Gnuplot｜01 曲线图

本文介绍gnuplot中绘制二维曲线图的一些基本流程与参数设置。

gnuplot绘制曲线图包括两类：

函数绘图。指定函数定义区域，绘制函数曲线

数据绘图。读入数据文件，绘制数据分布曲线

二维曲线图是最简单，也是最常用的图形形式，常用于表达两个物理量之间的变换规律。如下面的图形反映了纵坐标y与横坐标之间成正弦函数规律。

绘制一条二维曲线图通常需要两列数据，这些数据可以是函数计算的结果，也可以是离散的点。

1 函数绘图

利用函数进行绘图非常简单，只需要使用命令即可，如绘制正弦函数图形，可以使用命令：

当然可以指定函数的作用区域，如指定x轴范围为[-pi : pi]：

也可以生成多个函数，如将正弦函数和余弦函数同时绘制在图形上：

生成图形如下图所示。

gnuplot内置了一些特殊的数学函数，在图形绘制时可以直接使用。这些函数如下表所示。

除此之外，还有一些特殊函数：

更多关于函数的内容描述可参阅gnuPlot用户手册。

2 数据绘图

gnuplot还支持绘制离散数据图像。在绘制离散图像之前，需要先准备数据文件。

gnuplot绘制离散数据图形的格式为：

使用过程中包含一些修饰词：。

skip N：告诉程序忽略输入文件开头的N行

binary：表示文件包含二进制数据

index：选择要绘制多数据集文件中的哪些数据集

every：指定一个数据集内的哪些点要绘制

using：指定文件中的哪些列以何种顺序使用

smooth：执行简单的过滤、插值， 或者在绘制之前对数据进行曲线拟合

bin：将单个输入点沿x方向分成大小相等的区间，并绘制每个区间的单个累积值

volatile：表示文件的内容可能无法在后面重新读取，因此应该保留在内部以供重复使用。

如有下面的数据文件temp.dat：

利用gnuplot绘制降水量随月份的变化曲线，可以使用：

此时绘制图形如下图所示：

若觉得图形不够美观，可以使用修饰：

关于修饰词的解释，后面再进行描述。这里若提示找不到文件，可以使用文件的绝对路径。表示使用文本数据中的第一列与第二列；表示使用带标记符号的线条进行曲线绘制。

绘制完成的图形如下图所示。

有时想得到光顺的曲线，此时可以使用修饰。

图形如下图所示。

那如果要将多列数据放到一个图上，可以使用下面的命令：

输出图像如下图所示：

3 图形样式

前面的示例也可以看出来，在绘制图形的过程中，我们加入了大量的图形修饰词，这些修饰词用于控制图形的样式。

gnuplot里面有几个控制点和线画法风格的参数：

linetype：线条类型

linewidth：线条粗细

linecolor：线条颜色

pointtype：数据点的类型

pointsize：数据点的尺寸

可以在gnuplot中输入命令，此时输出如下图所示的信息，其中包含了绘图中的一些修饰信息。

3.1 线条类型

线条类型可以使用修饰词来进行指定，常用的线条类型包括：等。

如下图所示。

3.2 线条粗细

线条粗细使用修饰词或来指定。

如用下面的命令绘制一条指定线宽为3的曲线：

生成图形如下图所示。

下面用绘制不同宽度的曲线，感受一下线宽。

生成图像如下图所示。

3.3 线条颜色

线条颜色使用修饰词或进行指定。颜色可以使用gnuplot内置代码或rgb颜色。

如利用下面的命令显示不同颜色的函数图形：

分别显示了内置颜色代码为1,2,3,4时的函数图形。

颜色代码对应的颜色，可以在利用命令显示的信息中找到，如下图所示的红色框选位置。

gnuplot也支持利用rgb颜色代码定义线条颜色，此时可以使用关键词。

如下面的命令：

分别用蓝色与红色显示正弦与余弦曲线，如下图所示。

3.4 数据点类型与尺寸

数据点的类型在面板中可以找到，下图所示的红色框选位置为内置数据点类型代号。

数据点类型使用修饰词或进行指定。如下面的命令使用代号为7的数据点类型：

生成的图形如下图所示。

数据点的尺寸可以使用修饰词或进行指定。如下面的命令指定数据点尺寸为2。

生成的图像如下图所示。

一般情况下不用修改数据点的大小。

4 图形元素

图形元素包括坐标轴、图题、图例等信息。可以指定坐标轴的分布范围。下面的命令生成一个函数图像。

图像如下图所示。

默认情况下有图例，但没有x、y轴的信息。可以利用以下命令指定坐标轴信息：

生成图像如下图所示。

若有选项不想使用，可以使用取消设置，如：

函数图像变为下面的形式：