《计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件Origin第四章科学计算绘图软件Origin4.1Origin功能简介Origin是MicrocalSoftware公司推出的一个功能强大的数据分析/科学绘图软件，作为Windows应用程序，具备了Windows所提供的诸多方便直观的特点，尤其适用于那些经常进行大量数据处理及科学绘图的人员使用。现流行的版本为2.8，3.0，3.5，5.0,6.0,6.1,6.1版本的特色主要有：1）动态用户界面：计划组织；用计划管理器组织计划，对选择的窗口批处理。2）图形：图形组织；对页和数据组完整的界面，动态预览符号；创建图形；单击鼠标进入2D、3D图形模式；编排页面显示多个图形和工作表格；极快的图形绘制；多种式样2D图形(Line,scatter,line+symbol,area,areafill,inclusive/exclusiveareafill,bar, stackbar,floatingbar,high-low-close,3Dpie charts,functiongraphs,column,stackcolumn, floating column, XYAM vector, XYXY vector, polar, line series, time series,waterfall,termarydiagram,doubleYaxis，multi-panelXY)：2D等高线图；多种式样3D图形(XYZscatterwithdroplines and/or projections,trajectory,Bar,ribbon,wallswaterfall; Color map surfacewith projected contour,wire frame,surface with constantslicesinX/Ydirection.Cubeframe)；可独立设置页、轴、标记、符号、线等的颜色；多种线型可供选用：多种统计图；超过100个内置的符号可供选择；可调整数据标记(颜色、字体等)：可选择多种坐标轴类型(线性、对数等)、坐标轴刻度及轴的显示：选择不同的记号：用绘图工具绘制简单图形：每页可显示多达50个（层)XY坐标轴：可输出为各种图形文件或以对象形式拷贝至剪贴板。3）数据分析：可选择数据范围；可进行线性、多项式和多重拟合；可进行快速FFT变换、相关性分析、FFT过滤、峰找寻和拟合：利用约200个内建的以及自定义的函数模型进行曲线拟合，并可对拟合过程进行控制；可进行统计、数学以及微积分计算。4）工作表：可支持多种数据格式输入，对数据量没有限制（受限于计算机内存容量大小），支持各种数据类型，并可进行数据转换等工作。5）此外Origin6.1还附带有用的工具(峰基线、数据平滑、数据探察等)；可使用内建脚本语言编程：可自定义用户界面：可使用外部函数等。6）系统要求：可工作于Windows95/98/2000orWindowsNT4.0或更高，硬盘空间41MB，内存16MBRAM。由于Origin的功能强大，我们在本章将重点介绍本软件6.1版本的数据处理及科学绘图的部分。其余的功能可参考软件的说明书或帮助文件自己学习。4-1
Origin 4-1 Origin 4.1 Origin Origin Microcal Software / Windows Windows 2.8, 3.0, 3.5, 5.0, 6.0, 6.1 6.1 1) 2) 2D 3D 2D (Line, scatter, line+symbol, area, area fill, inclusive/exclusive area fill, bar, stack bar, floating bar, high-low-close, 3D pie charts, function graphs, column, stack column, floating column, XYAM vector, XYXY vector, polar, line series, time series, waterfall, ternary diagram, double Y axis, multi-panel XY) 2D 3D (XYZ scatter with drop lines and/or projections, trajectory; Bar, ribbon, walls, waterfall; Color map surface with projected contour, wire frame, surface with constant slices in X/Y direction. Cube frame) 100 ( ) ( ) 50 ( )XY 3) FFT FFT 200 4) ( ) 5) Origin 6.1 ( ) 6) Windows 95/98/2000 or Windows NT 4.0 41MB 16 MB RAM Origin 6.1
双计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件OriginAD区MicrocalOrigin-FSuN计算机在化学中的座用2\originplotAnalysisToolsFleEditvieFormatWindowHelp国酒电绿原口丽TDOCOGrat口区DatalA(X)B(Y)1.51200.289C1500.3371800.38742100.436S2400.4851.062700.53573000.58383300.63103600.67915103900.7284200.776114.50120.824134800.871200400600800145100.918t(s)155400.964-4ZEOOAMLNUMData1*4.2Origin使用入门Origin的使用主要有两个部分，工作表格(Worksheet)和绘图窗口(PlotWindows)。使用绘图窗口，可以方便地更改图形的外貌、直观地进行数学分析、拟合。使用工作表格可以迅速进行大量的数据处理及转换。绝大多数实验数据的处理可以在Origin上完成，并且其数据处理和绘图可以同时完成，我们下面就通过计算对硝基苯酚醋酸酯水解的速率常数来说明其用法。采用初始浓度法，测定金属配合物模拟水解酶催化对硝基苯酚醋酸酯水解的速率常数，实验中得到的时间和吸光度值如下表。240t(s)1201501802102703003303603904204504800.2890.3370.3870.4360.4850.5350.5830.6310.6790.7280.7760.8240.871At(s)5105405706006306606907207507808108400.918 0.964 1.011 1.057 1,102 1.147 1.191 1.235 1.279 1.322 1.366 1.409A4-2
Origin 4-2 4.2 Origin Origin (Worksheet) (Plot Windows) Origin t(s-1) 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 A 0.289 0.337 0.387 0.436 0.485 0.535 0.583 0.631 0.679 0.728 0.776 0.824 0.871 t(s-1) 510 540 570 600 630 660 690 720 750 780 810 840 A 0.918 0.964 1.011 1.057 1.102 1.147 1.191 1.235 1.279 1.322 1.366 1.409
双计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件Origin4.2.1启动在“开始”菜单单击Origin程序图标即可启动Origin。Origin启动后，自动给出名称为Datal的工作表格4.2.2在Worksheet中输入数据在Worksheet的A(X)和B(Y)栏分别输入时l DatalOX间和吸光度值，如右图，Worksheet最左边的4A)B(Y)列为数据的组数，一般默认A和B列分别为X11200.289和Y数据。输入方法为依序输入。21500.33731800.3874.2.3使用数据绘图42100.436输入相应数据后，使用菜单Plot中Scatter2400.48562700.535-·按钮绘制命令，或使用工具栏中PlotScatter出分散点的图。该图形的点的形状和大小、坐标轴的形式、数据范围、均可通过用鼠标双击相应位置打开的对话框来Results Log调整。【2609-7-1615:25"/Graph1（2451741)】4Linear Regression for Data1 B:4.2.4回归分析Y=A+BX绘制Scatter图后，选ValueErrorParaneterAnalysis菜单中的FitLinear命D0.113460.00373B9.001567.09125E-6令则在图中会产生拟合的曲线（如前面Origin界面图）。在SDNPResultsLog窗口给出线性回归求<00.999760.0076725出的参数值，包括斜率、截距、T标准偏差、相关系数、数据点个A数等。该窗口的内容可以拷贝粘贴到其它程序中或保存为一个文本文件。其斜率为吸光度随时间的变化率dA/dt的值，进而可求得NA酯的初始水解速率。4.2.5文件保存和调用Origin可以将图形及数据保存为扩展名为".OPJ（早期3.0，3.5版本为".ORG")的文件，可以随时编辑和处理其中的数据和图形。所绘制的图形可以直接打印到打印机或拷贝粘贴到其它编辑软件中。4-3
Origin 4-3 4.2.1 Origin Origin Origin Data1 4.2.2 Worksheet Worksheet A(X) B(Y) Worksheet A B X Y 4.2.3 Plot Scatter Plot Scatter 4.2.4 Scatter Analysis Fit Linear ( Origin ) Results Log dA/dt NA 4.2.5 Origin .OPJ( 3.0, 3.5 .ORG)
从计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件Origin4.3Origin工作表格(Worksheet)的使用4.3.1输入、编辑和保存工作表格Origin工作表格支持许多种不同的数据类型，包括数字、文本、时间、日期等。Origin提供了许多向工作表格输入数据的方法：1）从键盘输入数据：打开或选择一个工作表格，选择一个工作表格单元格（鼠标单击该处），输入数据然后按Tab(一→)到下一列或按Enter()键到下一行，也可以用鼠标选定任意位置的单元格，再继续输入下一个值（在某单元格输入数据后必须按Tab键、方向键或Enter键将光标移动到其它单元格，才确认刚输入的数据)。光标移动键Enter光标向下移动一单元格←或shift+Tab光标向左移动一单元格(如已是最左边一列，将移到最右面一列)→或 tab光标向右移动一单元格(如已是最右边一列，将移到最左面一列)Home光标移到当前列的第一个单元格End光标移到当前列的最后一个单元格PgDn光标向下移一页PgUp光标向上移一页Ctrl+Home光标移到最左列的第一个单元格Ctrl+End光标移到最右列的最后一个单元格Ctrl+PgDn光标向右移一页Ctrl+PgUp光标向左移一页Ctrl+↓光标移到当前列的最后一个有值的单元格Ctrl+个光标移到当前列的最后一个有值的单元格或第一单元格Ctrl+i光标移到最左列同行的单元格Ctrl+→光标移到最右列同行的单元格如果某单元格的数值输错了或想更改某一单元格的数据值，可以选择该单元格并键入新数据，Origin自动覆盖原数据。要编辑一个单元格的数值，可以选择相应的单元格，按F2键或用鼠标单击指定的位置（单元格数值由反象显示变为正常显示，可以防止覆盖），可用下列的键编辑单元格的数值。可以按个\PageUp,PageDn或Tab键结束编辑状态。如果变更错误，可以按Ctrl+Z撤消刚进行的更改。4-4
Origin 4-4 4.3 Origin (Worksheet) 4.3.1 Origin Origin 1) ( ) Tab( ) Enter( ) ( Tab Enter ) Enter shift+Tab tab Home End PgDn PgUp Ctrl+Home Ctrl+End Ctrl+PgDn Ctrl+PgUp Ctrl+ Ctrl+ Ctrl+ Ctrl+ Origin F2 ( ) PageUp, PageDn Tab Ctrl+Z
双计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件OriginDelete删除光标右的一个值或所有选定的（反象显示）数值Backspace删除光标左的一个值或所有选定的(反象显示)数值Home移到单元格的最左端End移到单元格的最右端光标向左移动一字符←光标向右移动一字符→2）从文件中输入数据：ASCIl ImportOptions for Datal数据可以从ASCIl，Lotus,File StructureUpdate OptionsExceldBASE等文件形式导入，Delimited,delimiterUnknowAImpott Now..具体步骤：打开或选择一个工作CEixed,col widths.eg.6.3.3,8.)Cancel表格；选择File菜单中ImportAutomaticdeterminationof column types命令下相应的文件类型，打开文3#of lines used for structute testing.Other Options..件对话框，选择文件单击OK。When non-numneric is found in numeric fields:#of ColumnsRead as missing data国如果要输入一个ASCII数oFileHeader据文件，可以在打开前设置选CUnknown0Skipmainheader,numberof lines项，File-Import-ASCIIOption，Import IntoAuto determinetoskipmore header lines.Worksheet as打开ASCIIImportOptionforCSpecifyknown subheader lines(0,1.)0NewDataxxx对话框设置诸如列数，文件首忽略标题行数等。然后选择文件输入。3）通过剪贴板传递数据：工作表格的数据也可以通过剪贴板来从别的应用程序（如Word等）获得，具体应用方式与一般拷贝、粘贴一样。同样数据也可以在同一或不同的工作表格中交换。4）用行号或随机数填充列：可以用以下操作将一列或选定区域的单元格快速添充为行号、正随机数或一般随机数。选择相应的单元格区域，工具栏中单击按钮l（将列添充为行号）：l（将列添充为正随机数）：（将列添充为一般随机数）：或选择Column菜单中Fill ColumnWith命令：也可以右击鼠标选择Fill ColumnWith命令。（*欲显示该按钮，View:Toolbar命令，选WorksheetData)。5）用函数或数学表达式设置列的数值：见4.4.16）改变工具格中X的默认值：当我们用工作表格中的数据绘图而不指定X列时，Origin假定X的初始值为1，且其增加值为1。选择一个工具表格：如果已有X列，删除或忽略它：选择Format菜单中SetWorksheetX命令，出现对话框：输入初始X值和增加值：单击OK。从该工作表格绘图将使用默认的值。4-5
Origin 4-5 Delete Backspace Home End 2) ASCII, Lotus, Excel, dBASE File Import OK ASCII File-Import-ASCII Option ASCII Import Option for xxx 3) ( Word ) 4) ( ) ( ) ( ) Column Fill Column With Fill Column With (* View:Toolbar Worksheet Data) 5) 4.4.1 6) X X Origin X 1 1 X Format Set Worksheet X X OK X
从计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件Origin区Forall DatalcolumnsQkCancelInitial xvalueIncrement inx例：从1960年开始，以5年为单位绘制产值情况，可以在Worksheet中只输入产值，依上述操作改变X的起始值为1960，增加值为5。7）选择工作表格数据：Datal选择整个工作表格：鼠标单击工作表格左上角的空白处（如A(β)图)。10.86528选择一个单元格：鼠标单击单元格可选择单元格：选择一列：单击列标；选择一行：单击行的数码：选择多个单元格：鼠标向右下拖动(或选择初始单元格，Shift-单击终止单元格)：选择多列：在列标行拖动鼠标(或单击起始列标,Shift-单击终止列标);选择多行：在行数码处拖动鼠标（或单击起始行，Shift-单击终止行，间隔选取可按Ctrl键单击)；8）在一列中插入数据在在一列中插入一个单元格，可选择要插入单元格的位置，选择Edit:Insert命令或右击鼠标在快捷菜单中选择Insert命令，新的单元格出现在选中单元格上面：如插入n个单元格，可以先选择n个单元格，然后用Insert命令。9）删除单元格和数据清除整个工作表格内的数值：选择工作表格，在Edit菜单中选择ClearWorksheet命令，该工作表格中所有的内容均被删除。删除工作表格中的部分数据：选择工具表格，选择某个单元格或多个单元格，Edit菜单中选择Delete命令即可。如果该数据已被绘图，绘图窗口将重新绘图以除去删除的点。如仅欲删除数据而不删除单元格，可选择相应单元格，按Delete键。被册除数据的单元格将显示“"表示没有数值。10）保存数据：保存Origin文档的同时就保存了Worksheet中的数据。如欲将Worksheet中的数4-6
Origin 4-6 1960 5 Worksheet X 1960 5 7) ( ) ( Shift- ) ( , Shift- ) ( , ShiftCtrl ) 8) Edit:Insert Insert n n Insert 9) Edit Clear Worksheet Edit Delete Delete - 10) Origin Worksheet Worksheet
从计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件Origin据单独保存成文件，可选择Worksheet窗口：在File菜单中选择ExportASCII命令，出现FileSaveAs对话框，输入相应的文件名即可。一般数据文件可以.dat为扩展名。4.3.2调整工作表格的基本操作1）增加列：选择一个工作表格，Column菜单中选择AddNewColumns命令：打开AddNewColumns对话框，在其中输入要增加的列数，这样在工作表格的结尾处加上了所输个数的列(默认为Y)，所加的列按字母顺序标记(A,B,C,..X,Y,Z,AA,BB,CC，.），从尚未使用的第一个字母开始。标准工具栏中单击AddNewColumn按钮，也可在工作表格空白处右击鼠标，快捷菜单中选择AddNewColumn命令在工作表格的结尾处增加一列。2）插入列(行)：欲在工作表格的指定位置插入一列(行)，可将其右（下)侧的一列(行)选定，然后选择Edit:Insert命令或选择右击鼠标快捷菜单中的Insert命令，新列(行)插在选定列的左（上）侧。如果需要连续插入多列（行），可以重复上述操作多次或选定多列（行)，运行Insert命令。3）删除列(行)：欲从工作表格中删除一列(行)或多列(行)，可先反象选择这些列（行)，选择Edit:Delete命令或选择右击鼠标快捷菜单中的Delete命令，则所选定的列（行)被删除(注：其中所包含的数据同时也被删除，如仅想删除数据而不删除列/行，可选择Edit:Clear)。4）移动列：将所选定的列(反象)移动到工作表格的最左侧，选择Column:Move toFirst命令，如欲将其移动到最右侧，选择Column:MovetoLast命令。左右移动列也可以使用工具栏中的按钮★5）改变列宽：在列标上双击，打开WorksheetColumnFormat对话框，在ColumnWidth处输入字节的数值即可。6）行列互换：选择Edit:Transpose命令，可以将行列互换。7）改变列的格式：双击列标或右击列标在快捷菜单中选择Properties命令，打开WorksheetColumnFormat对话框。对话框可对列命名(ColumnName)：加列标(ColumnLabel)；将列指定为X,Y,Z,Error,Label等；设置数据显示类型和格式；设置列宽(字节）等。Origin工作栏由列定义,可以分别定义为X列、Y列、Z列、L列、和ErrorBal列。该定义决定这些值是否可以作为XYZ或ErrorBar绘图。可在WorksheetColumnFormat对话框的PlotDesignation定义也可选择工作表格中的一列，在Column菜单选择SetAS...命令设置。列的标题显示所选择的类型。Display中可以选择列的类型，Origin提供了7种类型，分别为：numeric&text4-7
Origin 4-7 Worksheet File Export ASCII File Save As .dat 4.3.2 1) Column Add New Columns Add New Columns ( Y) (A, B, C, . X, Y, Z, AA, BB, CC, .) Add New Column Add New Column 2) ( ) ( ) ( ) ( ) Edit:Insert Insert ( ) ( ) ( ) ( ) Insert 3) ( ) ( ) ( ) ( ) Edit:Delete Delete ( ) ( / Edit:Clear) 4) ( ) Column:Move to First Column:Move to Last 5) Worksheet Column Format Column Width 6) Edit:Transpose 7) Properties Worksheet Column Format (Column Name) (Column Label) X, Y, Z, Error, Label ( ) Origin , X Y Z L Error Bar XYZ Error Bar Worksheet Column Format Plot Designation Column Set AS Display Origin 7 numeric&text
从计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件Origin数值或文本、numeric 数值、text文本、time时间、Data日期、month月份和dayofweek星期。选择数据类型后，可在Format选择其显示的相应选项，如对常用的数值类型来讲，可以设置为小数、科学记数或工程记数方式：也可以设置小数位数、数据的类型（整数、双精度、浮点）。如果选择Applytoallcolumntotheright，则对右边诸列均采用此类型。也可以输入列标记。完成输入后单击OK即可。8)工具栏显示控制：鼠标双击工具栏边的空位，可以打开WorksheetDisplayControl对话框，通过该对话框可以设置Worksheet显示的字体颜色、字型和字号、背景和前景颜色、标题及单元格间隔线等的显示特性。Worksheet Column FormatColumn Name:BOKEnumerate allto the rightCancelOptionsPlot DesignationY一口Text &NunericDisplayDecimat:1000Format:Default Decimal DigitsNumeric DisplayApply tollcolumns tothe right8Colurnn WidthApply to allColumn LabetCutPasteUndoCopy一V4-8
Origin 4-8 numeric text time Data month day of week Format Apply to all column to the right OK 8) Worksheet Display Control Worksheet
双计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件OriginWorksheet Display ControlTextHeading OptionsOKBlack-Column NameColor. CellsCancelMultineNameHeadings Black7FColumn LabelPage Color..Use DefaultFRowStyle:Use System FontsBackgroundFontAralLight GrayMDivide LinePtSize12BlackMBoldGndsWorksheetMeasurementFYerticalColumn HeadingHeight12FHorgontalRowHeadngWidth40Gray口GapFrom TopoLineWidth0.5口(size in 1/10 of text height)4.4.Worksheet数据分析4.4.1工作表格计算1）排序：Origin可以对单列、多列、工作表格的一定范围或整个工作表格进行排序（包括简单和嵌套排序）。A.列排序：选择一列数据，Analysis菜单中选择SortColumn命令，B.选择范围排序：选择一定范围数据，Analysis菜单中选择SortRange命令。注：上面两种排序仅对选定的范围进行排序，而不管其数据同行的相关性。33323230232303194442204222202055210521210s521200662020062271972190719018881818091808 Sort Range Ascending323230C79419056l202002sl6210741222208918180Sort Worksheet AscendingC.工作表格排序：如选择列或一定范围后，Analysis菜单中选择SortWorksheet4-9
Origin 4-9 4.4. Worksheet 4.4.1 1) Origin ( ) A. Analysis Sort Column B. Analysis Sort Range Sort Range Ascending Sort Worksheet Ascending C. Analysis Sort Worksheet
双计算机在化学中的应用一第四章科学计算绘图软件Origin命令，则对选择范围排序，但基于同行数据的相关性。如上图示例二种排序有不同结果。2）设置列值：选择或打开一个工作表格，选择一列：选择Column:SetColumnValues命令或按按钮，也可右击鼠标选择SetColumnValues命令打开SetColumnValues对话框。区SetColumnValuesForrowito25Abs(x）Add Functionabs0Absolute valuecol (A)口Add ColumnCol (A)=col (A)-col (B)一口2UndoOCancelA.设定工作表格范围：在FromRow...to...输入设置列值的行号范围B.选择函数和数据集：AddFunction和AddColumn下拉菜单和相应的按钮帮助用户在表达式窗口建立合适的表达式。防止用户键入函数名称和数据集名称时发生错误。C.完成"Col(ColumnName)窗口的表达式，函数表达式中可以包括有数值、运算符号(+"“"“*"“，^")、函数(abs(),sinO)等)、数据集(Col(A),Col(C)等)和行号(i)等。Undo/Redo按钮可以取消或重复表达式编辑最后一步的变化，D.单击OK可完成计算。3）抽取数据基于用户定义的表达式的条件，从一个旧的工作表格中可以选取部分数值到新的工作表格中。操作方法：将要选择的工作表格激活：Analysis菜单中选择ExtractWorksheetData命令，打开对话框；对话框中输入数据范围，新工作表格名称和选取条件；单击Doit产生新工作表格。该表格保留原表格的所有格式，包括设置列值的数学表达式。4-10
Origin 4-10 2) Column:Set Column Values Set Column Values Set Column Values A. From Row to B. Add Function Add Column C. Col(ColumnName)= (+, -, *, /, ^) (abs(), sin() ) (Col(A), Col(C) ) (i) Undo/Redo D. OK 3) Analysis Extract Worksheet Data Do it