基礎情報処理演習（地球工学科1回生T2クラス）

gnuplotによるグラフの作成 (第10章)

gnuplot は、関数やデータを2次元または3次元プロットするための便利なツールです。組み込み関数を使って自分でグラフを作成することもできますし、実験データや観測データを簡単にグラフにすることができます。 gnuplotもフリーソフトで、WindowsやMachintoshにも移植されています。

教科書 10.3.1 「gnuplotによるグラフの作成」と 10.4 の「gnuplot入門」をよく読んで gnuplot の基本操作を学んで下さい。

GNOME端末でgnuplotを起動する。 gnuplotの後に&は付けないで下さい。
```
 bash 3.00$ gnuplot
```
y=x*x-3 をプロットします。
```
 gnuplot> plot x*x-3
```
y=-2*x を重ねてプロットします。
```
 gnuplot> plot x*x-3, -2*x
```
それぞれの曲線にキーを付けます。(gnuplotではプロットした関数やデータに付ける名前のことをキーと言います。)
```
 gnuplot> plot x*x-3 title "type A", -2*x title "type B"
```
xの範囲を-5から+5にします。
```
 gnuplot> set xrange [-5:5]
```
更新した内容を表示させるためには、replotを使います。
```
 gnuplot> replot
```
注意：なお、plotコマンドでは[]を用いて範囲を指定することができます。例えば、4.と5. は次のようにまとめることができます。
```
 gnuplot> plot [-5:5] x*x-3 title "type A", -2*x title "type B"
```
x軸にラベル"Time[s]"を付けます。 x軸の下にラベルが付いていることを確認します。
```
 gnuplot> set xlabel "Time [s]"
```
```
 gnuplot> replot
```

y軸にラベル"Distance [m]"を付けます。

 gnuplot> set ylabel "Distance [m]"

 gnuplot> replot

タイトルを付けます。

 gnuplot> set title "motion"

 gnuplot> replot

このグラフと環境設定をファイルに保存します。ファイルの最後には".gp"や".gnu"など、gnuplotのファイルであることが分かるように拡張子を付けてください。
```
 gnuplot> save "gn1.gp"
```
一度gnuplotを終了します。
```
 gnuplot> exit
```
もう一度gnuplotを起動し、9.で保存したグラフを読みこみます。
```
 gnuplot> load "gn1.gp"
```
注意：セーブコマンド(save)はプロットや環境を保存するだけで、画像ファイルではありません。

保存したグラフがきちんと表示されたでしょうか？うまくできた人は下のようなグラフが表示されるはずです。作りかけのグラフもこのように保存すれば、次回途中から始められます。うまくできなかった人はもう一度1からやり直してきちんと保存できるようにしましょう。

3次元のグラフを表示します。

 gnuplot> splot sin(sqrt(x**2+y**2))/sqrt(x**2+y**2)

サンプルの細かさを変更します。

 gnuplot> set isosample 30

 gnuplot> replot

タイトルを入力します。

 gnuplot> set title "Sample of 3D-plot"

 gnuplot> replot

グラフをポストスクリプトファイルに保存します。

 gnuplot> set terminal postscript

 gnuplot> set output "3D-plot.ps"

 gnuplot> replot

下のグラフにある鉛直投げ上げ運動の図をgnuplotで描写し、それをプリントアウトして提出して下さい。

重力加速度は g=9.8[m/s²]とします。初速度は v₀=29.4[m/s] と v₀=19.6[m/s] の2ケースを考えます。高さ h [m] と時間 t [sec] の関係は h = -1/2 g t² +v₀ t です。
タイトルに自分の(ローマ字)と学生番号をいれてください。（例：Chikyu Taro (9876543210)）。
x軸、y軸にラベルを付けて下さい。x軸のラベルは 'Time [sec]'、y軸のラベルは 'Height [m]' とします。
x軸、y軸の範囲を指定して下さい。
曲線にキー(名前)を付けて下さい。
グラフができたら、gnuplotの設定とポストスクリプトファイルを保存して下さい。教科書 10.4.4 （143ページ）を参照のこと。

重力加速度 g や初速度 v₀ には具体的な値を入れて下さい。
このグラフの横軸は時間 t ですが、gnuplotでは横軸の変数は x を用います。
PS(ポストスクリプト)ファイルのプリントは lpr を使います。
```
 bash 3.00$ lpr file.ps
```
file.psの位置には自分で作成したファイルの名前を入れてください。

プリンタ出力の提出をもって出席とします。したがって、途中までしかできていない場合でも、プリンタに出力して提出して下さい。出力できない者は口頭で申し出で下さい。時間内にできなかった場合、来週の演習時間までに完成させて演習開始時に提出して下さい。

課題が終わってしまった人は、トライしましょう。（提出すると課題点にボーナスがつきます）。提出する際は氏名、学生番号を書いて課題とは別紙にして下さい。