Diagramme erstellen mit pgfplots - dante.de · \usepackage{pgfplots} % LaTeX \usemodule[pgfplots] %...

$: Diagramme erstellen mit pgfplots - dante.de · \usepackage{pgfplots} % LaTeX \usemodule[pgfplots] % ConTeXt logarithmischeAchsen 1 \begin{tikzpicture} \begin{loglogaxis} % Plot code$
Diagramme erstellen mit pgfplots

Stefan Pinnow

Dante Herbsttagung 2010

Institut für Chemische VerfahrenstechnikTU Clausthal

Stefan Pinnow Diagramme erstellen mit pgfplotsICVT 1

Motivation / ZielMotivation– . . . alles aus einem Guss– aber warum dann GNUplot-Diagramme einbinden?

Ziel– Diagramme für einen Artikel→ schwarz/weiß-Diagramme

– nicht jeden Befehl merken


Grundlagen

Paket laden

1 \input pgfplots.tex % Plain TeX\usepackage{pgfplots} % LaTeX\usemodule[pgfplots] % ConTeXt


Grundlagen

Paket laden


Standardachse1 \begin{tikzpicture}

\begin{axis}% Plot code

\end{axis}5 \end{tikzpicture}

0 0.5 10

0.5

1


Grundlagen

Paket laden


logarithmische x -Achse1 \begin{tikzpicture}

\begin{semilogxaxis}% Plot code

\end{semilogxaxis}5 \end{tikzpicture}

100 100.2 100.4

0

0.5

1


Grundlagen

Paket laden


logarithmische Achsen1 \begin{tikzpicture}

\begin{loglogaxis}% Plot code

\end{loglogaxis}5 \end{tikzpicture}

100 100.2 100.4

100

100.2

100.4


Grundlagen

Paket laden


logarithmische Achsen1 \begin{tikzpicture}

\begin{loglogaxis}% Plot code

\end{loglogaxis}5 \end{tikzpicture}

100 100.2 100.4

100

100.2

100.4

„neue“ Verbesserungennutzen

1 \pgfplotsset{compat = newest}


Kleiner Datensatz

Concentration Rate/mmol dm−3 / s−1

338.1 266.45169.1 143.4384.5 64.8042.3 34.1921.1 9.47


Kleiner Datensatz


338.1 266.45169.1 143.4384.5 64.8042.3 34.1921.1 9.47

1 \addplot coordinates {( 338.1, 266.45 )( 169.1, 143.43 )( 84.5, 64.80 )

5 ( 42.3, 34.19 )( 21.1, 9.47 )

};

0 100 200 3000

100

200


Kleiner Datensatz


338.1 266.45169.1 143.4384.5 64.8042.3 34.1921.1 9.47

1 \addplot coordinates {( 338.1, 266.45 )( 169.1, 143.43 )( 84.5, 64.80 )

5 ( 42.3, 34.19 )( 21.1, 9.47 )

};

0 100 200 3000

100

200

keine Farbekeine Linien


Kleiner Datensatz

1 \addplot[color = black,fill = black,mark = *,

5 only marks] coordinates {

( 338.1, 266.45 )( 169.1, 143.43 )( 84.5, 64.80 )

10 ( 42.3, 34.19 )( 21.1, 9.47 )

};

0 100 200 3000

100

200


Kleiner Datensatz


5 only marks] coordinates {

( 338.1, 266.45 )( 169.1, 143.43 )( 84.5, 64.80 )

10 ( 42.3, 34.19 )( 21.1, 9.47 )

};

0 100 200 3000

100

200

Trendlinie hinzufügen


Kleiner Datensatz


5 only marks] coordinates { ... };

\addplot[color = black,

10 mark = none]

coordinates {( 0, 0 )( 350, 279 )

15 };

0 100 200 3000

100

200

300


Kleiner Datensatz


5 only marks] coordinates { ... };

\addplot[color = black,

10 mark = none]

coordinates {( 0, 0 )( 350, 279 )

15 };

0 100 200 3000

100

200

300

Achsen beschriftenAchsenlimits anpassen


Kleiner Datensatz

1 \begin{axis}[xlabel =

Concentration\,/\,%mmol\,dm$^{-3}$,

5 xmax = 400,xmin = 0,ylabel = Rate\,/\,s$^{-1}$,ymax = 300,ymin = 0

10 ]...

0 100 200 300 4000

100

200

300

Concentration /mmol dm−3

Rate/s

−1


Großer Datensatz

Datenfile „data-set-two.txt“

1 Time a b c d0 49 7 41 1.367 55 9 33 1.6134 61 10 26 1.9

5 200 65 12 20 1.9...


Großer Datensatz

Datenfile „data-set-two.txt“

1 Time a b c d0 49 7 41 1.367 55 9 33 1.6134 61 10 26 1.9

5 200 65 12 20 1.9...

Einlesen des Datenfiles

1 \pgfplotstableread{data-set-two.txt}\datatable


Großer Datensatz

Erzeugen des Plots


\addplot table[y = a] from \datatable ;5 \addplot table[y = b] from \datatable ;

\addplot table[y = c] from \datatable ;\addplot table[y = d] from \datatable ;

0 500 1,0000

20

40

60


Großer Datensatz

Alternative


5

\addplot table[y = a] from \datatable ;\addplot table[y = b] {data-set-two.txt} ;

10 \addplot table[y index = 3] {data-set-two.txt} ;\addplot table[y index = 4] from \datatable ;

0 500 1,0000

20

40

60


Großer Datensatz

Hinzufügen einer Legende

1 \addplot table[y = a] from \datatable ;\addplot table[y = b] from \datatable ;\addplot table[y = c] from \datatable ;\addplot table[y = d] from \datatable ;

5

\legend{%Component \textbf{a},Component \textbf{b},Component \textbf{c},

10 Component \textbf{d},}

0 500 1,0000

20

40

60Component aComponent bComponent cComponent d


Großer Datensatz

Alternative

1 \begin{axis}[legend entries = {%

Component \textbf{a},Component \textbf{b},

5 Component \textbf{c},Component \textbf{d},

},]

10 \addplot table[y = a] from \datatable ;\addplot table[y = b] from \datatable ;\addplot table[y = c] from \datatable ;\addplot table[y = d] from \datatable ;

0 500 1,0000

20

40



Großer Datensatz

Noch eine Alternative

1 \addplot table[y = a] from \datatable ;\addlegendentry{%

Component \textbf{a}};\addplot table[y = b] from \datatable ;

5 \addlegendentry{%Component \textbf{b}};

...0 500 1,000

0

20

40



Großer Datensatz

Schönheitskorrekturen– Achsenbeschriftungen hinzufügen– Linien entfernen– 1000er Trenner entfernen

1 \pgfkeys{/pgf/number format/

set thousands separator =}

0 200 400 600 800 10000

20

40

60

80

Time / s

Relativ

eam

ount

/% Component aComponent bComponent cComponent d


Großer Datensatz

Eigene Marker definieren

1 \pgfdeclareplotmark{halfcircle}{%\begin{pgfscope}

\pgfsetfillcolor{white}%\pgfpathcircle{\pgfpoint{0pt}{0pt}}

5 {\pgfplotmarksize}\pgfusepathqfillstroke

\end{pgfscope}%\pgfpathmoveto

{\pgfpoint{\pgfplotmarksize}{0pt}}10 \pgfpatharc{0}{180}{\pgfplotmarksize}

\pgfpathclose\pgfusepathqfill

}

Ergebnis (200%)


Großer Datensatzneuen Marker verwenden

1 \addplot[mark = halfcircle, ...

. . . mit Optionen

1 \addplot[mark = halfcircle,mark options = {rotate = 90},

Legende verschieben

1 [legend style = { at = {(0.6,0.75)}}

]


0 200 400 600 800 10000

10

20

30

40

50

60

70

80

Time / s

Relativ

eam

ount

/% Component aComponent bComponent cComponent d


Ein experimentelles Spektrum

was wir schon kennen

1 [xlabel = Chemische

Verschiebung\,/\,ppm,xmin = 18,

5 xmax = 24,ymax = 1.25,ymin = 0

] \addplot[color = black,

10 mark = none] table {plots/data/data-set-three.txt};

18 20 22 240

0.5

1

Chemische Verschiebung / ppm



y -Achsenbeschriftungentfernen

1 [yticklabels = ]

18 20 22 24Chemical shift / ppm



y -Achsenbeschriftungentfernen

1 [yticklabels = ]

x -Achse umdrehen

1 \addplot[x dir = reverse,...

18202224Chemical shift / ppm



Peaks beschriften

1 \node[coordinate,pin = {[rotate=90]right:22.26}

] at (axis cs:22.26,1.1) { };

22.26



Peaks beschriften

1 \node[coordinate,pin = {[rotate=90]right:22.26}

] at (axis cs:22.26,1.1) { };

gedrehte Beschriftung

1 \node[coordinate,pin = {[rotate=90]5:22.32}

] at (axis cs:22.32,1.1) { };22

.26

22.32



1 [x dir = reverse,xlabel

= Chemical shift\,/\,ppm,xmin = 18,

5 xmax = 24,ymax = 1.75,ymin = 0,yticklabels =

] \addplot[10 color = black,

mark = none] table from {plots/data/data-set-three.txt};

\node[15 coordinate,

pin = {[rotate=90]5:22.32}] at (axis cs:22.32,1.1) { }; \node[

coordinate,pin = {[rotate=90]right:22.26}

20 ] at (axis cs:22.26,1.1) { }; ...

18192021222324

22.32

22.26

21.96

21.90

21.26

19.03

18.32

Chemical shift / ppmStefan Pinnow Diagramme erstellen mit pgfplotsICVT 12

Funktionen mit GNUplot

Formel

E (Θ) = K (K Θ)K−1

(K − 1)! exp(−K Θ)



Formel

E (Θ) = K (K Θ)K−1

(K − 1)! exp(−K Θ)

1 % number of CSTRs\newcommand\K{3}

\addplot gnuplot[5 id=cascade_model_full,

domain=\xmin:\xmax,samples=101,

]{\K * (\K*x)^(\K-1) / (\K-1)!

10 * exp(-\K * x)};

0 1 2 30

0.2

0.4

0.6

0.8

1

ΘE(Θ

)

-shell-escape nichtvergessen


Funktionen mit GNUplotcascade_model_full.gnuplot

1 set table "cascade_model_full.table"; set format "%.5f"set format "%.7e";; set samples 101; set dummy x,y; plot [x=0:3] 3* (3*x)**(3-1) / (3-1)! * exp(-3* x);

cascade_model_full.table

1

# Curve 0 of 1, 101 points # Curve title: "3* (3*x)**(3-1) / (3-1)! *exp(-3* x)" # x y type 0.0000000e+000 0.0000000e+000 i 3.0000000e-0021.1104264e-002 i 6.0000000e-002 4.0594132e-002 i ...



Anteil des abfließen-den Stromes, der äl-ter als Θ′ ist.

0 0.5 1 1.5 2 2.5 30

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Θ′

Θ

E(Θ

)


Berechnungen mit GNUplot (und Co.)

erstes Beispiel noch einmal (Kleiner Datensatz)

0 100 200 300 4000

100

200

300

Concentration /mmol dm−3

Rate/s

−1



erstes Beispiel noch einmal (Kleiner Datensatz)1 ...

% plot regression curve with GNUplot (calculated also by GNUplot)\addplot [raw gnuplot] gnuplot [id=conc_rate] {

5 % define function which should be fittedf(x)=a*x;

% let gnuplot fit using column 1 and 2 of the data filefit f(x) ’conc_rate.txt’ using 1:2 via a;

% Plot the function with the specified plot range10 plot [x=\xmin:350] f(x); };




0 100 200 300 4000

100

200

300

Concentration / mmol dm−3

Rate

/s−

1

measured dataexternal program + pgfplotsexternal program + GNUploteverything GNUploteverything pgfplots




0 100 200 300 4000

100

200

300


Rate

/s−

1


0 100 200 300 4000

100

200

300


Rate

/s−

1


0 100 200 300 4000

100

200

300


Rate

/s−

1



Diagramme exportierennach PDF

1 \usetikzlibrary{pgfplots.external}\tikzexternalize

nach EPS


Diagramme exportierennach PDF

1 \usetikzlibrary{pgfplots.external}\tikzexternalize

nach EPS1 \tikzset{external/system call = {latex \tikzexternalcheckshellescape

-halt-on-error -interaction=batchmode -jobname "\image" "\texsource";dvips -o "\image".ps "\image".dvi}}


Zusammenfassungpgfplots ist ein mächtiges Paket zum Erstellen von Diagrammen

Die Diagramme sind– verschiedensten Typs (Linien, Balken, 2D, 3D, Dreieck)– hoher Qualität– konsistent zum restlichen Dokument– leicht anpassbar im Stil

Keine Drittsoftware nötig


Literatur

J. WrightPlotting experimental data using pgfplotsTUGboat 31:1, 2010, p. 50https:

//www.tug.org/members/TUGboat/tb31-1/tb97wright-pgfplots.pdf

Chr. Feuersängerpgfplots manualhttp://pgfplots.sourceforge.net/pgfplots.pdf

http://pgfplots.sourceforge.net/pgfplotstable.pdf

T. Tantaupgf / TikZ manualhttp://sourceforge.net/projects/pgf


https://www.tug.org/members/TUGboat/tb31-1/tb97wright-pgfplots.pdf

https://www.tug.org/members/TUGboat/tb31-1/tb97wright-pgfplots.pdf

http://pgfplots.sourceforge.net/pgfplots.pdf

http://pgfplots.sourceforge.net/pgfplotstable.pdf

http://sourceforge.net/projects/pgf

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0

0.5

10

0.5

1

φxφy

φx

φy

0 10 20 30

5

10

15

20

25

0 2 4 6 8 10 12 14 160

50

100

150

200

1min load nodes cpus processes0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0

0.5

10

1

x

y

f(x

,y)

=x

·y

Using Coordinate Filters to fix z = 1.4

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

00.20.40.60.81

0

0.5

1

0

0.5

1

−4 −2 0 2 4

100

105

110

115

120

1930 1940 1950 1960 1970

3

4

5

6

7

·107

5

3.3

4

5

7

3.84.2 4.3

4.5

6.5

Pop

ulat

ion

Far Near −6 −4 −2 0 2 4 6−150

−100

−50

0

50

100

150

−11

35

79

−1 13

57

9

−1

13579

l1l2

l 3

00.5 1

1.5 2 0

0.5

10

0.5

1

− 610

110

1

− 32π −π/2 π/2 3

2π

−5

5

tan(x)

101 102 103 104 105 106

10−5

10−4

10−3

10−2

10−1

Degrees of freedom

L2

Err

or

d = 2d = 3d = 4d = 5d = 6

−6 −4 −2 0 2 4 6

−3,000

−2,000

−1,000

0

1,000

2,000

3,000 modelestimate

0 0.2 0.4 0.6 0.8

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

Class 1Class 2Class 3Line

−4 −2 0 2 4−4−2

02

4−10

0

10

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