木村拓馬 FORTRAN プログラミング –第２回 グラフ作成– 木村拓馬 2014 年 10 月 7 日 23:53 FORTRAN プログラミング,–第２回 グラフ作成– ( 2014 年10 月7 日 23:53 ) 1/16
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木村拓馬
FORTRANプログラミング–第２回 グラフ作成–
木村拓馬
2014年10月 7日 23:53
FORTRAN プログラミング,–第２回 グラフ作成– ( 2014年10月7日 23:53 ) 1/16
木村拓馬
.本日は..
......
gnuplotを例に，グラフを描くためのデータ出力を練習
２Ｄのグラフの描き方
３Ｄのグラフの描き方
グラフをファイルに出力
データ出力の演習
グラフをワープロソフトに貼り付けてみる
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gnuplot
無料の汎用作図プログラム
2次元と 3次元のグラフを作成するコンパクトな会話型作図プログラム
1986年に最初のバージョンが開発
現在では、Linux,UNIX,Windows,Mac OSなど様々な OSに対応
各種の機能を有することから、広く利用
使い方を解説したホームページが多数存在する。例えば
http://www.gnuplot.info/
（田辺誠,平山弘:実践 Fortran95プログラミング,共立出版 (1994)より引用）
GNU（グニュー）とは関係ないらしい
gは発音しないらしい（ニュープロット）
（wiki）
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gnuplot用数値データのルール数値データは，空白 (スペース)で区切る．
#でコメント（行の先頭に#があると，その行は無視される）．
演習 1.1で作成したプログラムの出力”pr1.1.dat ”の最初の行
.
...... #angle sin cos
の#は数値以外をコメントアウトするためにある．
数値データの例（pr1.1.dat）� �#angle sin cos
0 0.000000 1.000000
10 0.173648 0.984808
20 0.342020 0.939693
30 0.500000 0.866025
40 0.642788 0.766044
50 0.766044 0.642788
60 0.866025 0.500000
70 0.939693 0.342020
80 0.984808 0.173648
� �FORTRAN プログラミング,–第２回 グラフ作成– ( 2014年10月7日 23:53 ) 4/16
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お絵かき.起動........[user@host]$gnuplot.終了........gnuplot>␣exit.sin(x)の線グラフ........gnuplot>␣plot␣sin(x)␣with␣lines
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お絵かき.起動........[user@host]$gnuplot.終了........gnuplot>␣exit.sin(x)の線グラフ........gnuplot>␣plot␣sin(x)␣with␣lines.pr1.1.datからの sin........gnuplot>␣plot␣"pr1.1.dat"␣with␣lines.with linesは省略できます........gnuplot>␣plot␣"pr1.1.dat"␣w␣l
パラメータ (一部)と省略形
with dots w d 点を打つ
with points w p 小図形を描く
with linespoints w lp 小図形を描き線で結ぶ
with impulse w i x軸と鉛直線で結ぶwith steps w s 鉛直線と水平線で結ぶ
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お絵かき.sinと cosを両方（“，”で区切る）........plot␣"pr1.1.dat"␣using␣1:2␣w␣l,␣"pr1.1.dat"␣using␣1:3␣w␣l
.sinと cosを両方（“ replot”で追加）(plot· · · の後 ↑で入力の履歴．少し書き換えて replotするのに便利かも)..
......
plot␣"pr1.1.dat"␣using␣1:2␣with␣lines
replot␣"pr1.1.dat"␣using␣1:3␣with␣lines
.凡例..
......
plot␣"pr1.1.dat"␣using␣1:2␣title␣"sin(x)"␣with␣lines
replot␣"pr1.1.dat"␣using␣1:3␣title␣"cos(x)"␣with␣lines
.軸..
......
set␣xlabel␣"x"
set␣ylabel␣"f(x)"
plot␣"pr1.1.dat"␣using␣1:2␣title␣"sin(x)"␣with␣lines
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お絵かき.xと f(x)の範囲..
......
set␣xrange␣[0:360]
set␣yrange␣[-1.1:1.1]
plot␣"pr1.1.dat"␣using␣1:2␣title␣"sin(x)"␣with␣lines
replot␣"pr1.1.dat"␣using␣1:3␣title␣"cos(x)"␣with␣lines.xと f(x)の範囲 (replotには範囲指定しない)..
......
plot␣[0:360][-1:1]␣"pr1.1.dat"␣using␣1:2␣title␣"sin(x)"␣w␣l
replot␣"pr1.1.dat"␣using␣1:3␣title␣"cos(x)"␣w␣l
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お絵かき (3D)”授業のページ”から” pr2.1.dat ”をダウンロードして作業用ディレクトリに保存．”pr2.1.dat”は，分点を
xi = i/15 − 1, (i = 0, 1, · · · , 30),y j = j/15 − 1, ( j = 0, 1, · · · , 30),
として,f (xi, y j) = xi
2 − y j2,
の値を並べた 31 × 31行列．.3Dのグラフ........splot␣"pr2.1.dat"␣matrix␣title␣"x*x-y*y"␣w␣l.軸..
......
set␣xtics("-1.0"␣0,␣"0.0"␣15,␣"1.0"␣30)
set␣ytics("-1.0"␣0,␣"0.0"␣15,␣"1.0"␣30)
splot␣"pr2.1.dat"␣matrix␣title␣"x*x-y*y"␣w␣lマウスでドラッグすると回転
上の xtics，yticsは，”pr2.1.dat”の 第 0列が x = −1.0,第 15列が x = 0.0,第 30列が x = 1.0に対応 第 0行が y = −1.0,第 15行が y = 0.0,第 30行が y = 1.0に対応を意味する．
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お絵かき (3D)
”授業のページ”から” ex2.1.dat ”をダウンロードして作業用ディレクトリに保存．”ex2.1.dat”は，以下のように 3次元の点の座標を並べたもの．
数値データの例（ex2.1.dat）� �# X Y Z
0.000000 0.000000 0.0000000.000000 1.000000 1.0000001.000000 0.000000 2.0000000.000000 0.000000 0.000000
1.000000 0.000000 2.0000001.000000 1.000000 3.0000000.000000 1.000000 1.0000001.000000 0.000000 2.000000� �マウスでドラッグすると回転
.座標から 3Dのグラフ........splot␣"ex2.1.dat"␣w␣l
座標を並べると線で結ぶ．1つ目の点と 4つ目の点を合わせれば 3角形が描ける空白行を入れると，線を結ぶのをいったん止める．
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お絵かき (3D)”授業のページ”から” ex2.2.dat ”をダウンロードして作業用ディレクトリに保存．”ex2.2.dat”は，以下のように 3次元の点の座標を並べたもの．
数値データの例（ex2.2.dat）� �# X Y Z
0.000000 0.000000 0.0000000.000000 1.000000 1.0000000.000000 2.000000 2.000000
1.000000 0.000000 1.0000001.000000 1.000000 2.0000001.000000 2.000000 3.000000
2.000000 0.000000 2.0000002.000000 1.000000 3.0000002.000000 2.000000 4.000000� �マウスでドラッグすると回転
.座標から 3Dのグラフ........splot␣"ex2.2.dat"␣w␣l
上のように座標を並べると 3次元の格子が描ける
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お絵かき (3D)
”授業のページ”から” pr2.2.dat ”をダウンロードして作業用ディレクトリに保存．”pr2.2.dat”は，分点を
xi = i/5 − 1, (i = 0, 1, · · · , 10),
y j = j/5 − 1, ( j = 0, 1, · · · , 10),
として,z = x2 − y2,
の値の (x, y, z)座標を前ページの例のように並べたもの．
.3Dのグラフ........splot␣"pr2.2.dat"␣title␣"x*x-y*y"␣w␣l
マウスでドラッグすると回転
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お絵かき (ファイルに出力).出力端末の変更（例えば jpegファイルに書き込む）........gnuplot>␣set␣terminal␣jpeg.出力するファイル名........gnuplot>␣set␣output␣"test.jpeg".plotすると”test.jpeg”に書き込まれる........gnuplot>␣plot␣"pr1.1.dat"␣using␣1:2␣title␣"sin(x)"␣with␣lines.画像ビューア (Eye Of GNOME)で確認........[user@host]$eog␣test.jpeg
ほかに eps, gif, png, pbmなどの形式．.......gnuplot>␣set␣terminal
で使用できる出力端末が確認できる．詳細は help→terminal．ファイル出力をやめたいときは，
.
......gnuplot>␣set␣terminal␣x11
失敗してやりなおしたいときも一度 set terminalで出力端末を切り替える
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参考文献
田辺誠,平山弘:実践 Fortran95プログラミング,共立出版 (1994)
戸川隼人: 「ザ・Fortran90/95」,サイエンス社 (1999)
gnuplot homepage (2014年 10月 5日閲覧)http://www.gnuplot.info/
gnuplot -ウィキペディア (2014年 10月 5日閲覧)http://ja.wikipedia.org/wiki/Gnuplot
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Appndix
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お絵かき (ファイルに出力)
場合によっては楽かも
スクリーンショットを取得してワープロソフト等に貼り付け（以下の図もコレで撮れます）
⇒
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キーボードの「PrintScreen」を押すと画面全体「Alt」＋「PrintScreen」でアクティブウィンドウのスクリーンショットを撮る
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