簡単GNUPLOT

GNUPLOTでお絵かき

2011.Apr.14 svgでGO!追加
2009.Feb.04 きれいなEPS図作成追加
2005.Apr.12 初版

データをお絵かきしましょう。

データは
```
# t     x       y
0.1	2	3
0.2	3	4
0.3	4	5
0.4	6	7
0.5	2	4
```
のテキストファイルとします。 #が先頭にあるとコメント行になります。数値と数値の間は空白スペースでもtabでも構いません。
これを例えばdというファイル名で保存します。

set datafile separator ","

plot 'hoge.csv' using '%lf,%lf'

gnuplotを起動するとカレントフォルダはgnuplotのあるところになっています。したがってこのファイルを読み込むときは下のいずれかをします。
- cd 'ファイルのあるフォルダ'　して plot 'd' とする
- フルパスで指定する。たとえばeドライブのhogeというフォルダにあるときは plot 'e:\hoge\d'
フォルダの区切りは\でも/でもどちらでも構いません。必ずクォーテーション''で囲みましょう

これだと1列目(x軸)と2列目(y軸)のデータでしか描画されません。
```
plot 'd'　using 1:3 
```
とすると1列目(x軸)と3列目(y軸)のデータを使って描画します。

しかし、これではまだデータが点として表示されるだけです。線で結ぶには
```
plot 'd'　using 1:3 with lines
```
とします。
これだとデータ点が消えますので、両方描くときは
```
plot 'd'　using 1:3 with linespoints
```
とします。
with の後のオプションを忘れてしまったら
```
plot 'd'　using 1:3 with
```
でEnterキーを押してください。候補がたくさん出てきます。

重ねて描くときは、コンマを使って並べます。plotは最初の一回だけです。
```
  plot 'd' using 1:2 , 'd' using 1:3 with lines    
```

軸名は
```
set xlabel 'time'
set ylabel 'output'
```
などとします。

右上に出てくる注釈(凡例)を消したいときは
```
set nokey
```
とします。 set key で再設定できます。
```
set
```
でEnterキーを押してみてください。 set で設定できる候補がたくさん出てきます

右上に出てくる注釈の内容を変更したいときは、plotのoptionで titleがありますので、そこで設定します。
たとえば、 hogehogeという注釈にしたいときは
```
plot 'd' title 'hogehoge' with lines
```
とします。
with linesの前に設定することが必須のようです。 (ver4では気にしなくてもいいようです。)

範囲の設定は

set xrange[最小値:最大値]
set yrange[最小値:最大値]

などとします。

一つの画面にたくさん並べて描きたいときはmultiplotを使います。
(epsに直接落とすことはできませんので注意してください)
1. ```
set multiplot
```
2. 全ウィンドを左下:(0,0)--右上:(1,1)の範囲とし、描画するグラフの左下の座標を指示する
```
set origin 0,0.5
##左 0　上0.5 の位置
```
3. そして図面を縮小します。
```
set size 0.5
```
  でx,y軸両方向共通に縮小されます。
```
set scize x_sacle, y_scale
```
  で x,y 方向別サイズに縮小できます。たとえば
```
set multiplot
set origin 0,0.5
set size 1,0.5
plot 'd' using 1:2
set origin 0,0
plot 'd' using 1:3 with lines    
```
  としたらたて並びで表示できます。

印刷するには描画の出力先を変更するだけです。
注意!!!multiplotの結果を直接epsに落とすことはできません。 1つずつepsに落として、TeX上でまとめましょう。
またはclip board経由で行ってください(無保証)。

multiplotの結果をpngに落す !
gnuplotのグラフ描画面上で右クリックすると、クリップボード上に落せます。
落した後、IrfanViewを起動して、編集->張り付けをすると、表示されますのでそれを名前をつけて保存してください。(2008.2.18)

まず保存するファイル名を先に決めます。TeXで使うにはepsが便利です。拡張子をepsとして、hoge.epsとします。
```
set output 'hoge.eps'
```
注意:
このときの出力先のディレクトリ(フォルダ)はgnuplotが起動された時の、カレントディレクトリです。
pwdとコマンドを打てばわかります。多くは、「グニュプロットのあるフォルダ\gnuplot\bin」になるようです。

明示的にしたいときは
```
set output '保存先フルパス\hoge.eps'
```
とするか、
```
cd '保存先バス'
set output 'hoge.eps'
```
としましょう
印刷するには描画の出力先を変更します。 epsにするにはpostscriptを出力先にして、オプションをepsとします。色つきにするにはcolorも必要です。
```
set terminal postscript eps color
```
先ほど画面で表示したものと同じものを描画します。
```
replot
```
画面上にはなにも現れません。outputで設定したファイルに直接書き込まれます。

モニタ画面に出力先を戻します。
```
set terminal windows
```
gnuplotを終了したら、 illustratorなどで拝むことができます。
illustratorでグループ解除したら一つずつ加工できます。

または、最後に
```
set output
```
とします。(output先を指定しない)
こうすると、gnuplotを終了しなくても拝めます。(2007.8.10new)
または、
```
unset output
```
pauseというおまじないがあります。
```
pause -1
pause 1
pause 秒数
```
-1はEnter Keyが押されるまでPauseするそうです。

さて、こんなことをgnuplotの画面上で毎回行っていては非効率です。以上のスクリプトをまとめてしまいましょう。

set xlabel 'time'
set ylabel 'output'
plot 'd' using 1:2, 'd' using 1:3 with lines    
set output 'hoge.eps'
set terminal postscript eps color
replot
set terminal windows
set output

としたものをファイル名をつけて保存してください。 fugaとします。フォルダを指定した後

load 'fuga'

とすると一発です。
途中デバッグするなら先頭に#をつけるだけです。(コメント扱いになります)
最後のset outputとすることで、ファイルを開放するので、 gnuplotを起動したままgvなどでの図面の描画が出来ます。

svgでGO!。

2011.4.14追記
TeXに使用する図面はeps形式が良いのですが、epsの図面を編集できるソフトウェアは、あの高価なillustrator以外は見つかりません。
最近普及してきたフリーソフトのinkscapeはepsと同じベクトル形式のsvgが標準ですが、 epsに変換できる上、gnuplotをsvg形式で出力したら、色々加工細工ができます。

set terminal svg 
set output 'hoge.svg'

として、出力後、ターミナル上で

inkscape -z　(-f) hoge.svg -E hoge.eps

としてください。-zはコンソールでのファイル処理だけを扱う。 -fは指定したドキュメントでなくても良いようです。

set terminal svgの後ろにオプションを色々つけることで、線の太さやフォントなどを自由に指定できるようです。Tryしてみて下さい。

そのうえmultiplotも出力に扱えます!!!

set terminal svg
set multiplot

と、multiplotを呼び出す前に、terminalを変えておいた方が良いようです。
これで大変しあわせになると思います。

きれいなEPS図面を作成する。

2009.2.4追記
上述のように、epsの図面を作成しても、そのままでは文字フォントがHelbeticaで小さいし、線も破線で細くて見えにくいなど、見栄えが良くありません。これを解消します。
gnuplotの特長として、ターミナル(windows,postscrip,x11など)毎に、線や文字の設定が違うことがあります。これを頭に置いてください。
なお、以下の設定は私の試行(w2k,gnuplot4.2 patch9)によって得られた結果なので、環境が違う場合は各自試行してください。

線を変える。

(1) 線の種類を変える

gnuplot(ver.4)では

set stlye line n

とすることで n番目の線の種類を指定する事ができます。
具体的には、

set style line n lt m lc color lw k

とすることで、 n番目の線種を、ラインタイプ(lt)をn,色(lc)をcolor,太さ(lw)をk に設定できます。

ラインタイプ:1から8までは指定可能なようです。(試行した結果)
1:実線,2:破線,3:点線,4:細かい点線?,5:一点鎖線,6:一点鎖線, 7:二点続いた線(?),8:二点鎖線です。
色:指定方法はいろいろあるようです。
- 判りやすいのは、
```
rgbcolor 'red'
```
  とする方法でしょうか。
  'red' のほかに、green,blue,purple,navy,などがあるようです。
- 直接rgbの値を指定する方法もあるようです。
```
rgbcolor '#808000' # olive
rgbcolor '#00ffff' # aqua
rgbcolor '#800000' # maroon
```
線の太さ:0.25ptの倍数で指定します。1--6で、0.25ptから1.5ptまで指定が可能です。

(2) 使い方

単純に線の太さだけを変えるなど、デフォルトから少し変えるだけなら、

plot 'd' using 1:2 w l lw 2

などのように、lw,lcを直接設定すればいいようです。
自分の設定した線種を使う時は、

plot 'd' using 1:2 w l ls 2

のようにlsで指定します。
画面に現れた結果とepsとして保存した結果は違いますので、必ず、epsファイルをgvなどで見て、確認してください。

文字(font)を変える

全体を設定する方法

terminal起動時のオプションで指定できます。

set terminal postscript eps color "Times-Roman,40"

などとします。
最初のTimesがフォント名、Romanが字体名、次の数値が文字の大きさです。
使いたいpt数の2倍の数値を指定します(試行の結果)
これにより、軸目盛の数値やラベル名など、全ての文字サイズが変わりますので、取り合えず、軸目盛の文字サイズとして用いたほうがいいでしょう。

部分的に設定する方法

 set xlabel 'hoge' font "Times-Italic,28"

のように、オプションとして、font "hoge,size"として指定します。
ここのsizeも使いたいpt数の2倍の数値を指定します(試行の結果)

最後は設定を解除する。

unset style line

画面に現れた結果とepsとして保存した結果は違いますので、必ず、epsファイルをgvなどで見て、確認してください。

以上のスクリプトをまとめてしまいましょう。

set datafile separator ","
set grid

set style line 1 lt 1 lc rgbcolor 'red' lw 4
set style line 2 lt 1 lc rgbcolor 'green' lw 4
set style line 3 lt 1 lc rgbcolor 'blue' lw 1  #細くする

#set xrange [0:50]
#set yrange [-1:1]
set title 'read_file' font "Times-Roman,32"
set ylabel 'input' font "Times-Italic,28"
set xlabel 'time s' font "Times-Italic,28"

plot 'read_file' using 1:2 w l ls 1 title 'u', 'read_file' using 1:3 with lines ls 2 title 'u2','read_file' using 1:3 w l ls 3  title 'aim' 

set output 'read_file-input.eps'
set terminal postscript eps color "Times-Roman,24" 

replot
set terminal windows
set output
unset grid
set title
set autoscale
unset size
unset style line

gnuplotは文字変数が使えないので、ファイル名の変更などが非常に面倒です。
sedを使いましょう。簡単な例です。上記スクリプトをtemplate.pltとして保存しましょう。
```
#!/bin/bash
#template.plt 中のread_fileの部分をfuga.*に置き換える
#
for i in fuga.* ; do 
sed "s/read_file/$i/g"  template.gplt > $i.plt
echo $i
done
```
ディレクトリ中にfuga.*というファイルがあれば、上記スクリプト中の read_fileの部分をfuga.*と置き換えた、gnuplot用スクリプトが出来ます。
出来たスクリプトを一つずつ実行しましょう。(Linuxなら全自動ですよ!!)

参考ポインタ