gnuplot -- multiplot tip

不知道我有沒有使用錯方式，multiplot好像無法透過save/load方式來儲存，save的原因我不知道，在load時候似乎會呼叫gnuplot，並不會進入multiplot模式而導致錯誤
於是解決方案就是用call指令，我將底下的文字存成sample.plt

set xrange[-10:20]
set yrange[0:1]
g(x,mean)=exp(-(x-mean)*(x-mean)/v/v/2.0)/sqrt(2.0*pi)/v
v = 2
set style line 1 lt 1
set style line 2 lt 2
set style line 3 lt 3
set multiplot title "The decay model is P{/*0.5 0}/(distance{\^{/Symbol a}}) (P{/*0.5 0})=100.\nThe sample distances are 5m and 10m.\nThe recevied powerunder defferent distance.\n" layout 2,2
set title "{/Symbol a}=1.5"
plot g(x,0),g(x,8.94) lt 2,g(x,3.16) lt 3
set title "{/Symbol a}=1.75"
plot g(x,0),g(x,5.98) ls 2,g(x,1.78) ls 3
set title "{/Symbol a}=2"
plot g(x,0),g(x,4) ls 2,g(x,1) ls 3
set title "{/Symbol a}=2.5"
plot g(x,0),g(x,1.79) ls 2,g(x,0.316) ls 3

unset multiplot 

打算用來觀察高斯分布的特色，另一點有問題的是style line似乎無法很好的運作在wxt+multiplot模式底下。
set term wxt enhanced
call 'sample.plt'

gnuplot繪製高斯分布

g(x,mean)=exp(-(x-mean)*(x-mean)/g/g/2.0)/sqrt(2.0*pi)/g

gnuplot g(x,0),g(x,1)

gnuplot in action地圖

如果你是一個希望很快可以開始使用gnuplot工作的人，我建議以下的閱讀順序

chapter 1, 2, 11，第一章讓你知道簡單的gnuplot，接著第二章可以讓你知道更多一點的事情，像是如何用資料來繪圖，第十一章讓你瞭解到各個terminal如何輸出一些必要的圖形跟檔案，你會學到要輸出圖檔並不用關閉gnuplot，也知道eps跟png之間的差異為何
chapter 5，它讓你知道如何挑選不同的圖形的種類，如bar chart/line chart等等，使用適當的圖形種類是很需要的，更多的圖形你可以在gnuplot的demo網頁找到，它的重要性並不輸給第十一章
chapter 6, 7，第六章給你一個圖形的重要元件的觀念，讓你知道xlabel或者arrow等等元素應該會被擺放到圖形的哪個位置，讓你知道如何去調整他

有了以上的概觀，大致上就可以建立一些適當的圖形，還有其他有需要的部分反而是可以反過來說，有這樣的需要再去看
chapter 8, 9，點出3D圖形的建立
chapter 3, 4，指出如何使用gnuplot的資料檔案
chapter 10讓你在一張圖片放入多張統計圖
chapter 11也點出了如何繪製一些特殊符號，如alpha, beta等希臘文字
chapter 12給出了一些有用的macro跟一些環境變數的內容
chapter 13, 14，講解如何用fitting function等等，這方面應該看別的書會有更深入的介紹，這裡只是一個概觀
chapter 15，只有一句話:生存者偏差，要用正確的眼光解讀資料

其實一本書也不能完全說完gnuplot，還有很多方面的需要可以透過google搜尋到，學海無涯，這裡只是開始，不是結束^^預祝各位學習一路順風!!

[心得]gnuplot in action -- chapter 13~15

該書13, 14章講解如何使用一些fitting的功能嘗試去尋找資料的關聯性，不過站在某些科學的觀點，這是不大對勁的。一般由研究者會對所屬領域的特有模型去做一些問題的模型建立，再由數學模型去得到fitting的function，除非該領域沒有特別的模型，所以只能只用圖形資料來"猜測"。
其實這兩張的內容已經有點超出gnuplot作為繪圖工具的範圍，fitting function應該用來解釋推演出來的數學模型跟資料之間的關係，而不是反過來因為資料的樣式而去弄出一個fitting function來當作模型，這樣模型隨時都會隨著資料的特徵而不同
因為如此，這兩章我並沒有深入研究，以後有空再來補好了

最後一張，提出了一個生存偏差的問題，解說圖形的解說方式也會隨著人們的解釋而相異，資料的呈現還是要靠人們正確眼光的解讀

最後，很高興把gnuplot in action這本書看了一回，雖然有些部分並沒有完全筆記下來，但是讓我瞭解到了gnuplot不少東西，然而也對於一些統計圖形的各個部分有了一個大概的瞭解，很有趣的是，大多大學的課程並不教導這樣的東西，也就是很多的科學工具並沒有良好的可成來教導也學生，讓我覺得很可惜。其實如果要把一個學生培養成一個研究者，這方面的訓練並不可少，雖然統計圖形的繪製以及書寫軟體(如latex或者M$ Word)並不是研究的核心，但是這方面的工具是很有用的，我看到亞洲的環境，似乎是把學生推到水裡讓他自然學會游泳這件事情一樣XD個人認為，應該把這類課程加入大學課程，應該有助於提升學生做研究的水準

[心得]gnuplot in action -- chapter 12

12章介紹了gnuplot的macro還有呼叫其他程式跟被其他程式呼叫
gnuplot 4.2開始支援string variable，也就是可以被解釋為'string'，比方說

file_name='data1.txt'

plot file_name title file_name  #對比 plot 'data1.txt' title 'data1.txt'
又或者以類是函數的方式

file_name(prefix)=prefix.'.txt'

plot file_name('data1')

其中file_name就是被取代成字串(有附帶引號喔)，但是如果不是字串的部分，比方如using 1:2就要使用macro，macro會被解釋為命令的一部份

set macro

cols = 'using 1:3'

style= 'with linespoints 3"

plot 'data1.txt' @cols @styles

使用@這個符號就可以呼叫macro但是字串裡面呼叫macro是行不通的，比方
file_name='data1'
plot '@file_name.txt'
書中也給出了一個不錯的例子，如果要使用一個function來產生一段指令來執行可以

export(file)=sprintf("set t push;set t png; set o '%s';replot set o; set t pop",file);

呼叫的方式

set macro

cmd=export('out.png')

@cmd

在gnuplot裡面呼叫shell command使用system這個指令
system "ls"
system "lpr -P laser plot.ps"
如果要取得執行結果就直接assign給字串變數
now=system("date")
如果log file是由時間順序編碼，可以用這樣子取得
其實我覺得由shell script來接手這一段或許是個不錯的選擇，接著就是由其他程式語言來呼叫gnuplot產生圖形，這是個不錯的idea(自我認為XD)

我特別喜歡python，所以這邊只寫有關python的部分，其實書中還有shell script或者perl的呼叫方式，shell大家應該很熟，perl我不喜歡:P

import os
import math
gp=os.popen('/usr/bin/gnuplot', 'w')
gp.write("set output 'graph.png'; set term png;")
gp.write("plot '-u' u 1:2 w lines, '-' u 1:2 w lines\n")
x=-5.0
while (x<=5.0):
  gp.write("%f %f\n" %(x,math.sin(x))
  x+=0.5
gp.write("e\n")
gp.close()

書中也提醒，其實很常常忘記加上\n這個換行符號導致錯誤，這個錯誤不容易發覺，且每次所有設定都要由程式設定一次。我覺得可以把常用的設定寫入某個xxx.plt，然後透過call放進來，再把動態資料產生或者其他動態的部分用python去填補。其實我覺得產生的資料應該由python輸出到檔案，一來可以保留log，二來在輸入很方便，不是每次計算(除非每次資料都不一樣)，由python呼叫的好處是，可以直接在一種程式語言內完成所有工作

另外此章節還有提到一些gnuplot的環境變數，比方說GNUTERM、GNUPLOT_FONTPATH...等等，請自行參考書本或網路資料吧。

最後作者demo了如何結合gnuplot繪製一些圖形，直接透過cgi的方式放到網頁上，其實我認為大多數的web script language都有GD function，可以透過這些GD function，繪製一些圖形應改也是輕鬆寫意啦，gnuplot是提供了另外一種選擇

[心得]gnuplot in action -- chapter 11

這一章應該早點看到的，如果已經在做圖形輸出的人，其實這一章應該先讀，由我早前的文章可以知道，其實各個terminal之間的差異非常大。其實terminal基本上就可以看成gnuplot輸出的平台，gnuplot雖然後稱支援七八十種的平台，其實常用的就那十來種，而且大致上可以分成三類

• 圖形格式: 舉凡png/jpeg/gif/bitmap都是
• 互動格式: 目前4.2加入的wxt/win/x11這類最常用來調校選項跟互動的
• 印表機格式: 主要是postscript/eps

除了互動格式的terminal之外，大多的terminal都是輸出到檔案，未必是即時輸出。另外一點就是常常使用互動格式terminal繪製圖形完成之後，想切terminal輸出，也是一樣。gnuplot只有在切換terminal的時候或者設定輸出檔案改變的時候，才會輸出檔案內容(flush file context)，最後就是最不應該做的關閉gnuplot時候才會輸出。
 所以可以使用set output然強制輸出，一開始切換terminal的時候，內容會輸出至本來的terminal並不是新的terminal的output file

terminal共同的選項基本上有三個size/font/enahnced，size就是畫布大小(這一點postscript有點不一樣)，font是指定使用的字型，enhanced則是加強模式，其實目前常用的terminal都支援，主要用以加入一些特殊符號，如geek symbol的pi(3.1415)，基本使用格式如下





圖形的terminal語法

set terminal XXX [ size {int:x},{int:y} ] [ [no]crop ]
[ tiny | small | medium | large | giant ]
[ font [ {str:name} [ {int:size} ] ]
| [ "{str:path} [, {int:size} ]" ] ]
[ [no]enhanced ]
[ rounded | butt ]
[ {color0} {color1} {color2} ...]

其中值得注意的是tiny/small/medium/large/giant這一選項，他是一些預設字體大小的設定，tiny是5x8 pixels，small 6x12，medium 7x13(bold)，large 8x16，giant 9x15
如果不使用預設的，可以使用set terminal png font "FreeSans,11"這樣的方式，當然字體也可以填入font path，直接指向某個ttf檔案。
png多出了三個重要選項transparent interlace truecolor，這三者不是互斥的，表示是否使用透明，是否用interlace特色(網路才比較用的到)，跟使用truecolor，jpeg只有interlace選項


列印terminal語法，postscript可以看這裡，他是有點歷史淵源的，雖然在UI有點過時，但是在當時可以說是設計的相當不錯，目前許多printer依舊可以使用這樣的language

set terminal postscript [ landscape | portrait | eps ]
[ color | mono ] [ blacktext | colortext ]
[ simplex | duplex | defaultplex ]
[ size {flt:x}[in|cm], {flt:y}[in|cm] ]
[ [font] "{str:name}" [ {int:size} ] ]
[ [no]enhanced ]
[ solid | dashed ]
[ linewidth | lw {flt:factor} ]
[ dashlength | dl {flt:factor} ]
[ rounded | butt ]
set terminal postscript [ fontfile [add|delete] "{str:filename}"
| nofontfiles ]

其中重要的是postscript後面的三個設定，可能表示兩種不同的排版，eps是嵌入式圖形比較常用到，color建議要選用mono表示單色(預設是這個:P)，當然也使用colortext比較好，這邊特別的是size使用的單位為英吋跟公分，不是pixel，另外有個重要選項就是solid，可讓線條自動變成solid line，postscript除了第一條線是solid line其他開始用不同的dash lines，如果選用solid就會都是solid line，這跟wxt之類的interactive terminal比較一致一點，預設使用的字型是Helvetica。

最後是互動式的terminal，語法分別是
跨平台的wxt，4.2加進來的，覺得相當好用，4.4之後已經變成了預設的terminal

set terminal wxt [ {int:winid} ] [ title "{str:title}" ]
[ [no]enhanced ]
[ font "{str:name} [,{int:size}]" ]
[ [no]persist ] [ [no]raise ] [ [no]ctrl ]
set terminal wxt {int:winid} close

x11 terminal大多linux/unix使用

set terminal x11 [ {int:winid} ] [ title "{str:title}" ]
                 [ [no]enhanced ]
[ font "{str:fontspec}" ]
[ [no]persist ] [ [no]raise ] [ [no]ctrlq ]
[ solid | dashed ]
set terminal x11 [ {int:winid} ] close

aqua，這是mac os常用

set terminal aqua [ {int:winid} ] [ title "{str:title}" ]
                  [ size {int:x} {int:y} ]
[ [no]enhanced ]
[ font "{str:name} [,{int:size}]" ]
[ solid | dashed][dl {flt:dashlength} ]

windows

set terminal windows [ color | monochrome ]
[ [no]enhanced ]
[ font "{str:name} [,{int:size}]" ] 

其他不常用的，書本上也沒啥介紹了 ，我想也懶著看XD