Row)：

在數據點超級多的時候，繪制的圖形尤其是三維圖形，我們會在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來使數據的顯示量變得較少，有利于計算機更快顯示數據，減少圖形處理器的數據處理量。這個水印只是在屏幕上顯示，導出成圖片格式后不會顯示Speed Mode字樣。

到雙擊繪制好的平面，在彈出的對話框Plot Details 中，選擇左側對話框中Graph - Layer【注意，是在Layer激活的狀態下，如下圖所示】，然后在右側的對話框中選擇Size/Speed，在下面的Worksheet data, Skip Points if needed下的數據框中填寫數字：數值越大，圖中的平面約光滑。