Introduction à la présentation graphique avec xmgrace

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1 Chapitre 6 Introduction à la présentation graphique avec xmgrace Contenu 6.1 Avant-propos Faire un simple graphe Un graphe avec plusieurs courbes Plusieurs graphes dans une même feuille Enrichir la figure Analyse des résultats et ajustements numériques Lire des colonnes dans un fichier Ligne de commande Conclusion Avant-propos Les résultats numériques provenant de l exécution de programmes scientifiques se trouvent généralement sous la forme de tableaux de nombres, sur lesquels il est difficile de montrer telle ou telle propriété. Les logiciels scientifiques de présentation graphique disposent de caractéristiques communes que nous allons illustrer avec le logiciel xmgrace disponible sous Linux. De conception récente (successeur de Xmgr créé dans les années 90), ce logiciel a été réécrit en grande partie et bénéficie à l heure actuelle de nouveaux développements. En particulier, il permet d avoir une image à l écran qui est identique à l image que l on obtient en impression sur papier. Ce logiciel ressemble à sigmaplot sur Windows, Kaleidagraph sur MacOs ou Windows,... Ces quelques notes sont destinées à fournir un moyen rapide pour apprendre à utiliser le logiciel et parcourir en partie ses nombreuses fonctionnalités. Elles ne remplacent pas les pages de manuel et le menu d aide auquel on a accès avec la souris et qu il convient d utiliser autant que nécessaire.

2 Introduction à la présentation graphique avec xmgrace 6.2 Faire un simple graphe Après avoir tapé xmgrace, une fenêtre apparaît qui se divise en plusieurs parties. Dans la partie supérieure, on retrouve les menus classiques. Celui qui se situe le plus à gauche correspond à la création, à la lecture de fichiers (suffixés généralement.agr), ainsi qu aux différentes possibilités d impression (papier, fichier) avec des formats variés (PS, JPG, PNG, PDF). On peut tout d abord tracer des courbes analytiques (comme avec Maple). Pour cela, aller dans le menu Edit/Data Sets, une nouvelle fenêtre apparaît. Aller dans le menu Edit/Create New/By Formula et une deuxième fenêtre apparaît. Pour tracer y = exp(0.1x) sin(x) dans l intervalle 0..30, on tape 0 dans start, 30 dans stop, 400 dans length (nombre de points) On laisse $t dans X =. On tape exp( 0.1 $t) sin($t) dans Y =. On tape sur accept. Pour voir la courbe en totalité, on clique sur l icône As (qui signifie autoscale) qui se trouve en haut à gauche de xmgrace. En double-cliquant sur la courbe, une fenêtre apparaît (que l on peut faire apparaître aussi en utilisant le menu Plot/Set Appearance. Dans les onglets du bas, on peut ajouter des symboles sur chaque point de la courbe, en choisissant dans Type Circle par exemple. La taille des cercles qui apparaissent peut être réduite de la manière suivante : avec la souris ou la flèche horizontale gauche au clavier, ajuster la valeur égale à 50. Appliquer le résultat en cliquant sur Apply. Pour créer des étiquettes sur les axes, double-cliquer sur l axe Ox, une fenêtre apparaît intitulée Axes (à laquelle l on peut accéder à partir du menu Plot/Axes Properties). Dans Label string taper t. Appliquer. Pour taper un caractère grec, taper dans Label String <ctrl-e> Une fenêtre apparaît intitulée Fontool. Placer le curseur après le t. Choisir la police (font) Symbol cliquer sur alpha, accepter. La fenêtre disparaît, appliquer. Dans la fenêtre Axes, changer dans Edit X axis en Y axis. Taper dans Label String un A majuscule. Enregistrer votre graphe en allant dans File/Save (donner un nom la première fois, suffixé agr). La figure 6.1 montre le résultat obtenu après ces premières opérations

3 6.3 Un graphe avec plusieurs courbes Fig. 6.1 Fenêtres de xmgrace après les opérations du premier exercice. 6.3 Un graphe avec plusieurs courbes On veut ajouter un second graphe y = 20/(1 + x 2 ) avec des symboles qui sont des carrés de taille 40 de couleur bleue. Reprendre les étapes précédentes pour obtenir ce résultat. On souhaite maintenant obtenir une impression de ce résultat avec un graphe carré. Aller dans le menu Plot/Graph Appearance. Taper un nom dans titre (Title) ainsi que dans sous-titre (Subtitle). Dans Viewport, remplacer Xmax 1.15 par Appliquer. Sauver à nouveau votre graphe. Aller dans le menu File/Print Setup, une fenêtre apparaît : choisir dans size l option Custom. Choisir des dimensions en centimètres. Faire un graphe de 15 cm sur 15 cm. 6.4 Plusieurs graphes dans une même feuille Aller dans le menu Edit/Arrange Graphs. Dans la rubrique Matrix, changer Cols de 1 en 2. Accepter. Sur la figure, en cliquant sur chaque graphe, on peut facilement sélectionner le graphe à modifier. En se positionnant sur le graphe de droite, tracer la courbe (x 1) 2 + (y 1) 2 = 1 en utilisant Edit/Create New/By Formula. En double-cliquant sur les axes, on fait apparaître la fenêtre Axes, changer pour que les deux axes aillent de -1 à +3. Aller dans le menu Plot/Graph Appearance, changer les valeurs dans Viewport : Xmin = 0.55, Xmax = 0.85,

4 Introduction à la présentation graphique avec xmgrace Y min = 0.15, Y max = Sur le graphe du cercle, dans le menu Plot/Set appearance, cliquer sur l onglet Line. Dans la rubrique Fill Properties, changer le type en As polygon, choisir un Pattern différent de none, puis choisir la couleur (Color) rouge. 6.5 Enrichir la figure Xmgrace offre un spectre large de possibilités pour ajouter des commentaires et des flèches de toute nature. Aller dans le menu Window/Drawing Objects. Une fenêtre apparaît. Cliquer sur Text, puis placer la souris à l endroit où vous souhaitez insérer du texte. Dans la nouvelle fenêtre, taper du texte dans la case à droite de String. Les curseurs en bas de cette fenêtre permettent de changer la taille. Pour tracer une flèche, cliquer tout d abord sur Line props..., puis dans Arrow changer l option dans Place at. Accepter. Cliquer sur Line. Déplacer le bouton gauche de la souris à l endroit où démarre la flèche, puis à nouveau sur le même bouton pour finir la flèche. Cliquer sur le bouton droit de la souris pour quitter ce mode. Pour supprimer, déplacer, copier un objet, cliquer sur le bouton adapté de la fenêtre, puis aller sur la figure pour opérer. Pour quitter ce mode, cliquer sur le bouton droit de la souris. N oubliez pas de sauver régulièrement le fichier que vous êtes en train de modifier. 6.6 Analyse des résultats et ajustements numériques Une utilisation très importante de xmgrace est de pouvoir tracer des courbes provenant soit de résultats expérimentaux soit de résultats de calculs numériques, puis ensuite de chercher à partir de courbes analytiques à approximer les résultats obtenus. Pour générer un fichier contenant des résultats numériques, on peut par exemple exécuter le script perl suivant #!/usr/bin/perl use strict; open (FI,">td.res") or die "dommage!"; foreach (0..800) { printf (FI "%e %e\n",$_/20, (1+$_/20)*exp(-$_/60)); } close (FI); Pour cela, on sauve dans un fichier le script perl ci-dessus sous le nom td.pl, par exemple. On exécute la commande chmod 755 td.pl, puis on tape td.pl. On peut vérifier qu un fichier td.res est maintenant crée. Pour aller chercher des résultats sur disque, on peut accéder à cette fonction par le menu Data/Import/Ascii. Dans la fenêtre Read sets, en modifiant le filtre, faire apparaître le nom du fichier td.res. Cliquer sur OK, puis ensuite

5 6.7 Lire des colonnes dans un fichier Cancel (C est une petite curiosité du logiciel pour fermer cette fenêtre). Une courbe apparaît. En ouvrant la cascade de menus, Data/Transformation/Regression, cliquer sur la courbe S0, choisir le fit quadratique, puis recommencer avec cubique, jusqu au polynôme de degré de plus élevé. Sachant que la courbe doit être de la forme y = exp( a x) (1+b x), aller dans le menu Data/Transformation/Non-linear curve fitting. Sélectionner l ensemble S0 dans la fenêtre de droite, Choisir le nombre de paramètres (ici 2), taper la formule proposée. Appliquer et commenter. 6.7 Lire des colonnes dans un fichier On peut lire des colonnes dans un ordre quelconque et le tracer avec xmgrace. On lance xmgrace, Dans le menudata, on ouvre la fenêtre Import/Ascii. Dans la partie basse de la fenètre à droite de Load as, on choisit Block Data. On sélectionne à nouveau le fichier td.res, on clique sur OK au bas de la fenêtre. Une nouvelle fenêtre apparaît. Dans la rubrique X from column, on choisit 2, et on laisse 1 dans la rubrique Y from column. On clique sur Accept. On retrouve la courbe précédente avec une figure dont le rôle des axes a été inversé. 6.8 Ligne de commande Même si l utilisation est aujourd hui en forte diminution, l utilisation de la ligne de commande a ses adeptes et offre une rapidité d exécution parfois utile. Par exemple, en exécutant la commande xmgrace td.res dans un terminal, on obtient directement le tracé de la courbe avec une échelle adaptée par défaut. Si on veut lire les colonnes d un fichier dans un ordre quelconque, on peut réaliser les opérations de la section précédente avec une seule ligne de commande xmgrace -block td.res -bxy 2 :1 Pour apprendre les différentes possibilités du logiciel à partir de la ligne de commande, on peut taper xmgrace help On voit alors l ensemble des options accessibles. 6.9 Conclusion Ce petit parcours à travers quelques exemples montre les nombreuses fonctionnalités de ce type de logiciel, mais reste une simple introduction à son utilisation. Il convient à la fois de consulter le manuel en ligne du logiciel ainsi que les nombreux exemples accessibles en ligne pour approfondir sa connaissance.

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