GROMACS教程：Xmgrace学习笔记|Jerkwin

安装
- Linux系统
- Windows系统
一些资源
基本操作
附录: 图像文本设置
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整理: 李卫星; 补充: 李继存

对于用惯Windows]的人, 在Linux下画图有点不方便, gnuplot虽然挺不错, 但是不能直接在图上进行操作, 这是它的不足吧. 为此, 简单介绍一下xmgrace.

安装

Linux系统

Linux下xmgrace可以直接用命令sudo apt-get install xmgrace来安装, 也可以下载软件包自己编译. 官网http://plasma-gate.weizmann.ac.il/Grace/.

这里有一个整理好的压缩包, 里面包含了xmgrace-5.1.25的源代码以及一些资料.

grace和xmgrace差不多, 具体区别自己看网上.

Windows系统

如果你想在Windows下使用xmgrace, 那就需要你自己编译, 编译的时候可以借助于CygWin, 但根据网上的说法, 编译过程难度较大, 一般不建议初学者尝试. 幸运的是, 有人基于QT开发了一个qtgrace, 与Linux下的xmgrace功能几乎一样, 建议你使用这个程序. 如果你不能在官网上下载qtgrace, 可以点击压缩卷和压缩卷1下载我整理好的一个版本. 下载后直接解压就可以使用了. 我在Windows XP 32位和Windows 7 64位系统上测试过, 都可以正常使用.

你可以在命令行中像使用xmgrace那样使用qtgrace, 但不是很方便. 一个更好的方法是更改数据文件(主要是.xvg文件)的打开方式, 将其改为\qtgrace安装路径\bin\qtgrace.bat或\qtgrace安装路径\bin\qtgrace.exe. 前者可以同时显示多列数据的图形, 而后者只能显示一列数据的图形. 建议你使用前者. 设置好打开方式后, 直接双击数据文件就可以看到数据图形了.

实际上, qtgrace.bat只不过是对qtgrace.exe进行了简单的封装, 指定了运行时使用-nxy选项而已. 如果你想使用自己的一些选项, 直接编辑qtgrace.bat即可.

qtgrace.bat
1 2	@echo off qtgrace.exe -nxy %*

一些资源

几个网址：

下载上面的grace-5.1.25后, Grace Tutorial教程实例文件在grace-5.1.25/doc下面（Tutorial.pdf也在）. 还有一些做好的图例在grace-5.1.25/examples, 从那里可以看到xmgrace也是可以的. 下面是随便挑的几张, 图片的的字体都是用xmgrace加上去的.

本文档主要是学习Grace Tutorials的总结, 如有不对, 请指正.

基本操作

1. 简单画图：使用数据文件

可以在工作目录下打开终端, 输入xmgrace file.

如果数据文件里面是多列数据, 即X Y1 Y2…, 可以输入xmgrace -nxy file. 加上-nxy就可以是多条曲线了.

如果要对坐标轴取对数, 可以添加选项 -log x|y|xy, 如：xmgrace -log x -nxy file. （好像要放前面, 放后面会出错！）

2. 简单绘图：导入文件

也可以在终端只输入xmgrace, 不带文件名, 打开空白的xmgrace再自己导入. 点击菜单Data | Import | ASCII在files下拉框选择文件, 点一下OK就可以了.

注意, 好像只有扩展名为.dat的才显示, 而.xvg格式的不显示, 需要自己改一下扩展名. 还有就是, 如果文件路径有中文的话显示会出现乱码, 但仍然可以选择, 只要你确定哪个是你的文件.

3. 创建数据表格

也可以自己用表格创建绘图数据. 在终端输入xmgrace, 打开空白的xmgrace. 点击菜单Main | Edit/Data_sets...窗口, 在上面的空白框中, 一直右击按住出现菜单移动（右击还不要放开）, 选creat new选in spreadsheet（这里还有另外三个, 如编写公式输入, 你可以自己摸索或看手册）打开表格, 就可以输入x y点数值了.

4. 保存图像

画好了图片就保存, 点击File | print_setup, 在device选格式, 我常选png, 对不起的是好像没有tiff格式可选. 输入想要保存的名字, 点aceept退出窗口, 按一下快捷键ctrl+p就保存了. 其实也可以用File | print, 但最好记住快捷键. 看看目录内是否有图片文件.

xmgrace不像origin那样有什么工程文件, 它的设置不会自动保存, 所以你上一次对数据的操作是不会保存的. 这很麻烦. 所以如果我们以后还要对文件进行操作（如坐标轴, 曲线粗细不够的等问题）, 很麻烦, 其他的设置要重新做一遍. 为避免这些麻烦, 就得保存设置. 点击菜单File | save或File | save as. File | save直接把设置加入到你的数据文件开头, 自己操作完可以去看看. File | save as就是另存一份, 原数据文件开头添加设置. 如果开头保存有设置的话, 直接右击用xmgrace查看, 就可以看见你原来设置的图片. 你修改后, 重新File | save. 这样也有一些好处, 如果多个文件都是一样设置, 做好一个文件, 把设置保存到数据文件开头, 然后把它们复制到其他文件, 就搞定了, 然后再用xmgrace输出图片.

你可以去grace-5.1.25/exemple打开各个文件学习一下各种图是如何进行设置的.

5. 选择数据列

第一点说过如何使用-nxy选项绘制多列数据, 但如果只想用第1和第3列数据画图, 咋办? 可以使用xmgrace -block file.dat -bxy 1:3. 其中-bxy就是选1和3两列. 也可以在-nxy打开多条曲线后, 点击图上的曲线, 出现set appearance窗口, 在select set下, 选中不要的数据列, 长按右击移动选hide就可以了（数据列多的话, 就麻烦一些）;

说到这里, 说一下对文件的数据处理, 看示例：

xmgrace -nosafe -nxy box.xvg -pexec "s0.y=(s0.y*s1.y)/64" -pexec "kill s1" -pexec "autoscale"

我的文件box.xvg中有三列数据, 时间帧、盒子x大小、盒子y大小, 计算膜表面的APL(area prea lipid)是用x*y/64. 用xmgrace怎么计算呢? 像上面那样用-pexec选项输入参数命令就可以了. 输出的图像就是x轴是时间, y轴是经过处理的得到的APL. 更具体的请看手册教程.

还是再说一些多列数据的情况. data | Import/ASCII选好dat文件后在中间那里看到load as了吧, 点一下选block data, 后点ok跳出来框框, x from column自己选y from column, 选好就可以. 如果都选1, 会是什么图像, 猜一下, xy都是一样的值, 当然是45度斜率的直线y=x. 那里可以选偏差条, 就是xydy, 自己摸索了.

6. 图像设置

数据选择操作说的差不多, 说一下图片的外观设置（也就是具体的坐标轴文字大小、间距、范围, 图片标题, 线条粗、细颜色等）. 我们可以双击相应的地方（和origin类似, 自己体会）也可以菜单里选择plot | plot appearance.

说一下一些基本的操作：

Legends: 图例, 就是多条曲线时小框用不同颜色标记出来
frame: 画出的图的框框
tick label: 就是坐标的下面的坐标间隔标度1 2 3 4 5 6
tick mark: 就是坐标轴的突起的刻度, 如 1 头上对应轴有个突起
leg.box: 在标题窗口里面. 可以调整图例的位置, 里面的location设置就可以了
axis placement: 用处在 y 轴坐标在-1.5~1.5 范围时, 坐标轴若在y=-1.5 处就去zreo axis点一下就可以了.

图像的四个角可以拉大拉小的, 如果不合适自己调.

如果有多条曲线, 出现了图例与曲线重叠, 可以试试这样操作：拖动图例的方法, Ctrl+L单击, 就可以使箭头变手形, 拖动图例了. 如还不行, 双击再试试看可以了吗. 也可以在appearance更改.

记住set appearance要在窗口里面的select set位置选相应的s0 s1...., main标签下的Legend就是图例, 你可以给每条曲线标记不同名字以便区分.

还有需要说一下的画布左边的按钮, 就说一个吧, AS表示恢复（图片设置的外观不变的, 好）. 所以你按钮按错了, 点它就行了.

如果用不同坐标刻度值时, 也就是跳跃很大, 如μs, ms, s, 在Axes（双击坐标轴就出来了）的窗口的tick properties框里面选Format, 里面好几种格式, 选Compute(K, M, G....)或Engnieering, 这样就可以一个坐标轴多个单位了. 不用显示那么长的数字串.

7. 多图并列

有时候要一个画布放多张图, 打开菜单Edit | Arrange_graphs对话框, 填写需要几rows几columns, 点应用, 就出来四个小框了（假设2*2格式）. 具体外观, 可以在刚才的框框里继续调节, 点击各个小框点击, 像前面的第2点那样选好文件进来就可以. 具体其他调节参看前面的6步骤操作.

也可以使用命令输入, 加上指令就可以了：

-pexec "arrange (2, 2, .1, .1, .1, ON, ON, ON)"

前面的两个2代表2*2排列, 加上-graph更好, 代表的是后面接的文件放在哪个位置, 从0开始数：

xmgrace -graph 2 10_rdf.xvg -graph 1 11.dat -graph 0 rdf01.dat -graph 3 rdf.dat -pexec "arrange(2,2,.1,.1,.1,ON,ON,ON )"

8. 内嵌图形

说实话, xmgrace做内嵌图像, 我也没懂, 希望会的人能介绍一下. 参考方法：

打开菜单Edit | overlay_graphs, 点中在overlay graph的G0, 然后右击, 选creat new, 出现了另一个空数据集. 然后overlay graph和on to, 反正个数据集就可以, 后点同意, 就两个图的, 当然看起来是一个, 自己点一下四周点移动, 就可以看见两个的, 只是重叠而已. 然后一个一个添加数据了. 刚才说了内嵌图形还记得吗, 这里也可以把其中一个图拉小移动作为一个内嵌图, 再修改一下需要显示的坐标范围. 具体靠自己去实践了.

9. 双y轴曲线

有时候我们需要同一图像两条不同y轴的曲线, 如例子：坐标x表示时间, 左边y轴代表压力, 右边y轴代表是温度. 注意调整坐标刻度, 在Axes窗口tick label和tick mark的draw on, 一个选正常normal side, 一个选oppsite side相反, 就可以了. 对边的刻度就不要显示了.

10. 数据拟合

选项在data | tramsformation.

线性拟合

打开图像后

点击菜单DATA | TRANSFORMATION | REGRESSION
选择SET
选择LINEAR FIT
按下ACCEPTn
出来一个窗口显示拟合的直线方程表达式了. 如果需要斜率, 就自己记下方程. Save the information about the slope and intercept that appear in a blue console as slope.dat.

二次方程

点击DATA | TRANSFORMATION | INTERPOLATION/SPLINE

选择SET | METHOD | CUBIC SPLINE, START设为1, STOP设为10, LENGTH设为500或1000, 然后点击`ACCEPT.

非线性拟合

输入方程形式, 还要输入参数初始值.

附录: 图像文本设置

如果像gnuplot文件那样修改设置的话, 我们直接修改文本就可以了. 可以参考grace-5.1.25/exemple下的示例文件去学习, 吃透了就是xmgrace的高手了. 此外, qtgrace安装路径\bin\Default.agr文件控制图形的默认显示方式, 你可以根据自己的喜好来修改默认的设置. 下面是其中部分参数的意义.

@ title "" : 标题
@ title font 0 : 标题字体格式
@ title size 1.500000 : 标题字体大小
@ xaxis bar linewidth 3.0 : 坐标轴粗细
@ xaxis label "E (KJ/mol)" : x坐标轴表示的物理量
@ xaxis tick major 100 : 单位刻度100
@ yaxis label "" : y坐标轴表示的物理量
@ yaxis tick major 2 : 每隔2画一个标度, 也就是精度为1
@ s5 line linewidth 3.0 : 第6条曲线的的粗细
@ xaxis tick major : 轴上的标度
@ xaxis ticklabel char size 2.000000 : 轴上的标度显示大小
@ s3 hidden false : 是否隐藏曲线
@ s3 legend "Interface" : 第四条曲线的图例的名称标示, 就是表示哪条曲线
@ s3 symbol 5 : 曲线的点的符号, 如圆圈, 星号, 倒三角
@ s3 line type 5 : 曲线变成长虚线, 1是直线
@ page size 792, 612 : 白色画布的大小

颜色代码的意义

@map color 0 to (255, 255, 255), "white"
@map color 1 to (0, 0, 0), "black"
@map color 2 to (255, 0, 0), "red"
@map color 3 to (0, 255, 0), "green"
@map color 4 to (0, 0, 255), "blue"
@map color 5 to (255, 255, 0), "yellow"
@map color 6 to (188, 143, 143), "brown"
@map color 7 to (220, 220, 220), "grey"
@map color 8 to (148, 0, 211), "violet"
@map color 9 to (0, 255, 255), "cyan"
@map color 10 to (255, 0, 255), "magenta"
@map color 11 to (255, 165, 0), "orange"
@map color 12 to (114, 33, 188), "indigo"
@map color 13 to (103, 7, 72), "maroon"
@map color 14 to (64, 224, 208), "turquoise"
@map color 15 to (0, 139, 0), "green4"

上面的这些在.xvg文件开头写出来给我们参考. 让我们明白这些数字代表什么颜色. 还有下面的字体格式部分

字体代码的意义：

@map font 8 to "Courier", "Courier"
@map font 10 to "Courier-Bold", "Courier-Bold"
@map font 11 to "Courier-BoldOblique", "Courier-BoldOblique"
@map font 9 to "Courier-Oblique", "Courier-Oblique"
@map font 14 to "Courier-Regular", "Courier-Regular"
@map font 15 to "Dingbats-Regular", "Dingbats-Regular"
@map font 4 to "Helvetica", "Helvetica"
@map font 6 to "Helvetica-Bold", "Helvetica-Bold"
@map font 7 to "Helvetica-BoldOblique", "Helvetica-BoldOblique"
@map font 5 to "Helvetica-Oblique", "Helvetica-Oblique"
@map font 20 to "NimbusMonoL-Bold", "NimbusMonoL-Bold"
@map font 21 to "NimbusMonoL-BoldOblique", "NimbusMonoL-BoldOblique"
@map font 22 to "NimbusMonoL-Regular", "NimbusMonoL-Regular"
@map font 23 to "NimbusMonoL-RegularOblique", "NimbusMonoL-RegularOblique"
@map font 24 to "NimbusRomanNo9L-Medium", "NimbusRomanNo9L-Medium"
@map font 25 to "NimbusRomanNo9L-MediumItalic", "NimbusRomanNo9L-MediumItalic"
@map font 26 to "NimbusRomanNo9L-Regular", "NimbusRomanNo9L-Regular"
@map font 27 to "NimbusRomanNo9L-RegularItalic", "NimbusRomanNo9L-RegularItalic"
@map font 28 to "NimbusSansL-Bold", "NimbusSansL-Bold"
@map font 29 to "NimbusSansL-BoldCondensed", "NimbusSansL-BoldCondensed"
@map font 30 to "NimbusSansL-BoldCondensedItalic", "NimbusSansL-BoldCondensedItalic"
@map font 31 to "NimbusSansL-BoldItalic", "NimbusSansL-BoldItalic"
@map font 32 to "NimbusSansL-Regular", "NimbusSansL-Regular"
@map font 33 to "NimbusSansL-RegularCondensed", "NimbusSansL-RegularCondensed"
@map font 34 to "NimbusSansL-RegularCondensedItalic", "NimbusSansL-RegularCondensedItalic"
@map font 35 to "NimbusSansL-RegularItalic", "NimbusSansL-RegularItalic"
@map font 36 to "StandardSymbolsL-Regular", "StandardSymbolsL-Regular"
@map font 12 to "Symbol", "Symbol"
@map font 38 to "Symbol-Regular", "Symbol-Regular"
@map font 2 to "Times-Bold", "Times-Bold"
@map font 3 to "Times-BoldItalic", "Times-BoldItalic"
@map font 1 to "Times-Italic", "Times-Italic"
@map font 0 to "Times-Roman", "Times-Roman"
@map font 43 to "URWBookmanL-DemiBold", "URWBookmanL-DemiBold"
@map font 44 to "URWBookmanL-DemiBoldItalic", "URWBookmanL-DemiBoldItalic"
@map font 45 to "URWBookmanL-Light", "URWBookmanL-Light"
@map font 46 to "URWBookmanL-LightItalic", "URWBookmanL-LightItalic"
@map font 47 to "URWChanceryL-MediumItalic", "URWChanceryL-MediumItalic"
@map font 48 to "URWGothicL-Book", "URWGothicL-Book"
@map font 49 to "URWGothicL-BookOblique", "URWGothicL-BookOblique"
@map font 50 to "URWGothicL-Demi", "URWGothicL-Demi"
@map font 51 to "URWGothicL-DemiOblique", "URWGothicL-DemiOblique"
@map font 52 to "URWPalladioL-Bold", "URWPalladioL-Bold"
@map font 53 to "URWPalladioL-BoldItalic", "URWPalladioL-BoldItalic"
@map font 54 to "URWPalladioL-Italic", "URWPalladioL-Italic"
@map font 55 to "URWPalladioL-Roman", "URWPalladioL-Roman"
@map font 56 to "Utopia-Bold", "Utopia-Bold"
@map font 57 to "Utopia-BoldItalic", "Utopia-BoldItalic"
@map font 58 to "Utopia-Italic", "Utopia-Italic"
@map font 59 to "Utopia-Regular", "Utopia-Regular"
@map font 13 to "ZapfDingbats", "ZapfDingbats"

最后还是说一句, 有些方法不懂话, 看看grace-5.1.25/examples下面的例子, 右击用grace打开, 看看人家的图的设置, 有你想要的效果吗, 仔细琢磨一下人家怎么设置的. 这是最好的学习方法, 比看教程好很多, 当然这是个人认为.

2016-08-16 10:27:25 轻语入梦 不错，学习

GROMACS教程：Xmgrace学习笔记

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