郑小宏
2005-10-21
对于在
Linux
下工作的人，如果你经常要画一些二维图和简单的三维图的话，那么，
gnuplot
无疑是一个非常好的选择，不仅图形漂亮，而且操作简单。当然如果需要质量更高的三维图，请用其他的一些专业绘图软件。建议大家学会使用
gnuplot
。这个小软件通常都是
Redhat
Linux
自带的，但自带的版本是
3.7
的，建议将其升级到
4.0
，新版本具有很多新功能。最新版本可以到
http://www.gnuplot.info
下载。
一些最基本的操作请大家看说明书。这里总结一下我在使用过程中遇到的一些问题以及解决的办法，目的是让那些以前不会的或不熟练的能快速入门，会画自己想要的图，因为原来的说明书很长，较难有针对性地很快找到自己想要的信息。这里简单的总结不可能面面俱到，所以大家不要抱怨我写的不全，更全面的了解还是请看说明书，网上的资料也多的是。其实这也是我们从网上一点一点搜集和摸索出来的。我相信看完后，应该平时最常见的问题基本上都能在这里找到答案。如果大家在使用过程中摸索到了我没有写到的技巧和体会，或有其它建议，请大家提告诉我，以不断完善这篇总结，谢谢！
一、
基础篇：
在
linux
命令提示符下运行
gnuplot
命令启动，输入
quit
或
q
或
exit
退出。
1
、
plot
命令
gnuplot
> plot sin(x) with line linetype 3 linewidth 2
或
gnuplot
> plot sin(x) w l lt 3 lw 2 %
用线画，线的类型（包括颜色与虚线的类型）是
3
，线的宽度是
2
，对函数
sin(x)
作图
gnuplot
> plot sin(x) with point pointtype 3 pointsize 2
或
gnuplot
> plot sin(x) w p pt 3 ps 2 %
用点画，点的类型（包括颜色与点的类型）是
3
，点的大小是
2
gnuplot
> plot sin(x) title 'f(x)' w lplt 3 lw
2 pt
3 ps 2 %
同时用点和线画，这里
title ‘f(x)’
表示图例上标
'f(x)'
，如果不用则用默认选项
gnuplot
> plot sin(x) %
此时所有选项均用默认值。如果缺某一项则将用默认值
gnuplot
> plot ‘a.dat’ u 2:3 w l lt 3 lw 2 %
利用数据文件
a.dat
中的第二和第三列作图
顺便提一下，如这里最前面的两个例子所示，在
gnuplot
中，如果某两个词，按字母先后顺序，前面某几个字母相同，后面的不同，那么只要写到第一个不同的字母就可以了。如
with
，由于没有其它以
w
开头的词，因此可以用
w
代替，
line
也可以用
l
代替。
2
、同时画多条曲线
gnuplot
> plot sin(x) title ‘sin(x)’ w l lt 1 lw 2, cos(x) title ‘cos(x)’ w l lt 2 lw 2
％两条曲线是用逗号隔开的。画多条曲线时，各曲线间均用逗号隔开就可以了。
以上例子中是对函数作图，如果对数据文件作图，将函数名称换为数据文件名即可，但要用单引号引起来。
3
、关于图例的位置
默认位置在右上方。
gnuplot
> set key left %
放在左边，有
left
和
right
两个选项
gnuplot
> set key bottom %
放在下边，只有这一个选项；默认在上边
gnuplot
> set key outside %
放在外边，但只能在右面的外边
以上三个选项可以进行组合。如：
gnuplot
> set key left bottom %
表示左下边
还可以直接用坐标精确表示图例的位置，如
gnuplot
> set key 0.5,0.6 %
将图例放在
0.5,0.6
的位置处
4
、关于坐标轴
gnuplot
> set xlabel ‘x’ %x
轴标为
‘x’
gnuplot
> set ylabel ‘y’ %y
轴标为
’y’
gnuplot
> set ylabel ‘DOS’ tclt 3 %
其中的
tc
lt 3
表示
’DOS’
的颜色用第三种颜色。
gnuplot
> set xtics 1.0 %x
轴的主刻度的宽度为
1.0
，同样可以为
y
轴定义
ytics
gnuplot
> set mxtics 3 %x
轴上每个主刻度中画
3
个分刻度，同样可以为
y
轴定义
mytics
gnuplot
> set border 3 lt 3 lw 2 %
设为第三种边界，颜色类型为
3
，线宽为
2
同样可以为上边的
x
轴（称为
x2
）和右边
y
（称为
y2
）轴进行设置，即
x2tics
，
mx2tics
，
y2tics
，
my2tics
。
gnuplot
> set xticsnomirror
gnuplot
> unset x2tics %
以上两条命令去掉上边
x2
轴的刻度
gnuplot
> set yticsnomirror
gnuplot
> unset y2tics %
以上两条命令去掉右边
y
轴的刻度
5
、在图中插入文字
gnuplot
> set label ‘sin(x)’ at 0.5,0.5 %
在坐标（
0.5,0.5
）处加入字符串
’sin(x)’
。
在输出为
.ps
或
.eps
文件时，如果在
set term
的语句中加入了
enhanced
选现，则可以插入上下标、希腊字母和特殊符号。上下标的插入和
latex
中的方法是一样的。
6
、在图中添加直线和箭头
gnuplot
> set arrow from 0.0,0.0 to 0.6,0.8 %
从（
0.0,0.0
）到（
0.6,0.8
）画一个箭头
gnuplot
> set arrow from 0.0,0.0 to 0.6,0.8 lt 3 lw 2 %
这个箭头颜色类型为
3
，线宽类型为
2
gnuplot
> set arrow from 0.0,0.0 to 0.6,0.8 noheadlt 3 lw 2 %
利用
nohead
可以去掉箭头的头部，这就是添加直线的方法。
注意，在
gnuplot
中，对于插入多个的
label
和
arrow
等等，系统会默认按先后顺序分别对各个
label
或
arrow
进行编号，从
1
开始。如果以后要去掉某个
label
或
arrow
，那么只要用
unset
命令将相应的去掉即可。如：
gnuplot
> unset arrow 2
将去掉第二个箭头。
7
、图的大小和位置
gnuplot
>set size 0.5,0.5 %
长宽均为默认宽度的一半，建议用这个取值，尤其是画成
ps
或
eps
图形的时候
gnuplot
>set origin 0.0,0.5 %
设定图的最左下角的那一点在图形面板中的位置。这里图将出现在左上角。
8
、画三维图
gnuplot
>splot ‘
文件名
’ u 2:4:5 %
以第二和第四列作为
x
和
y
坐标，第五列为
z
坐标。
9
．将图形输出到文件
在
gnuplot
中，输出文件的格式是由
terminal
来控制的。默认的情况下，都是输出到屏幕，即终端模式为
X11
。如果想输出到文件，则必须对
terminal
进行设置。要了解有那些终端类型，可以输入
set terminal
后回车，所有支持的终端模式（或文件格式）都列出来了。就我来说，输出文件的格式用得最多的是
ps
和
eps
文件。这在运行画图命令
plot
或
splot
前必须先运行如下两条命令：
gnuplot
>
set term post eps color solid enh
gnuplot
>
set output ‘a.eps’
其中第一条命令为设置终端模式，
post
即为
postscript
模式，这是输出到
ps
或
eps
文件必须有的。后面的
eps
，
color
，
solid
以及
enh
选项均可以有或没有，根据你的需要。
eps
表示输出为
eps
文件，没有就输出为
ps
文件；
color
表示输出图形为彩色，不用就会保存为黑白的；
solid
表示输出图中的所有线都用实线，不用则除了第一条线为实线外，其它的均用不同的虚线；使用
enh
(enhanced)
选项可以在图中插入上下标、希腊字母和特殊符号，不用则不能实现这些功能。后面的选项可以根据自己的需要选择一个或几个。
第二条命令对
output
的设置表示要输出的文件的名字。但是请注意，运行完这条命令后，还仅仅是定义了输出文件的名字，实际上，图还没画到这个文件里去。因此运行这两条命令还只是进行了必须的设置。然后运行如下命令
gnuplot
>
plot sin(x) w l
或
gnuplot
>replot
（假如前面已经运行过
plot
或
replot
命令的话）
这时，图形就在上面指定的文件中了。
要输出为其它格式，同样要进行这样的设置，比如要输出为
jpg
格式，则在运行画图命令前先运行如下命令：
gnuplot
>
set term jpeg
gnuplot
>
set output ‘a.jpg’
如果要由其它模式再返回到输出到屏幕，则运行如下命令：
gnuplot
>
set term X11
二、提高篇：
1
、如何在同一张图里同时画多个图
gnuplot
>set multiplot %
设置为多图模式
gnuplot
>set origin 0.0,0.5 %
设置第一个图的原点的位置
gnuplot
>set size 0.5,0.5 %
设置第一个图的大小
gnuplot
>
plot “a1.dat”
gnuplot
>set origin 0.5,0.5 %
设置第二个图的原点的位置
gnuplot
>set size 0.5,0.5 %
设置第二个图的大小
gnuplot
>
plot “a2.dat”
gnuplot
>set origin 0.0,0.0 %
设置第三个图的原点的位置
gnuplot
>set size 0.5,0.5 %
设置第三个图的大小
gnuplot
>
plot “a3.dat”
gnuplot
>set origin 0.5,0.0 %
设置第四个图的原点的位置
gnuplot
>set size 0.5,0.5 %
设置第四个图的大小
gnuplot
>
plot “a4.dat”
当然，如果后一个图中的某个量的设置和前一个的相同，那么后一个中的这个量的设置可以省略。例如上面对第二、第三和第四个图的大小的设置。前一个图中对某个量的设置也会在后一个图中起作用。如果要取消在后面图中的作用，必须用如下命令，如取消
label
，用
gnuplot
>
unset label
2
、作二维图时，如何使两边坐标轴的单位长度等长
gnuplot
> set size square %
使图形是方的
gnuplot> set size 0.5,0.5 %
使图形是你要的大小
gnuplot> set xrange[-a:a]
gnuplot> set yrange[-a:a] %
两坐标轴刻度范围一样
gnuplot> plot ‘a.dat’
3
、如何在同一张图里利用左右两边的
y
轴分别画图
gnuplot
> set xticsnomirror %
去掉上面坐标轴
x2
的刻度
gnuplot> set yticsnomirror %
去掉右边坐标轴
y2
的刻度
gnuplot> set x2tics %
让上面坐标轴
x2
刻度自动产生
gnuplot> set y2tics %
让右边坐标轴
y2
的刻度自动产生
gnuplot> plot sin(x),cos(x) axes x1y2 %cos(x)
用
x1y2
坐标，
axes x1y2
表示用
x1y2
坐标轴
gnuplot> plot sin(x),cos(x) axes x2y2 %cos(x)
用
x2y2
坐标，
axes x2y2
表示用
x2y2
坐标轴
gnuplot> set x2range[-20:20] %
设定
x2
坐标的范围
gnuplot> replot
gnuplot> set xrange[-5:5] %
设定
x
坐标的范围
gnuplot> replot
gnuplot> set xlabel 'x'
gnuplot> set x2label 't'
gnuplot> set ylabel 'y'
gnuplot> set y2label 's'
gnuplot> replot
gnuplot> set title 'The figure'
gnuplot> replot
gnuplot> set x2label 't' textcolorlt 3 %textcolorlt 3
或
tc
lt 3
设置坐标轴名称的颜色
4
、如何插入希腊字母和特殊符号
一般只能在
ps
和
eps
图中，且必须指定
enhanced
选项。在
X11
终端（即显示器）中无法显示。
gnuplot
> set terminal postscript enhanced
然后希腊字母就可以通过
{/Symbol a}
输入。例如
gnuplot
> set label ‘{/Symbol a}’
各种希腊字母与特殊符号的输入方法请见安装包中
gnuplot-
4.0.0
/docs/psdoc
目录下的
ps_guide.ps
文件。
另外还可参见：
http://t16web.lanl.gov/Kawano/gnuplot/label-e.html#4.3
5
、
gnuplot
中如何插入
Angstrom
（埃）这个符号
(A
上面一个小圆圈
)
脚本中在插入前先加入
gnuplot
>
set encoding iso_8859_1
这个命令，然后就可以通过
“{\305}”
加入了。如横坐标要标上“
k(1/
Å
)
”：
gnuplot
>
set xlabel 'k(1/{\305})
如果是
multiplot
模式，则这个命令必须放在
gnuplot
>
set multiplot
的前面。
如果后面还要插入别的转义字符，那么还要在插入字符后加入如下命令：
set
encoding default
安装包
中
gnuplot-
4.0.0
/docs/psdoc/ps_guide.ps
文件中的表中的‘
E
’代表那一列的
所有符号都用这个方法输入。
6
、
gnuplot
画等高线图
gnuplot
>splot ‘
文件名
.dat’ u 1:2:3 w l %
做三维图
gnuplot
>set dgrid3d 100,100 %
设置三维图表面的网格的数目
gnuplot
>
replot
gnuplot
>set contour %
设置画等高线
gnuplot
>set cntrparam levels incremental -0.2,0.01,0.2 %
设置等高线的疏密和范围，数据从
-0.2
到
0.2
中间每隔
0.01
画一条线
gnuplot
>unset surface
去掉上面的三维图形
最后用鼠标拽动图形，选择合理的角度即可。或者直接设置
(0,0)
的视角也可以：
gnuplot
>
set view 0,0
gnuplot
>
replot
这里注意，画三维图的数据文件必须是分块的，也就是
x
每变换一个值，
y
在其变化范围内变化一周，这样作为一块，然后再取一个
x
值，
y
再变化一周，作为下一数据块，等等。块与块之间用一空行格开。
7
、如何画漂亮的
pm3d
图
gnuplot
> set pm3d %
设置
pm3d
模式
gnuplot
> set isosamples 50,50 %
设置网格点
gnuplot
> splot x**2+y**2
％画三维图
gnuplot
> splot x**2+y**2 w pm3d
％画成
pm3d
模式，注意比较变化
gnuplot
> set view 0,0
％设置视角，（
0
，
0
）将投影到底面上去
gnuplot
> splot x**2+y**2 w pm3d
％重画，注意看变化
gnuplot
> unset ztics %
把
z
轴上的数字给去掉
gnuplot
> set isosamples 200,200
％使网格变细
gnuplot
> replot
％重画，注意看变化，主要是过渡更光滑
8
、利用脚本文件避免重复输入
有时候对某个数据文件做好一张图后，下次可能还要利用这个数据文件作图，但某个或某些设置要作些细微变化。这时候，可以把第一次作图时的命令全部写到一个文件里，如
a.plt
，下次只要将相应的设置做修改后，用下面的命令就会自动运行文件所有的命令而最后得到你要的图：
gnuplot
>
load ‘a.plt’
作为一个例子，假设文件名为
a.plt
，里面的内容为：
set
pm3d
set
view 0,0
unset
ztics
set
isosamples 200,200
splot
x**2+y**2 w pm3d
set
term post color
set
output ‘a.ps’
replot
那么启动
gnuplot
后，只要运行如下命令就可以了：
gnuplot
>
load ‘a.plt’
如果我们要得到的仅仅是
.ps
或
.eps
图，那也可以在
linux
命令提示符下直接运行如下命令：
[zxh@theoryzxh]$gnuplota.plt
9
、在
gnuplot
模式下运行
linux
命令
在
gnuplot
提示符下也可以运行
linux
命令，但必须在相应的命令前面加上
!
号。例如，假设很多参量都已经设置好了，但需要对某个数据文件
a.dat
进行修改后再画图，则可以用如下方式
gnuplot
>!vi a.dat
通过这种方式，所有的
linux
命令都可以在
gnuplot
环境里运行。
另外，也可以在
gnuplot
的提示符后输入
shell
，暂时性退出
gnuplot
，进入
linux
环境，做完要做的事情后，运行
exit
命令，又回到
gnuplot
环境下。
gnuplot
>
shell
[zxh@theoryzxh]$via.f
[zxh@theoryzxh]$f
77 a
.f
[zxh@theoryzxh]$a.out (
假设生成
a.dat
数据文件
)
[zxh@theoryzxh]$exit
gnuplot
>plot ‘a.dat’ w l
如有其它问题，欢迎共同探讨。
E-mail
：
exhzheng@163.com
posted on 2006-06-12 14:24
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