Origin基本教程.docx

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Origin基本教程

一．工作表（Worksheet）窗口

    和Excel的表格类似，比较简单，注意一下：

数据类型和格式就可以。

（略）

二．矩阵（Matrix）窗口

在Origin中的数据结构主要有工作表和矩阵，工作表中的数据可用来绘制二维和某些三维图形，但如果想绘制三维表面图或者三维轮廓图，则需要采用矩阵数决格式。

工作表与矩阵的转换：

1．矩阵格式中的行号和列号均以数字表示，其中列数字线性将X的值均分，行数字线性将Y的值均分。

如果要观察矩阵某列或行的X和Y值，选中该列或行的标题栏，选择菜单命令『View』－》『ShowX/Y』，X和Y的值就显示在行号或列号栏上。

在矩阵的每一个单元格中显示的数据表示Z值。

而其X，Y的值就为对应的列和行的值。

2．Origin直接提供了工作表和矩阵的相互转换方法。

工作表转换为矩阵：

直接转换，扩充转换，2D重新分级转换，规则XYZ转换，自由XYZ转换。

 矩阵转换为工作表：

直接转换，转换后生成具有XYZ列的工作表。

三．Excel工作薄窗口

基本上和Office里的Excel表差不多，而且Origin里的Excel工作薄和Office的Excel表，可以相互导入导出。

在Origin项目中有两中方法保存Excel工作薄：

即项目内和项目外。

这是Excel工作薄窗口特有的！

此外还可以把Excel工作薄保存为Office的Excel表。

注意：

如果对Excel工作薄重命名后要用”UpdateOrigin…”来更新，以建立项目和工作薄的联系。

用Excel工作薄中的数据画图：

（重点）

1．  对话框法，点击”Plot”菜单，选择”colume”子菜单，弹出”SelectDataforPlotting”对话框，分别用某列设置为X，某些列设置为Y，点击‘Plot’按钮即绘制出直方图。

2．  拖放法，选中Excel工作薄的列，并将其拖到Origin绘图窗口（拖不过去？

？

？

？

？

）

3．  缺省法，在Excel工作薄窗口激活的情况下，”Window”－>“OriginOption”－>“Excel”选项卡－>选择”DefaultPlotAssignments”。

四．二维图绘制

    1.数据曲线图包括二维和三维图。

二维图的数据来源为工作表或者Excel工作薄，可以键盘输入也可以从文件导入或者通过函数或者自定义写入。

2．来自工作表和Excel工作薄比较简单（略）

3．通过函数作图，包括笛卡尔（Cartesian）坐标图（直角坐标图）和极坐标图（Polar），其中极坐标图有分顺时针方向和逆时针方向！

操作简单

4．从函数图形创建数据工作表，（Demo版中没找到此功能？

？

？

？

）

5．Origin内置的二维图类型：

（重点）

（1）特殊线段/符号图

        A．两点线段图（在连续的两个点之间连线，而与下一个点断开，然后又两两连接，数据点以符号显示）

        B．三点线段图（在连续的三个点之间连线，而与下一个点断开，然后又每三个一组连接，数据点以符号显示）

        C．水平阶梯图（每两个数据点之间由一水平阶梯连线相连，数据点不显示）

        D．垂直阶梯图（每两个数据点之间由一垂直阶梯连线相连，数据点不显示）

        E．样条曲线图（每个数据点之间以样条曲线相连，数据点以符号形式显示）

        F．垂线图（用来体现数据线中不同数据点大小的差异，数据点以符号显示，并与X轴垂线相连）

（2）棒图（在绘制的图里，Y值以水平棒的长度来表示，而此时的纵轴为X，棒的宽度是可调整的）

（3）柱图（在绘制的图里，Y值以柱体的长度来表示，而此时的纵轴为Y，棒的宽度是可调整的）

（4）浮动棒图（以棒的各点来显示Y值，棒的首末端分别是对应于同一个X值的Y值的初值和末值。

）

（5）浮动柱图（以柱的各点来显示Y值，棒的首末端分别是对应于同一个X值的Y值的初值和末值。

）

（6）堆叠棒图（对应于每一个X值，Y值以棒的长度表示，X值为纵轴。

棒之间会产生堆叠，后一个棒的起始端是前一个棒的终端。

）

（7）堆叠柱图（对应于每一个X值，Y值以柱的高度表示，Y值为纵轴。

每个柱之间会产生堆叠，后一个柱的起始端是前一个柱的终端。

）

（8）面积图（图中Y值构成的曲线与X轴之间被自动填充，当Y列不止一列时，不同列依照时间先后顺序堆叠。

（9）填充面积图（图中两条数据曲线之间的区域被填充）

（10）极坐标图（Y值决定半径，X值决定角度）

（11）三角图（满足X+Y+Z＝1）

（12）餠图（图中表示各项所占的百分数）

（13）二维瀑布图（是对相似条件下在多个数据集之间进行比较的理想工具，有助数据间的对比分析）

（14）向量图

A．（X、Y、角度、长度）向量图（缺省状态下，最左边的Y列确定向量末端的Y坐标值，第2个y值确定向量的角度，角度是以X轴起始线逆时针旋转求得的，第三个Y列确定向量的长度。

B．（XYXY）向量图（最左边的X和Y列确定向量末端的XY坐标，第2组X和Y列确定向量起始处的XY坐标。

2

（15）气泡图和彩色映射图

     气泡图和彩色映射图可以说是三维的XY散点图。

它将XY散点图的点改变为直径不同或颜色不同的圆球气泡，用圆球气泡的大小或颜色代表第3个变量值。

A．              彩色映射图（每一行的两个Y值决定数据点的状态，左边的Y值提供数据点的值，而第2个Y值提供数据点符号的颜色）

B．               气泡图（每一行的两个Y值决定数据点的状态，最左边的Y值提供数据点的值，第2列的Y值提供数据点符号的大小

C．              彩色气泡图（每一行的三个Y值决定数据点的状态，最左边的y提供数据点的值，第2列Y值提供数据点符号的大小，第3列Y值提供数据点符号的颜色

五．三维图绘制

前面已经讲过，绘制二维图和简单的三维图可以用工作表数据，而要绘制三维表面图和三维等高图，则需要用矩阵数据。

1．  Origin矩阵数据的设置：

（1）设置维数和始末边界。

”Matrix”－>“SetDimensions”在对话框中设置：

Dimensions和Coordinates的值

（2）设置矩阵的数据值。

”Matrix”－>“SetValue”，假设用函数cos（x）+sin（y）

     2．等高线图

   用前面设置好的矩阵数据，作处的等高线图如下：

3.工作表转换为矩阵

将工作表转换为矩阵的方法有：

”Direct”，”ExpandColume”，”2DBinning”,”RegularXYZ”和RandomXyz。

具体采用那种方法根据情况而定，最常用的是:

RegularXYZ  和RandomXyz。

.这里介绍一个经验方法：

选中工作表中的x和y列作二维散点图，如果散点图显示为规则图形则选择”RegularXyz”，反之选择”RadomXyz”

转换步骤：

选中工作表中的Z列，菜单”Edit”－>“ConverttoMatrix”－>“Randomxyz”，然后在对话框中选择showplot项

4．  三维表面图

（1）       三维彩色映射表面图（根据X,Y,Z坐标确定点在三维空间内的位置，然后各点一直线相连，这样的栅格线就确定了三维表面。

（2）       其他三维表面图的做法类似（略）

5．  黑白线条＋数字标记的等高线图

注：

在xy坐标平面上，不同的z值的数据点连成的一条封闭曲线称为等高线

6．  定制三维图形

（1）       定制Z值等级

     步骤：

右键点击三维彩色映射表面图，在快捷菜单中选”PlotDetails”,然后在”PlotDetails”对话框中单击”Level”列的标题栏，打开”SetLevels”对话框，选择”Num.OfLevel”单选命令按钮，输入图形Z值等级数（eg12），，点击”OK”

（2）       定制填充颜色。

（在上面PlotDetails对话框中单击”Fill标题兰，选择所需的颜色

（3）       定制等高线（增加等高线颜色）

步骤：

在PlotDetails对话框中的”Surface/Projections”选项卡，然后在”FillColor文本框中单击选中”Bottom”下面的复选框，可显示底层的等高线颜色，然后将图形上移一定高度，菜单”Format”－>“Axes”－>“Z”，在From本文框中，输入上移高度。

”Ok”

7．  Origin内置三维图形类型。

如3Dbar，3DRibbon…等。

作图比较简单，参见教材P94－95（略）

六．多图层图形绘制

图层是Origin的一个重要概念和作图的基本元素，一个绘图窗口可以有多个图层（最多50），每个图层中的图轴确定了该图层中数据的显示。

在Graph窗口中图层用左上角的Icon标识。

1．  多图层图形模板

Origin提供了常用的多图层模板，包括双Y轴、左右对开、上下对开、四屏、九屏、叠层等模板

（1）       双Y轴图形模板（适用于试验数据中自变量数据相同，但有两个因变量的情况，如每隔一定时间测量一次电压和压力数据，自变量都是时间）

（2）       左右对开图形模板（试验数据分为两组不同自变量和因变量，但需要绘制在一张图上）

（3）       上下对开图形模板（试验数据分为两组不同自变量和因变量，但需要绘制在一张图上）

（4）       四屏图形模板（试验数据包括四组相关数列，而他们之间又没有公用的数列）

（5）       九屏图形模板（与四层类似）（略）

（6）       叠层图形模板（图层由低到高叠放，叠层数取决于工作表中选中的Y属性列数）

2．自创多图层模板

（1）在Graph窗口添加图层步骤：

A.菜单”Tools”－>“Layer”，打开Layer对话框；B.在Add选项卡中，选择与Y关联的按钮，就添加了一个图层Layer2。

C.右击Layer2图标从快捷菜单中选择”Layercontent”命令，弹出Layer2对话框，将AvailableData列中的数据添加到Layercontents列表，选择OK

（2）       排列图层

步骤：

A.菜单”Edit”－>“Add&ArrangeLayers…”，弹出TotalNumberofLayers对话框，将行数改为2，单击”yes”按钮，”OK”按钮

      B.选择新的图层，右键弹出”NewLayer（Axes）”－>“Linked：

Right”，则在图层上增加了右Y轴。

（3）在新图层中添加数据.

右击Layer图标从快捷菜单中选择”Layercontent”命令，弹出Layer对话框，将AvailableData列中的数据添加到Layercontents列表，选择OK

（4）       关联坐标轴（当建立了各层间的坐标关联后，改变某一图层的坐标轴标度，其他图层坐标轴也将根据改变自动更新。

步骤：

                                                       i.              右键单击Layer图标，在弹出的对话框中单击”LayerProperties..”按钮，打开”PlotDetails”对话框

                                                    ii.              选择”LinkAxesScale”选项卡，在”Link”下拉框内选择”Layerx”

                                                  iii.              在”XaxesLink组内选择”Straight（1to1）单选按钮，单击”OK”

3.定制图例（有问题）

      图例（Legend）是对图形中的曲线进行说明的部分。

Origin通过内嵌文本格式开关”/L（）”来确定图例中数据曲线的线形

 4.自定义图形模板

步骤：

单击”2DGraphis”工具栏上的Template命令按钮。

或者菜单”Plot”－>“TemplateLibrary…”命令即可选择绘图模板文件（扩展名otp）

保存图形模板步骤:

右键单击绘图窗口，从弹出菜单中选择”SaveTemplateAs..”

输入文件名即可。

测试保存的模板：

工作表激活，选择”Plot”－>“TemplateLibrary”，在对话框中的”Category”里选择”MyTemplate”目录，可以看见所保存的模板。

点击”Plot”按钮！

5．其他图层操作

（1）单图层图数据提取（用于多各数据集绘制出的图形）

（2）图层复制（”Edit”－>“Copy”－>“Paste”

 （3）图层删除（右键弹出DeleteLayer菜单命令）

（4）隐藏图层（右键弹出HideLayer菜单命令）

（5）显示所有图层（”View”－>“Show”－>“AllLayers”）

（6）图层页面设置（显示轴栅格：

”View”－>“Show”－>“AxisGird”）通过”Tools”－>“Layer”，打开对话框可以设置图层排列方式、页边距，页面宽度、高度等

6．图轴的绘制

一般2D图层有一个XY坐标轴，3D图层具有XYZ轴坐标。

Origin中的坐标系在”Axis”对话框中设置，双击坐标轴即可打开”Axis”对话框，其中提供了强大的坐标轴编辑和设置功能。

（1）设置轴刻度和类型，

所在的”Scale”选项卡。

（2）在2D图形坐标上插入断点（用于重点显示部分重要区间）

   步骤：

打开”Axis”对话框的Break选项卡。

选中”ShowBreak”按钮，在From和To文本框中输入断点的起止位置，点击”ＯＫ”。

（3）       调整坐标轴位置

步骤：

在”Axis”对话框中选择”Titel&Format”选项卡，然后在”Selecttion列表框中选择需要改变位置的X坐标轴，再在”Axis”下拉列表框中选择”AtPosition”，并在”Percent/Values”文本框中输入要调整的数值

（4）       插入放大多图层图形

七．图形版面设计（Layout）窗口

     版面设计窗口是将项目中的工作表数据，绘图窗口的图形及其他窗口或文本等构成”一幅油画（canvas）”。

工作表和图形都被当作图形对象，排列这些图形对象可创建定制的图形展示，供在Origin中打印或向剪切板中输出。

     1．向Layout窗口添加图形、工作表

新建版面，添加工作表、图形、文字等都比较简单（略）

     2．排列图形窗口中的对象

（1）用栅格（”View”－>“ShowGrid”）

（2）用对象编辑工具（”View”－>“Toolbars”，选中ObjectEdit工具栏）

      （3）对”ObjectProperties”对话框设置（双击图形对象）

     3．与其他应用软件（支持OLE）共享Origin图形（实用）

        使用Origin图形有嵌入和共享两种方式。

前者，只能显示Origin图形；后者不仅能显示还能编辑，当Origin中的原文件改变，在其他软件中相应变化

（1）       其他软件中嵌入Origin图形

  方法：

A.通过剪切板（Origin中”Edit”－>“CopyPage”；；其他软件中”Paste”）

        B.插入Origin图形窗口文件（*.ogg）（如在Word中，”插入”－>“对象…”

C．创建并插入新的Origin图形（如在Word中，”插入”－>“对象…”，在对话框中选择”新建”选项卡，在列表中选择”OriginGraph”，确定。

（2）在其他应用软件里创建Origin图形链接共享

       A.要创建链接Origin图形在项目文件中：

           打开项目文件，在要连接图形窗口”CopyPage”，在其他软件中，”编辑”－>“选择性粘贴…”，在对话框中的”形式”列表中选择”Origingraph对象”，选择”粘贴连接”单选按钮，”确定”

       B.要链接的图形以（*.ogg）存在

           在其他软件中，”插入”－>“对象…”，打开”对象”对话框；选择”由文件创建”选项卡；单击”浏览…”按钮，打开对话框，选择要插入的*.ogg文件，单击”插入”命令按钮；在”对象”对话框中，确认”链接到文件”复选框选中，单击确定命令按钮。

       C.建立完共享链接后，就可以在Origin中编辑图形，然后通过”Edit”－>“UpdateClient”，则目标应用软件中链接的图形也就更新了。

4．Origin图形和LayOut图形窗口输出

（1）通过剪切板输出（到其他应用软件）（前面已经详细讨论过，略）

（2）输出为图形文件

Origin支持多种图形格式（如.bmp，.gif，.jpg等），输出方法：

”File”－>“ExportPage“,打开”另存为…”对话框，然后按所需格式保存即可。

      5．打印输出（与其他应用软件相似）

       有以点需要注意：

元素显示控制功能，菜单”View”－>“Show”，从下来菜单中选择所需要显示的条目。

八．曲线拟合

在实验数据处理和科技论文中对实验结果的讨论中，经常要对实验数据进行线性回归和曲线拟合，用以描述不同变量之间的关系，找出相应的函数的系数，建立经验公式或数学模型。

Origin提供了强大的线性回归和曲线拟合（以非线性最小平方拟合为代表）功能。

此外还可以自定义拟合函数，以满足特殊需求。

1．  拟合菜单

在Origin的”Analysis”菜单下，有线性回归、多项式拟合、指数拟合以及S曲线拟合等命令。

采用拟合菜单前，待拟合数据必须激活，有些拟合函数还需要输入参数，拟合完成后，拟合曲线在图形窗口中，回归参数结果存在结果记录（ResultLog）窗口。

     方法：

激活Graph窗口，选择菜单”Analysis”－>“Fit…”，即可相应的拟合。

2．  拟合工具

Origin提供3种拟合工具：

线性拟合工具（LinearFitTool）、多项式拟合工具（PolynomialFitTools）、和S曲线拟合工具（SigmoidalFitTool）

      方法：

：

激活Graph窗口，选择菜单”Tools”从下拉菜单种选择相应的拟合工具。

     拟合对比工具：

确定两组数据的样本是否属于同一总体空间。

”Tools”－>“FitComparision…”在记录窗口显示对比的结果。

3．  NLSF向导

非线性最小平方拟合（NLSF）向导（Wizard），仅需要输入最常用的拟合选项，

步骤：

XY拟合数据选择－>拟合函数选择－>峰选择－>加权选择－>拟合控制

也可以自己定制向导，省略一些不需要的步骤（略）

LLSF有两种模式：

基本和高级模式，通过”More…”或者”BasicMode”相互切换

（1）       基本模式

   “Analysis”－>“Non-LinearCurveFit”－>“AdvancedFittingTool…”

    选择拟合函数”Selectfunctionv…”可以在方程和曲线间切换

（2）       高级模式

比基本模式多：

带菜单，函数文件浏览方式

4．  用自定义函数拟合

（1）自定义拟合函数

步骤：

在基本模式下，SelectFunction..对话框中，单击”New”按钮

   或高级模式下，菜单”Function”－>“New”，设置好函数名，参数，表达式，”Save”

（2）指定函数变量

   在”Analysis”－>“Non-LinearCurveFit”－>“AdvancedFittingTool…”，切换到高级模式，然后”Action”－>“DataSet”，在对话框中设置好变量

（3）曲线模拟

  在”Analysis”－>“Non-LinearCurveFit”－>“AdvancedFittingTool…”，切换到高级模式，然后”Action”－>“Simulate”，单击”CreateCurve”按钮

（4）拟合曲线

  在”Analysis”－>“Non-LinearCurveFit”－>“AdvancedFittingTool…”，切换到高级模式，然后”Action”－>“Fit”

（5）结果分析

  在”Analysis”－>“Non-LinearCurveFit”－>“AdvancedFittingTool…”，切换到高级模式，然后”Action”－>“Results”，弹出”GenerateResults”对话框，单击”Param.Worksheet”命令按钮，生成Parameters工作表窗口

5.用Origin内置函数拟合

       和自定义函数拟合类似，不过选择内置函数，“Fit”时，多点击“Iteration”（迭代）按钮几次，直到满意。

就得到回归方程的参数和误差等。

九．数据分析

    对实验数据的分析除了前面讲的线性回归、曲线拟合，还有其他的方法如：

统计分析、快速傅立叶变换、数据平滑滤波、基线和峰值分析

1．  数据选取工具（包括数据显示，屏幕数据读取、数据段选择，放大缩小等，前面已经讲过略）这里只讲一下：

屏蔽工具，

（1）    可以使被屏蔽的单元格中的数据不参与回归或数据分析、方法：

工作表激活，选择要屏蔽的单元格，右键弹出快捷菜单，从【Mask】中选择【MaskPointToggle】,单元格变为“红色”，恢复被屏蔽的格方法：

右键弹出快捷菜单，从【Mask】中选择【UnmaskRange】

（2）    屏蔽图形窗口的数据段方法：

选取要被屏蔽的数据段，右键弹出快捷菜单，从【Mask】中选择【MaskRange】，恢复数据段方法：

右键弹出快捷菜单，从【Mask】中选择【UnmaskRange】。

此外可以用：

【SwapMask】解除对当前数据段的屏蔽，同时屏蔽其他数据段。

2．  简单数学运算（Demo版中没有这些功能，等下个正式版）

（1）简单运算符操作

当进行图形窗口进行数学运算时，需要先对X列进行排序。

选择【Analysis】－>【SimpleMath】，打开“Mathon/betweenDataset”对话框，通过改对话框可实现两组数据的数学运算，此时运算会改变工作表中的数据

（2）减去参考数列

实现如：

Y=Y1-Y2的运算

（3）       减去参考直线

（4）       垂直和水平移动

（5）       多曲线平均

（6）       插值和外推

（7）       曲线微分

（8）       曲线数值积分

2．  统计分析

（1）  列统计【Statistics】－>【DescriptiveStatistics】－>【StatisticsonCol】,之后会创建一个表，包含：

平均值、最小值、最大值、值域、和、数据点数、标准差、平均值标准差以及平均值标准误差（该标准差和