gnuplot -Eine
praktischeEinführung
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Einführung
SkripteGraphen exportieren
GraphenformatierenBeschriftung
Bereichseinschränkung
DatenPlotten
Diagramm-Typen
Fitten
Graphenformatieren IIAchsen
Linien formatieren
Beschriftungen
Grid
gnuplot - Eine praktische Einführung
Daniel S. Steingrube
Institut für QuantenoptikLeibniz Universität Hannover
2010-05-14
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Gliederung
1 Einführung2 Skripte
Graphen exportieren3 Graphen formatieren
BeschriftungBereichseinschränkung
4 DatenPlottenDiagramm-Typen
5 Fitten6 Graphen formatieren II
AchsenLinien formatierenBeschriftungenGrid
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Was ist gnuplot?
gnuplot:Datenauswertung / -darstellungDarstellung mathematischer FunktionenDaten fittenErstellen wissenschaftlicher GraphenKostenfreiOperiert auf Originaldaten
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Ziel des Workshops?
Erstellen von Graphen für Praktikums-Protokolleinsbesondere zur Verwendung mit LATEXUmgang mit Plot-SkriptenFitten von Daten
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Hilfe: gnuplot\docs\gnuplot.pdf
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gnuplot starten
Linux: gnuplot-Befehlgnuplot
Windows: gnuplot-Befehlgnuplot
wgnuplot
wgnuplot_pipes
→ erstmal egal . . .
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gnuplot starten
Plottenplot sin(x)
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Plottenplot sin(x)
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Skripte erleichtern Bedienung von gnuplot
Skripte:Textdatei mit gnuplot-Befehlen, um einen Graphen zuerstellen
Vorteile:Speicherung → reproduzieren alter Grapheneinfache Änderungen von GraphenBefehle/Skript-Teile kopieren. . .
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Skripte:Textdatei mit gnuplot-Befehlen, um einen Graphen zuerstellen
Vorteile:Speicherung → reproduzieren alter Grapheneinfache Änderungen von GraphenBefehle/Skript-Teile kopieren. . .
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Beispiel Skript
Skript-Datei: skript.gplot sin(x)
In gnuplot das Verzeichnis wechseln: (change directory)cd ’D :\...\ Skript Verzeichnis ’
Das Skript ausführen:load ’skript .g’
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Beispiel Skript
Skript-Datei: skript.gplot sin(x)
In gnuplot das Verzeichnis wechseln: (change directory)cd ’D :\...\ Skript Verzeichnis ’
Das Skript ausführen:load ’skript .g’
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Beispiel Skript
Skript-Datei: skript.gplot sin(x)
In gnuplot das Verzeichnis wechseln: (change directory)cd ’D :\...\ Skript Verzeichnis ’
Das Skript ausführen:load ’skript .g’
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Über Skripte . . .
zeilenbasiert:Ein Befehl endet am Zeilenendecd ’Verzeichnis ’load ’skript .g’
Mehrere Befehle pro Zeile werden mit ; getrenntcd ’Verzeichnis ’; load ’skript .g’
Ein Zeile kann mit \ am Ende verlängert werdenplot sin(x),\
cos(x)
Kommentare:# Dies ist ein Kommentar ...plot sin(x)
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zeilenbasiert:Ein Befehl endet am Zeilenendecd ’Verzeichnis ’load ’skript .g’
Mehrere Befehle pro Zeile werden mit ; getrenntcd ’Verzeichnis ’; load ’skript .g’
Ein Zeile kann mit \ am Ende verlängert werdenplot sin(x),\
cos(x)
Kommentare:# Dies ist ein Kommentar ...plot sin(x)
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zeilenbasiert:Ein Befehl endet am Zeilenendecd ’Verzeichnis ’load ’skript .g’
Mehrere Befehle pro Zeile werden mit ; getrenntcd ’Verzeichnis ’; load ’skript .g’
Ein Zeile kann mit \ am Ende verlängert werdenplot sin(x),\
cos(x)
Kommentare:# Dies ist ein Kommentar ...plot sin(x)
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Über Skripte . . .
zeilenbasiert:Ein Befehl endet am Zeilenendecd ’Verzeichnis ’load ’skript .g’
Mehrere Befehle pro Zeile werden mit ; getrenntcd ’Verzeichnis ’; load ’skript .g’
Ein Zeile kann mit \ am Ende verlängert werdenplot sin(x),\
cos(x)
Kommentare:# Dies ist ein Kommentar ...plot sin(x)
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gnuplot zurücksetzen
gnuplot auf vordefinierte Einstellungen zurücksetzen:gnuplot neu startenDer reset-Befehl
Skriptreset
plot sin(x)
Achtung:die meisten, aber nicht alle Einstellungen werden zurückgesetzt!
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Graphen exportieren
Ausgabe-Format wählen:
Skript: Export epsreset
set terminal postscript epsset output ’graph .eps ’
plot sin(x)
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Ausgabe-Format wählen:
Skript: Export epsreset
set terminal postscript eps enhanced color linewidth 4 25set output ’graph .eps ’
plot sin(x)
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Exportierter Graph: graph.eps
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Graphen exportieren
Achtung:output-Datei schließen und terminal wieder zurücksetzen!
output-Datei schließen und terminal zurücksetzenset outputset terminal pop
Gesamt-Skript: Export epsreset
set terminal postscript eps enhanced color linewidth 4 25set output ’graph .eps ’
plot sin(x)
set outputset terminal pop
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Achtung:output-Datei schließen und terminal wieder zurücksetzen!
output-Datei schließen und terminal zurücksetzenset outputset terminal pop
Gesamt-Skript: Export epsreset
set terminal postscript eps enhanced color linewidth 4 25set output ’graph .eps ’
plot sin(x)
set outputset terminal pop
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Graphen exportieren
Anderes Ausgabe-Format: png
Skript: Export pngreset
set terminal png size 800 ,600 enhanced linewidth 4 20set output ’graph .png ’
plot sin(x)
set outputset terminal pop
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Ausgabe-Formate: Hilfe
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Graphen exportieren: Übung
Skript: Export epsreset
set terminal postscript eps enhanced color linewidth 4 25set output ’graph .eps ’
plot sin(x)
set outputset terminal pop
Skript: Export pngreset
set terminal png size 800 ,600 enhanced linewidth 4 20set output ’graph .png ’
plot sin(x)
set outputset terminal pop
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wxPinter - Skripte-Verwaltung
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Graphen formatieren: Beschriftung
Beschriftungset encoding iso_8859_1
set title " Schwingung ohne Dämpfung "set xlabel "Zeit t [s]"set ylabel " Amplitude {/ Symbol D}x [ beliebig ]"
plot sin(x) title " Schwingung "
alle Befehle stehen vor plot-BefehlBenutzung von Umlauten: set encoding iso_8859_1
Griechische Buchstaben: {/Symbol ...}falls es nicht klappt → klein schreiben: {/symbol ...}
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Graphen formatieren: Beschriftung
Beschriftungset encoding iso_8859_1
set title " Schwingung ohne Dämpfung "set xlabel "Zeit t [s]"set ylabel " Amplitude {/ Symbol D}x [ beliebig ]"
plot sin(x) title " Schwingung "
alle Befehle stehen vor plot-BefehlBenutzung von Umlauten: set encoding iso_8859_1
Griechische Buchstaben: {/Symbol ...}falls es nicht klappt → klein schreiben: {/symbol ...}
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Graphen formatieren: Beschriftung
Beschriftung → Ergebnis
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Graphen formatieren: Beschriftung
Beschriftung / mehrere Kurven in einem Graphen...
plot sin(x) title " Schwingung ", cos(x) notitle
mehrere Kurven: im plot-Befehl durch , trennenKurve ohne Titel: plot ... notitle
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Beschriftung → Ergebnis
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Graphen formatieren: Bereichseinschränkung
Bereichseinschränkung...
plot [0:][ -1.5:1.5] sin(x) title " Schwingung "
[Minimum:Maximum]
man kann eine oder beide Grenzen weglassen([Minimum:])Reihenfolge:[x-Achse][y-Achse][2. x-Achse][2. y-Achse]
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Bereichseinschränkung...
plot [0:][ -1.5:1.5] sin(x) title " Schwingung "
[Minimum:Maximum]
man kann eine oder beide Grenzen weglassen([Minimum:])Reihenfolge:[x-Achse][y-Achse][2. x-Achse][2. y-Achse]
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Graphen formatieren: Bereichseinschränkung
Bereichseinschränkung → Ergebnis
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Graphen formatieren: Übung
Aufgabe: so soll’s aussehen
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Daten: Format
Daten: Format
# Dies ist ein Kommentar0.1 0.01 0.9 0.00.2 0.04 0.8 0.50.3 0.09 0.7 1.00.4 0.16 0.6 0.50.5 0.25 0.5 0.00.6 0.36 0.4 -0.50.7 0.47 0.3 -1.00.8 0.64 0.2 -0.50.9 0.81 0.1 0.01 1 0 0.5
Dezimalzeichen ’.’
Spalten mit Leerzeichen oder Tabulator getrenntgnuplot plottet Spalten (und nicht Zeilen) gegeneinander
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Daten: Format
Daten: Format
# Dies ist ein Kommentar0.1 0.01 0.9 0.00.2 0.04 0.8 0.50.3 0.09 0.7 1.00.4 0.16 0.6 0.50.5 0.25 0.5 0.00.6 0.36 0.4 -0.50.7 0.47 0.3 -1.00.8 0.64 0.2 -0.50.9 0.81 0.1 0.01 1 0 0.5
Dezimalzeichen ’.’
Spalten mit Leerzeichen oder Tabulator getrenntgnuplot plottet Spalten (und nicht Zeilen) gegeneinander
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Grid
Daten: Format
Daten: Dezimalzeichen ’,’
set decimalsign ’,’
Daten: Format
# Dies ist ein Kommentar0,1 0 ,01 0,9 0,00,2 0 ,04 0,8 0,50,3 0 ,09 0,7 1,00,4 0 ,16 0,6 0,5...
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Daten plotten
Daten plotten...
plot ’sample .dat ’
→ Dies plottet die ersten beiden Spalten(bzw. nur die erste Spalte)
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Daten plotten
Daten plotten: Spalte 3 (y) über Spalte 1 (x)...
plot ’sample .dat ’ using 1:3
Daten plotten: Mittelwert der Spalten 2 und 3 über Spalte 1...
plot ’sample .dat ’ using 1:( 0.5*( $2+$3) )
mit $ auf Spalten referenzierenwichtig: Zahl ohne Klammern → Spalte,
Zahl innerhalb von Klammern, z.B. (1) → Wert
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Daten plotten
Daten plotten: Spalte 3 (y) über Spalte 1 (x)...
plot ’sample .dat ’ using 1:3
Daten plotten: Mittelwert der Spalten 2 und 3 über Spalte 1...
plot ’sample .dat ’ using 1:( 0.5*( $2+$3) )
mit $ auf Spalten referenzierenwichtig: Zahl ohne Klammern → Spalte,
Zahl innerhalb von Klammern, z.B. (1) → Wert
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Daten plotten
Daten plotten: Mehrere Kurven in einem Graphen...
plot ’sample .dat ’ using 1:2 title " Zweite Spalte ", \’sample .dat ’ using 1:3 title " Dritte Spalte ", \sin(x) title " Sinus ", \cos(x) title " Cosinus "
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Daten plotten: Übung
Aufgabe: so soll’s aussehen
→ Plotte Daten mess*.dat . . .
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Daten plotten: Diagramm-Typen
Daten plotten: mit Linien...
plot ’gauss .dat ’ u 1:2 with lines title " Messung "
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Daten plotten: Diagramm-Typen
Daten plotten: mit Fehlerbalken...
plot ’gauss .dat ’ u 1:2:3 with yerrorbars title " Messung "
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Daten plotten: Diagramm-Typen
Daten plotten: Balkendiagramm mit Fehlerbalken...
plot ’gauss .dat ’ u 1:2:3 with boxerrorbars title " Messung "
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Daten plotten: Diagramm-Typen
Daten plotten: Balkendiagramm mit Fehlerbalken...set boxwidth 0.25set style fill solid 0.3
plot ’gauss .dat ’ u 1:2:3 with boxerrorbars title " Messung "
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Daten fitten
Daten fitten: Funktion definieren, Variablen setzenf(x,w) = A*exp(-x**2/w**2)x0 =10; w =1.5; A =210;
plot ’gauss .dat ’ u 1:2:3 w boxerrorbars t " Messung ",\f(x-x0 ,w) title " Normalverteilung "
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Daten fittenf(x,w) = A*exp(-x**2/w**2)x0 =10; w =1.5; A =210;
fit f(x-x0 ,w) ’gauss .dat ’ via x0 ,A,w
plot ’gauss .dat ’ u 1:2:3 w boxerrorbars t " Messung ",\f(x-x0 ,w) t " Normalverteilung "
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Daten fitten
Daten fitten: mit usingf(x,w) = A*exp(-x**2/w**2)x0 =10; w =1.5; A =210;
fit f(x-x0 ,w) ’gauss .dat ’ using 1:2 via x0 ,A,w
plot ’gauss .dat ’ u 1:2:3 w boxerrorbars t " Messung ",\f(x-x0 ,w) t " Normalverteilung "
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Daten fitten
Daten fitten: mit Berücksichtigung der Fehlerf(x,w) = A*exp(-x**2/w**2)x0 =10; w =1.5; A =210;
fit f(x-x0 ,w) ’gauss .dat ’ using 1:2:3 via x0 ,A,w
plot ’gauss .dat ’ u 1:2:3 w boxerrorbars t " Messung ",\f(x-x0 ,w) t " Normalverteilung "
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Daten fitten: Übung
Daten fitten: So soll’s aussehen
Daten: beschleunigung.datTip: Definiere mehrere Funktionenf(x)= ...; g(x) = ...
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Achsen-Markierungen...set xtics 1,3 scale 2 out nomirrorset ytics 500 scale 2 inset mxtics 5 # Achtung : Anzahl der Zwischenstriche !...
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Logarithmische Achse...set logscale xset logscale y...
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Zweite Achsen...set x2label "Zeit t [s]"set y2label " Strecke [m]"set x2tics autofreq ; set xtics nomirror ;
plot ’beschleunigung .dat ’ u 1:2:3 axes x1y1 ... ,\’beschleunigung .dat ’ u 1:2:3 axes x2y2 ... # oder: axes x1y2
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Linien formatieren: linetypeplot ’data.dat ’ with lines linetype 1
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Graphen formatieren: Linien formatieren
Linien formatieren: linewidthplot ’data.dat ’ with lines lt 1 linewidth 2
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Graphen formatieren: Linien formatieren
Linien formatieren: linecolorplot ’data.dat ’ with lines lt 1 lw 2 linecolor 3,\
... linecolor rgb "red"
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Symbole formatieren: pointtype und pointsizeplot ’data.dat ’ with points pointtype 1 pointsize 2
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Legende...set key left reverse Left# Legende entfernen : unset key
plot ...
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Labels und Pfeile...set label 1 " Messung " at 2,1e3set arrow 1 from 2.2 ,7 e2 to 2,7e1set label 2 "Fit" at 1.5 ,3
plot ...
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Grid...set grid xtics mxtics ytics
plot ...
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ContactDaniel S. SteingrubeInstitut für Quantenoptiksteingrube (@t) iqo.uni-hannover.de
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