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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：16491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)列進行標注，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，對應(yīng)于二維圖中的散點圖；其二是利用矩陣表(Matrix)來實現(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

相對而言，對數(shù)據(jù)列標記的方式比較容易。我們可以看到，在Origin默認的數(shù)據(jù)表格中，已經(jīng)對數(shù)據(jù)列進行了一個初始的分類。在每個數(shù)據(jù)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(tài)下是 A(X)，B(Y)，C(Y)，D(Y)。這些附加標記在將數(shù)據(jù)進行圖形化的時候，是用來確定數(shù)據(jù)列屬于X軸還是Y軸。

繪制三維圖時，首先應(yīng)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(shù)據(jù)列，點擊Set As，為它們設(shè)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(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)矩陣表的行標和列標分別對應(yīng)于X軸和Y軸的坐標數(shù)據(jù)，而矩陣表內(nèi)為Z軸的數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)表的行標和列標只是作為行列數(shù)目的標記，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提供了非常快捷的將數(shù)據(jù)表轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)表轉(zhuǎn)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(fā)現(xiàn)了，此時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(tǒng)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(diào)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(shù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的顯示量變得較少，有利于計算機更快顯示數(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(cè)對話框中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。