http://www3.u-toyama.ac.jp/moriwaki/gnuplot.html

gnuplotの利用

• gnuplotのインストール
  各自のpcで利用する場合には, gnuplot homepegeの中程「Gnuplot #.#(current stable)」(#は数値)の直ぐ下のリンクなどからインストールファイルをダウンロードしインストールしよう(Windowsなら[gp###-win64-mingw.exe]).
  
• 準備
  下記ファイルをダウンロードして適当なフォルダ(ここでは, 'c:\user\gnuplot')に保存する
  dataファイル (ファイル名 11.dat)
  dataファイル (ファイル名 21.dat)
  dataファイル (ファイル名 31.dat)
  dataファイル (ファイル名 41.dat)
  

  gnuplotによる最適化

  1. gnuplotを起動する. gnuplotのウィンドウにコマンドプロンプト「gnuplot>」が出ている. これに続けて2.以下を実行することでfittingやグラフの作成ができる.
     その前に, 次の操作により上記の適当なフォルダ('c:\user\gnuplot')にカレントディレクトリを移動する:
     • 現在のディレクトリの表示: pwd
     • ディレクトリの移動: cd 'c:\user\gnuplot'
  2. フィットするデータをグラフに表示
     gnuplot> plot '11.dat'
     新たなウィンドウが開きグラフが表示される.
  3. フィットする関数を入力する(定義)
     gnuplot> f(x)= a*x+b
     (a, b はfitting 係数. 様々な関数が利用できるので, netで確認しよう. xの2乗はx**2と書く)
  4. 関数f(x)をデータにフィットする
     gnuplot> fit f(x) '11.dat' via a,b
     via の後にはfittingで決める係数を記入する. 何回かの繰り返しの後係数が誤差とともに表示される.
  5. データとフィットされた関数を図示
     gruplot> plot f(x), '11.dat'
  
  うまく計算できないときのヒント
  
  1. 計算が中断して,
     「 undefined value during function evaluation　」
     などと表示される場合がある. フィッティング係数(a, b, ...等)の初期値が良くないことが原因となっていることがある. フィッティング係数の値は,
     gnuplot> show all
     により確認できる. 出来るだけよい初期値を与えるためには, データ点とフィッティング関数をよく見比べながら, 係数の初期値を決めてやる必要がある. 例えば,
     gnuplot> a=4; b=5;
     等のように, 具体的に数値を代入してやり
     gnuplot> plot f(x), 'データファイル'
     として, データと関数を同時に描かせながら, 初期値を出来るだけよい値にしてやるとうまくいく.
     
  2. グラフの表示範囲が適切でない
     グラフ上で右クリックしたままマウスを移動することにより、表示部分を変更ができる。しかし、うまくやらないと画面からグラフが見えなくなってしまう。 そのような場合には、
     set xrange [0:10] ( 0＜x＜10の例)
     set autoscale (範囲を自動で決める)
     コマンドを使うとよい。
  3. 軸のラベル
     set xlabel 't (s)'
     など。

  gpファイルの利用

  1. データファイル('41.dat')があるディレクトリに「fit.gp」というテキストファイルを作り, テキストエディタで下記を打ち込む
     
     filename='41.dat' #読み込むファイルの名前
     func(x)=a*exp(-b*(x-c)**2)+d #関数の定義
     a=20;b=1;c=4.5;d=3 #初期値
     fit func(x) filename via a,b,c,d #フィットの実行
     set xlabel '{/:Italic x}' #横軸のラベル
     set ylabel '{/:Italic y}' #縦軸のラベル
     plot filename notitle, func(x) notitle #グラフ表示
     pause -1 "press [Enter] key to quit"
     
     
  2. 上記で"#"の後はコメントである
  3. コマンドラインに下記を入力して[enter key]
     
     gnuplot> load 'fit.gp'
     
     
  4. 結果を確認する(「fit.log」を確認)
• Tips
  1. gnuplotウィンドウの文字の大きさは, [ヘルプ]->[オプション]->choose fontで変更できる
     
  2. x, y軸のラベルの記述例: フォント Times New Roman, 大きさ 16pt
     gnuplot> set xlabel font 'Times New Roman, 16'
     gnuplot> set ylabel font 'Times New Roman, 16'
     gnuplot> set xlabel 'X'
     gnuplot> set ylabel 'Y'
     
  3. フォントをイタリック
     gnuplot> set xlabel '{/Italic X}'
     
  4. フォントをギリシャ文字
     gnuplot> set xlabel '{/Symbol a}'
     
  5. emfファイルに保存(Wordなどで読み込める) ファイル名 11.emf
     gnuplot> set term emf
     gnuplot> set out '11.emf'
     gnuplot> plot '11.dat'
     gnuplot> set term win
     
  6. データの区切りがカンマ","のデータファイルを読み込む場合の設定
     set datafile separator ","
  7. データファイルの3列目をx, 2列目をyとしてplot
     plot filename using 3:2
  8. データファイルの10行目から100行目をplot
     plot filename every::10::100
  9. プロット結果をファイルに保存する
     set terminal ________　# ____は postscript eps, pngなど
     set output "41.***" # ***はファイルの形式 eps pngなど
  10. Windowsの環境変数PATHにgnuplot.exeのディレクトリを登録する(PATHを通す)と, テキストエディタのtoolなどの機能を使って, gpファイルをgnuplotで実行させることができる.
  11. 精度が出ない場合がある
      大きな数と大きな数(桁数が多い)の差を取る場合には，精度が出なくなる場合がある. 定数部分を適当に用意して，変数の桁数を下げるとうまくいく場合もある.
  12. 繰り返し操作
      do for [i=1:10]{<繰り返し内容>} # i=1から10まで<繰り返し内容>を実行