Origin 9.0科技绘图与数据分析超级学习手册

目　录
第1章　Origin 9．0概述　1
1．1　Origin简介　1
1．1．1　Origin 9．0特点　1
1．1．2　Origin 9．0功能　1
1．1．3　发展历程　2
1．1．4　软件应用　2
1．2　Origin的系统框架　3
1．3　Origin 9．0子目录及文件类型　4
1．3．1　Origin 9．0子目录　4
1．3．2　Origin文件类型　5
1．4　本章小结　6
第2章　Origin基础　7
2．1　工作空间概述　7
2．2　窗口类型　8
2．2．1　多工作表工作簿(Workbooks)窗口　8
2．2．2　绘图(Graph)窗口　9
2．2．3　多工作表矩阵(Matrix)窗口　10
2．2．4　版面布局设计(Layout page)窗口　11
2．2．5　Excel工作簿窗口　12
2．2．6　记事本(Notes)窗口　13
2．3　菜单栏　13
2．3．1　主菜单：对应不同子窗口类型　13
2．3．2　快捷菜单　15
2．4　工具栏　15
2．4．1　基础组　16
2．4．2　格式化组　17
2．4．3　数据表组　18
2．4．4　作图组　18
2．4．5　图形对象组　19
2．4．6　自动更新(AutoUpdate)工具栏　20
2．4．7　数据库存取(Database Access)工具栏　20
2．4．8　制定锁定(Makers_Locks)工具栏　20
2．5　本章小结　20
第3章　Origin的基本操作　21
3．1　项目文件操作　21
3．1．1　新建项目　21
3．1．2　打开已存在的项目　21
3．1．3　添加项目　22
3．1．4　保存项目　22
3．1．5　自动创建项目备份　22
3．1．6　关闭项目和退出Origin 9．0　23
3．2　窗口操作　23
3．2．1　从文件打开子窗口　23
3．2．2　新建子窗口　24
3．2．3　子窗口重命名　24
3．2．4　排列子窗口　24
3．2．5　最小化、最大化、恢复子窗口　24
3．2．6　隐藏子窗口　24
3．2．7　删除子窗口　25
3．2．8　刷新子窗口　25
3．2．9　复制子窗口　25
3．2．10　子窗口保存　25
3．2．11　子窗口模板　25
3．3　项目管理器　27
3．3．1　项目管理器打开/关闭状态切换　27
3．3．2　文件夹和子窗口的建立与调整　28
3．3．3　文件夹和子窗口的组织管理　28
3．4　文件类型　29
3．5　命名规则　30
3．6　定制Origin　31
3．6．1　Text Fonts选项卡　31
3．6．2　Page选项卡　32
3．6．3　Miscellaneous选项卡　32
3．6．4　Excel选项卡　34
3．6．5　Open/Close选项卡　35
3．6．6　Numeric Format选项卡　35
3．6．7　File Location选项卡　36
3．6．8　Axis选项卡　36
3．6．9　Graph选项卡　37
3．7　本章小结　37
第4章　电子表格与数据管理　39
4．1　工作簿和工作表　39
4．1．1　工作簿　40
4．1．2　工作簿窗口管理　40
4．1．3　工作表　41
4．1．4　列操作　44
4．1．5　行编辑　47
4．1．6　单元格操作　47
4．1．7　数据变换　48
4．2　矩阵工作簿　49
4．2．1　矩阵工作簿和矩阵工作表基本操作　50
4．2．2　矩阵工作簿窗口管理　50
4．2．3　矩阵窗口设置　51
4．2．4　矩阵工作表窗口操作　51
4．3　数据导入　52
4．3．1　导入ASCII格式　53
4．3．2　导入向导详解　56
4．3．3　数据库格式导入　63
4．3．4　其他格式导入　65
4．3．5　拖放式的导入　67
4．4　Excel集成　68
4．4．1　在Origin中使用Excel　68
4．4．2　Excel工作簿的使用　71
4．4．3　整合Excel与Origin功能　73
4．5　本章小结　74
第5章　二维图绘制基础　75
5．1　基本操作　75
5．1．1　基本概念　75
5．1．2　作图操作　77
5．2　图形设置　78
5．2．1　坐标轴设置　78
5．2．2　Graph的显示设置　81
5．2．3　图例(Legend)设置　84
5．3　Graph的各种标注方法　85
5．3．1　添加文本　85
5．3．2　添加日期/时间　86
5．3．3　希腊字母的标注　87
5．3．4　带有上标(下标)的标注　87
5．3．5　Origin自带的特殊符号标注　88
5．3．6　Origin数据图坐标刻度值特殊标注　89
5．4　插入和隐藏图形元素　90
5．4．1　插入图形和数据表　90
5．4．2　隐藏或删除图形元素　90
5．5　图形工具　91
5．5．1　使用Graph工具栏　92
5．5．2　使用Tools工具栏　92
5．5．3　使用Mask工具栏　95
5．5．4　对象管理　95
5．6　本章小结　95
第6章　各类二维图绘制介绍　96
6．1　函数绘图　96
6．1．1　在图形窗口中绘图　96
6．1．2　在函数窗口中绘图　97
6．1．3　从函数图形创建函数数据工作表　98
6．2　Origin内置二维图类型　99
6．2．1　线(Line)图　100
6．2．2　符号(Symbol)图　104
6．2．3　点线符号(Line+Symbol)图　110
6．2．4　柱状/条状/饼(Columns/Bars/Pie)图　114
6．2．5　多层曲线(Multi-Curve)图　121
6．2．6　面积(Area)图　131
6．2．7　特殊(Specialized)二维图　133
6．3　主题(Themes)绘图　145
6．3．1　创建和应用主题绘图　145
6．3．2　主题管理器和系统主题　147
6．3．3　编辑主题　149
6．4　本章小结　149
第7章　三维图形的绘制　150
7．1　矩阵数据窗口　150
7．1．1　创建Matrix窗口　150
7．1．2　Set Dimensions and Labels规格与标签　151
7．1．3　Set Properties属性　151
7．1．4　Set Values设值　152
7．1．5　Matrix窗口常用操作　152
7．2　三维数据转换　155
7．2．1　导入数据　155
7．2．2　将Worksheet中的数据转换为Matrix(Direct 方法)　156
7．2．3　扩展Matrix(Expand方法)　157
7．2．4　XYZ Gridding　157
7．2．5　XYZ Log Gridding　158
7．3　三维作图　158
7．3．1　从矩阵窗口创建三维图形　159
7．3．2　通过数据转换建立三维图形　161
7．3．3　三维图形设置　162
7．3．4　三维图形旋转　166
7．4　三维图形类型介绍　166
7．4．1　3D Surface 三维表面图　166
7．4．2　三维XYY图(3D XYY)　178
7．4．3　三维符号、棒状、矢量图(3D Symbol/Bar/Vector)　179
7．4．4　Contour(等高线图)　181
7．5　本章小结　184
第8章　绘制多图层图形　185
8．1　Origin图层的概念　185
8．2　多图层图形模板　186
8．2．1　双y轴图形(Double)　186
8．2．2　局部放大图(Zoom)　187
8．2．3　多面板图形　188
8．3　图层的添加　188
8．3．1　通过图层管理器(Layer Management)添加图层　189
8．3．2　通过菜单(New Layer(Axes))添加图层　192
8．3．3　通过Graph工具栏添加图层　193
8．3．4　通过Merge Graph Windows创建多层图形　194
8．4　绘图调整对话框　195
8．4．1　结合绘图模板创建图形　195
8．4．2　编辑修改图形　198
8．4．3　用不同工作表中的数据绘图　199
8．5　图层管理　201
8．5．1　创建双图层图形　201
8．5．2　调整图层　202
8．5．3　图层的数据管理　205
8．5．4　关联坐标轴　207
8．5．5　定制图例　208
8．5．6　自定义图形模板　210
8．5．7　图层形式的转换　211
8．6　插入和隐藏图形元素　212
8．6．1　插入图形和数据表　212
8．6．2　隐藏或删除图形元素　214
8．7　图轴的绘制　214
8．7．1　图轴类型　215
8．7．2　图轴设置举例　216
8．8　多图层绘图综合练习　218
8．9　本章小结　220
第9章　图形版面设计及图形输出　221
9．1　Layout窗口使用　221
9．1．1　向Layout 图形窗口添加图形、工作表等　221
9．1．2　Layout图形窗口对象的编辑　223
9．1．3　排列Layout图形窗口中的对象　225
9．2　与其他软件共享Origin图形　226
9．2．1　在其他应用软件嵌入Origin图形　227
9．2．2　在其他应用软件里创建Origin图形链接　228
9．3　Origin图形和Layout图形窗口输出　229
9．3．1　通过剪贴板输出　230
9．3．2　图形输出基础　230
9．3．3　图形格式选择　231
9．4　Origin窗口打印输出　233
9．4．1　元素显示控制　233
9．4．2　打印页面设置和预览　233
9．4．3　打印对话框设置　234
9．5　论文出版图形输出技巧　235
9．6　图形打印　236
9．7　本章小结　236
第10章　曲线拟合　237
10．1　回归分析概述　237
10．1．1　什么是回归分析　237
10．1．2　回归分析的分类　238
10．1．3　回归分析的过程　239
10．2　线性拟合　239
10．2．1　拟合菜单　240
10．2．2　线性拟合实例　240
10．2．3　拟合参数的设置　242
10．2．4　拟合结果的分析报表　246
10．2．5　关于分析报表　247
10．2．6　报表基本操作　248
10．2．7　报表中的图形编辑　248
10．2．8　多元线性回归　250
10．2．9　多项式回归　251
10．2．10　指数拟合　253
10．3　非线性拟合　255
10．3．1　基本过程　255
10．3．2　Nonlinear Fitting对话框详解　257
10．3．3　非线性曲面拟合　264
10．4　拟合函数管理器和自定义拟合函数　265
10．4．1　拟合函数管理器　265
10．4．2　自定义函数拟合　266
10．4．3　用自定义拟合函数拟合　268
10．5　拟合数据集对比　269
10．6　拟合结果分析　272
10．6．1　最小二乘法　272
10．6．2　拟合优度　272
10．6．3　残差图形分析　273
10．6．4　其他拟合后分析　275
10．7　曲线拟合综合举例　275
10．7．1　自定义函数拟合　275
10．7．2　指数函数线性回归　279
10．7．3　多峰值拟合　281
10．8　本章小结　283
第11章　数据操作与分析　284
11．1　数学运算概述　284
11．2　数据运算实例　285
11．2．1　Interpolate/Extrapolate Y from X．．插值/外推求Y值　285
11．2．2　Trace Interpolation 趋势插值　287
11．2．3　3D Interpolation三维插值　288
11．2．4　Interpolate/Extrapolate插值/外推　289
11．2．5　Simple Curve Math简单数学运算　290
11．2．6　Vertical Translate，Horizontal Translate垂直和水平移动　292
11．2．7　Average Multiple Curves平均多条曲线　292
11．2．8　Differentiate微分　294
11．2．9　Integrate积分　294
11．2．10　Subtract Straight Line、Subtract Reference Data扣除数据　295
11．3　数据排序及归一化　296
11．3．1　工作表数据排序　296
11．3．2　Normalize Curve 规范化/常态化曲线　297
11．4　本章小结　298
第12章　数字信号处理　299
12．1　信号处理概述　299
12．1．1　数字信号与信号处理　299
12．1．2　Origin信号处理　300
12．2　数据平滑和滤波　300
12．2．1　Smooth平滑　301
12．2．2　FFT Filter 滤波　303
12．3　傅里叶变换　305
12．3．1　Fast Fourier Transform (FFT)快速傅里叶变换　305
12．3．2　Inverse Fast Fourier Transform(IFFT)反向快速傅里叶变换　307
12．3．3　Short-Time Fourier Transform (STFT) 短时傅里叶变换　308
12．3．4　Convolution 卷积　309
12．3．5　Deconvolution去卷积　310
12．3．6　Coherence 相干性　311
12．3．7　Correlation 相关性　312
12．3．8　Hilbert Transform 希耳伯特变换　313
12．4　小波变换　314
12．4．1　Continuous Wavelet连续小波变换　314
12．4．2　Decompose分解　314
12．4．3　Reconstruction 重建　315
12．4．4　Multi-Scale DWT 多尺度离散小波变换　316
12．4．5　Denoise 除噪　317
12．4．6　Smooth 平滑　318
12．5　本章小结　319
第13章　峰拟合和光谱分析　320
13．1　单峰拟合和多峰拟合　320
13．1．1　单峰拟合　320
13．1．2　多峰拟合　322
13．2　谱线分析(Peak Analyzer)向导对话框　323
13．3　基线分析　324
13．3．1　数据预处理　324
13．3．2　用谱线分析向导创建基线　324
13．4　用谱线分析向导多峰分析　327
13．4．1　多峰分析项目基线分析　328
13．4．2　多峰分析项目寻峰和多峰分析　328
13．4．3　多峰分析项目举例　329
13．5　用谱线分析向导多峰拟合　333
13．5．1　多峰拟合页面　334
13．5．2　多峰拟合举例　336
13．6　谱线分析向导主题　340
13．7　本章小结　340
第14章　统计分析　342
14．1　统计分析简介　342
14．1．1　什么是统计学　342
14．1．2　Origin中的统计分析　343
14．2　统计图形　344
14．2．1　直方统计图(Histogram)　344
14．2．2　概率直方图(Histogram +Probabilities)　346
14．2．3　多层直方图(Stacked Histogram)　347
14．2．4　方框统计图(Box Chart)　348
14．2．5　QC质量控制图(QC(X-Bar R)Chart)　352
14．2．6　散点矩阵统计图(Scatter Matrix)　354
14．2．7　柏拉图(Pareto Chart)　355
14．2．8　概率图(Probability Plot)　358
14．2．9　分位数-分位数图(Q-Q Plot)　358
14．3　描述统计　359
14．3．1　数据准备　359
14．3．2　Statistics on Columns列统计　360
14．3．3　Statistics on Rows行统计　361
14．3．4　Correlation Coefficient相关系数统计　362
14．3．5　Frequency Counts频率统计　363
14．3．6　Discrete Frequency 离散频率计数　364
14．3．7　Normality Test正态测试　365
14．3．8　2D Frequency Count/Binning二维频率统计分布图　366
14．4　方差分析　367
14．4．1　Analysis of variance，ANOVA 方差分析　367
14．4．2　One-Way ANOVA单因素方差分析　368
14．4．3　One-Way Repeated Measures ANOVA单因素重测数据的方差分析　371
14．4．4　Two-Way ANOVA双因素方差分析　372
14．4．5　Two-Way ANOVA双因素重测数据的方差分析工具　374
14．5　假设检验　376
14．5．1　One-Sample t-Test单样本t检验　377
14．5．2　Two-Sample t-Test两个样本t检验　378
14．6　存活率分析　382
14．6．1　Kaplan-Meier Estimator模型　382
14．6．2　Cox proportional hazards模型　383
14．6．3　Weibull Fit模型　385
14．7　功效和样本大小计算　386
14．7．1　One-Sample t-Test 单样本t检验　386
14．7．2　Two-Sample t-Test双样本t检验　387
14．7．3　One-Way ANOVA单因素方差分析　388
14．8　其他分析方法简介　389
14．8．1　nonparametric tests 非参数检验　389
14．8．2　Receiver Operating Characteristic curves， ROC curves受试者工作特性曲线　389
14．9　本章小结　389
第15章　图像处理　390
15．1　数字图像处理概述　390
15．2　图像的输入和分析　391
15．2．1　图像的输入　391
15．2．2　图像分析　392
15．3　图像的处理工具　393
15．3．1　图像调整　393
15．3．2　图像数学转化　394
15．3．3　图像转换　397
15．3．4　图像几何变换　401
15．3．5　空间滤镜　401
15．4　图像处理工具应用举例　405
15．4．1　图像调整举例　405
15．4．2　图像数学转换举例　406
15．4．3　图像转换举例　408
15．4．4　图像几何变换举例　410
15．4．5　空间滤波举例　412
15．5　本章小结　413
第16章　编程及自动化　414
16．1　LabTalk脚本语言　414
16．1．1　Command Window　414
16．1．2　执行命令　415
16．1．3　LabTalk语法　416
16．2　Origin C语言　419
16．2．1　Origin C语言工作环境　419
16．2．2　Origin C与其他语言对比　420
16．2．3　Origin C与C++　420
16．2．4　Origin C与C#　420
16．2．5　创建和编译Origin C程序　421
16．2．6　使用创建的Origin C函数　422
16．3　X-Functions　422
16．3．1　X-Function的使用　423
16．3．2　创建X-Function　423
16．3．3　XF Script对话框　426
16．3．4　访问X-Functions　427
16．4　本章小结　429
参考文献　430