Excelによる3-D/等高線グラフの描画 2変数関数の描画 Excel によるグレイスケールマップ風描画

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1 Excelによる3-D/等高線グラフの描画 2変数関数の描画 Excel によるグレイスケールマップ風描画
今日のポイント ３Dグラフ描画のためのテクニックを身につける

2 3-D/等高線グラフの練習 Excelのシート上で数値データを2次元的に配置 （CSVファイルを読み込むか、手で入力） データ領域を選択
「挿入(I)」→「グラフ(H)...」または グラフ挿入アイコン を選択して グラフウィザード を起動 「グラフの種類(C)」で等高線を選択し、「形式(T)」で ３-Dグラフ または 等高線グラフ を選択 「完了」をクリックして、とりあえずグラフ描画

3 練習1 以下のデータで3-Dグラフと等高線グラフを描いてみよ 1 2 1 2 3 4 5 S1 S4 1.8-2 2 1.6-1.8 1.8
1 2 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 1-1.2 0.8 0.6 0.8-1 0.4 0.2 0-0.2

4 3-D/等高線グラフのためのTips(1) データ領域の左上隅に数値があれば、領域内の0は省略可（空白セルは0とみなされる）
データ領域が広い場合、Ctrl+<矢印>でデータ境界までジャンプするとよい 「グラフ(C)」メニュー内の「元のデータ（S)...」の データ範囲 タブでの系列： 行(R) では、前後（上下）の軸（=Y）がシートの向きと逆 →　Y軸＝系列軸（S1,S2...）の書式設定で「軸を反転する」をチェックするとシートと同じになる 列(L) にすると、下がX、右がYになり、左90度回転

5 3-D/等高線グラフのためのTips(2) 1行目（あるいは１列目）を 項目軸ラベル に指定
3-DグラフでのZ/数値軸の目盛間隔変更はZ/数値軸を右クリックして「軸の書式設定(O)...」メニューの 目盛 タブで行う 等高線グラフでのZ/数値軸の目盛間隔変更は 「凡例の書式設定（O)...」 メニューの 目盛 タブで 「グラフ（C）」メニューの「3-Dグラフ（V）...」より「3-Dグラフ設定」メニューを開くと、視点の位置などを変更できる

6 3-D/等高線グラフのためのTips(3) Z軸のレベルをあらわす 凡例マーカー の色を変更するには、凡例内の個々のマーカーだけをクリック選択し、右クリックにより「凡例マーカーの書式設定(O)...」メニューを開いて 領域 の色を選択する →　大変面倒でかつ、色数が少ない… 「グラフ(C)」メニュー「元のデータ（S）...」の 系列 タブで系列の 名前(N) 欄にY軸の数値を入れると、なおよいのだが…

7 練習2 以下のデータで3-D/等高線グラフを描き、Tipsをためしてみよ x y y x -1 1 3 1 2 3 4 5 6 7 S1
-1 1 3 y 2.5-3 2-2.5 1.5-2 1-1.5 0.5-1 0-0.5 y -1-0 -1--1 x

8 2次元分布関数のプログラム x, y は -n/10 ~ n/10 f (x,y)=exp(-(x2+y2)) /* Gauss2.c */
#include <stdio.h> #include <math.h> int main(void) { int i, j, n=20; double x, y; for (i = -n; i <= n; i++) { x = 0.1*i; printf("% 3.1f,",x); for (j = -n; j <= n; j++) { y = 0.1*j; printf("%5.3f",exp(-(x*x+y*y))); if (j == n) printf("\n"); else printf(","); } return 0; x, y は -n/10 ~ n/10 f (x,y)=exp(-(x2+y2))

9 実行結果 Z:\nyumon2>cl gauss2.c ...
Z:\nyumon2>gauss2 > gauss2.csv このあと、CSVファイルを開き、XLSファイルに保存してから３-Dグラフを描く。

10 3-Dグラフの例 -2 -1 1 2 1 0.8 0.8-1 0.6 z 0.4 0.2 0-0.2 x

11 ヒント 1列目のデータは「項目軸ラベル」用 よって、データ領域は2列目からとする
「元のデータ(S)...」の データ範囲 タブでの系列は「列(L)」に 「元のデータ(S)...」の 系列 タブで「項目軸ラベルに使用（T）」の欄に1列目（A列）のセル($A$1:$A$41)を指定

12 スキルアップタイム： 128x128 データ face.dat を読み込み、等高線グラフにせよ。 （グラフの場所は「新しいシート」とせよ）
向きが写真と同じになるように直せ。 Z軸のレベルがおおよそ10段階くらいになるように目盛間隔を調節せよ。 マーカー色にグレーや肌色を用い、モノクロ印刷したときに自然な階調のグレーマップとなるように変更せよ。

13 ヒント: face.dat はcsvファイルではない。読み込むとき、ファイルの種類を すべてのファイル(*.*) としてから開き、 スペースによる固定長フィールドのデータ　として読み込む。 凡例マーカーの書式設定で輪郭をなしにすると、格子が消えてきれいになる。

14 第4回レポート（任意） 課題： スキルアップタイム の成果
提出期限： 2009年1月30日(金) 12:50 提出場所： ネットワーク実験室(1)の入口近くの箱 以下の項目を入れること（表紙は不要） 学籍番号、氏 名 face.dat の等高線グラフ 　(予備課題の場合はプログラムと3-Dグラフ) 感 想

15 予備のスキルアップタイム課題 C と Excel を用いて、 関数
f (r) = exp(-r2) |cos(2pr)|, r2 = x2+y2 の3-Dグラフを描け。 ただし、-2≦ x,y ≦2, Dx,Dy = 0.1 とする。

16 カラーパレットの設定変更 「ツール(T)」メニューから「オプション（O)...」メニューを開き 色 タブにおいて グラフの塗りつぶし用のパレットを変更しておくことができる。 設定したファイルをテンプレートとして保存しておき、必要なときに再利用するとよい。