Введение

GnuPlot - свободная программа для создания двух- и трёхмерных графиков, развиваемая уже более 20 лнет.

Формально gnuplot создавался для визуализации научных данных. Есть много указаний на то, что учёные используют gnuplot, в том числе и для предоставления полученных данных. Например, климатические карты, предоставляемые NASA (http://www.ghcc.msfc.nasa.gov/charm/charmanalysis), создаются с помощью этой программы. Gnuplot ориентирован на анализ данных. Для того чтобы начать анализировать gnuplot, необходимо «объяснить» структуру исследуемых данных, что требует некоторых усилий. Зато в дальнейшем ориентация на анализ позволяет легко экспериментировать с графическими представлениями данных.

Gnuplot имеет собственную систему команд, может работать интерактивно (в режиме командной строки) и выполнять скрипты, читаемые из файлов. Также используется в качестве системы вывода изображений в различных математических пакетах: GNU Octave, Maxima и других.

Gnuplot выводит графики в десятки различных форматов. В число известных форматов попадают растровые (png, jpeg, gif и другие менее известные), векторные (corel, dxf, fig, mp, svg, epslatex, latex, eepic, postscript, pdf, tgif и много чего ещё), принтеры (epson-180dpi, hpgl, okidata, разные hp, pcl и прочее) и «настоящие» терминалы (x11, aqua, ggi, VMS, Windows и прочее). Программа также может генерировать код на LaTeX, позволяя использовать шрифты и формулы LaTeX.

Доступные аналоги:

• QtiPlot (платный)

• SciDAVis (GNU GPL)

• MagicPlot (платный)

• Origin (платный)

GnuPlot получил широкое распространение благодаря своей простоте и свободной лицензии.

Работа в режиме сеанса

Gnuplot поддерживает работу в двух режимах – в режиме сеанса (интерактивный режим) и в режиме командной строки (консольный режим).

В интерактивном режиме команды вводятся последовательно в текстовом виде (по аналогии с Maple за исключением того, что Maple производит преобразования «на лету», например, при наборе 2^3 автоматически отобразится

Построение 2d графиков

Пример построения графика функции f(x) = x^2

gnuplot> plot x**2

Ключевое слово plot означает вызов функции построения 2D-графика. В качестве парамера указывается функция.

В отличии от Maple, в GnuPlot по умолчанию используются переменные c именами x, y, которые можно переопределить. При построении графиков функций не нужно явно указывать относительно каких переменных нужно рассматривать функцию.

При построении графика принимается установленный по умолчанию диапазон для значений x [-10;10]. Для изменения параметра можно воспользоваться вызовами:

gnuplot> set xrange [ 0 : pi ]

gnuplot> set yrange [ 0 : 1.5 ]

gnuplot> plot sin(x);

где pi – стандартная переменная для тригонометрических функций.

Набор стандартных математических функций:

• Тригонометрические функции sin, cos, tan, константа pi, и им обратные asin, acos, atan.

• Гиперболические функции sinh, cosh, tanh.

• Экспонента exp и натуральный и десятичный логарифмы: log и log10 соответственно.

В случае, если изменяются только дополнительные параметры, но не сама функция, удобно пользоваться вспомогательной командой replot, повторяющей построение последней заданной функции.

gnuplot> set grid

gnuplot> set xrange [ 0 : pi ]

gnuplot> set yrange [ 0 : 1.5 ]

gnuplot> plot sin(x)

gnuplot> set xrange [ -pi : pi ]

gnuplot> replot;

Примечание: команда set grid выводит координатную сетку. Обратите внимание, что сетку можно активировать и с помощью кнопки “Toggle Grid” в окне графика, однако, функция полезна в том случае, если производится построение графиков в консольном режиме.

Примечание: возможен интерактивный ввод команд. Обратите внимание на верхнее меню в приложении GnuPlot. Например, перейдите в раздел Axes и нажмите “X range”, введите нижнюю и верхнюю границы и пакет автоматически сгенерирует нужную команду.