Vol.54 等高線 + 勾配ベクトルグラフ

使用するサンプルファイルは、以下よりダウンロードできますので、お手持ちのOrigin/Pro上で実際の操作をお試しいただけます。

Originでは、ワークシートに一列ずつ用意されたXYZデータを行列に変換できます。中でも、「XYZグリッディング」機能を使用すると、ソースデータのXY座標がランダムな場合でも等間隔な行列データに変換することが可能です。

1. Originでサンプルファイルを開きます。Book1のZデータが入力されているC列を選択し、ミニツールバーで「Zとして設定」ボタンをクリックして列属性を変更します。

2. 「ワークシート：行列に変換：XYZグリッディング」を選択してダイアログを開きます。
3. 「グリッディング設定」でどのようにグリッディングを実行するか指定します。ランダムデータの場合はデータポイントの数などに応じて、様々なアルゴリズムが利用できます。ここでは、デフォルトで選択されている「ランダム（Renka Cline）」を選択します。各手法についての詳細は、以下のOriginヘルプを参照してください。
Originヘルプ（ランダム配置データのグリッディング法）

4. 「列」「行」では出力される行列の行数と列数を指定します。「自動」のチェックを外し「列」に20、「行」に20を入力します。ダイアログ右側の「結果のプレビュー」タブでグリッディング結果のプレビューをみることができます。プレビューで表示するプロットタイプは「プロットタイプのプレビュー」で選択できます。

5. 「出力行列」にチェックが付いていることを確認して、「OK」ボタンをクリックすると、行列データが出力されます。行列データのヘッダ部分には、通常行番号と列番号が表示されますが、「表示：X/Yを表示」メニューを選択すると、実際のX/Yの値を表示できます。

1. 行列ウィンドウをアクティブにして、「作図：特殊グラフ：等高線+勾配ベクトル」を選択すると作図できます。

2. グラフ上でダブルクリックして開くダイアログでグラフの編集が可能です。

3. また、作図と同時に新しいブックが作成され、ベクトルをプロットするためのデータが出力されます。このワークシートの緑の鍵のアイコンをクリックして「パラメータを変更」を選択することでダイアログが開き、描画するベクトルの密度を変更可能です。

上述の操作ではワークシートに用意されたXYZデータを変換する「XYZグリッディング」を使用して行列に変換しましたが、ほかに「直接」と「拡張」というオプションでの変換も可能です。

直接

1. サンプルファイルのBook2のデータのように、XYZデータを表形式で用意し、1列目、または1行目にXまたはYデータを用意します。Book3のようにX、Yデータがない場合も変換可能です。

2. 行列に変換するワークシートをアクティブにしてメインメニューの「ワークシート：行列に変換：直接」を選択してダイアログを開きます。
3. 「データフォーマットで、XYデータの有無を指定します。Book2のような形式で、1行目がXデータで1列目がYデータの場合、下図のように設定します。

4. 「OK」をクリックすると、行列ウィンドウにデータが出力されます。行列データのヘッダ部分には、通常行番号と列番号が表示されますが、「表示：X/Yを表示」メニューを選択すると、実際のX/Yの値を表示できます。


X、Yなしで変換した場合

Book3のようなX、Yデータがない形式で用意した場合、ダイアログの「データフォーマット」は「X、Yなし」で実行します。この場合は行列のXYデータは行と列番号を同じ値で設定されますが、手動で設定することもできます。

「行列：次数/ラベルの設定」メニューを選択して開くダイアログで、下図のようにしてXおよびY値の開始と終了の値を指定することで設定できます。



仮想行列

Book2やBook3のように表形式でXYZデータを用意した場合、このまま行列データに変換せずに「仮想行列」として3Dグラフや等高線図などの作成が可能です。通常の行列データではX/Yデータは等間隔データですが、仮想行列の場合、X値とY値が不等間隔データも扱えるという利点があります。
※今回ご紹介した「等高線+勾配ベクトル」グラフなど一部のグラフは行列からのみ作図できます。

仮想行列から3Dおよび等高線グラフを作成する（開発元のページ）

拡張

サンプルファイルのBook4またはBook5のデータのように、行列データの1行分のデータがワークシートの複数行あるいは列にわたって入力されている場合には、「拡張」で変換します。

1. 行列に変換する列を選択して「ワークシート：行列に変換：拡張」を選択してダイアログを開きます。
2. 「各行および各列に対して拡張」の項目で、ワークシートの何行または何列分を行列データの1行のデータになるのかを値で指定します。また、「向き」の設定でデータの方向を指定します。

3. 「OK」をクリックすると、行列ウィンドウにデータが出力されます。

X、Yデータの設定

「拡張」で変換した場合、行列のXYデータは行と列番号を同じ値で設定されますが、手動で値を設定することができます。

「行列：次数/ラベルの設定」メニューを選択して開くダイアログで、下図のようにしてXおよびY値の開始と終了の値を指定することで設定できます。設定後は「表示：X/Yを表示」メニューを選択すると、実際のX/Yの値を表示できます。