論文用・発表用の図の作り方-gnuplot練習例題

gnuplotを用いて、論文や発表のスライドに使えるクオリティの図の作り方を紹介します。
ここでは、デフォルトの設定で書いたFig. 1 からどのように最終版のFig. finを作るかを説明してきます。

Fig. 1  デフォルトの設定でのプロット。

Fig. fin 論文用の図の最終版。

デフォルトのプロット

デフォルト・オプションの図は以下のpltファイルを用いて作成しました。
plot01.plt

set term postscript eps enhanced color
set output "plot01.eps"
p [0:10] sin(x) w l,cos(x) w l,sin(x)+cos(x) w l
unset output 

それでは、このpltファイルを修正して、より質の高い図を作っていきましょう。
次のような順序で、このFig.1 からFig.fin へとバージョンアップしていきます。

Plot02: 線を太くする。
Plot03: 見えにくい来緑色を暗い緑色を修正する。
Plot04: 描画する範囲を設定。
Plot05: x軸とy軸に名前を付ける。
Plot06: 文字の大きさ、フォント、及び破線の長さを設定する。
Plot07: 凡例をつける 。

Plot02: 線を太くする。

まずは、図を見やすくするために線を太くします。
線の太さは line width (数字) のオプションで変更することができます。
また、このline width オプションは lw と略して記述することもできます。
以下の plot02.plt の例では、lw 6 のオプションを追加することによって線を太くしています。
このplot02.pltによって描かれた図を図.2に示しています。

plot02.plt

set term postscript eps enhanced color
set output "plot02.eps"
p [0:10] sin(x) w l lw 6\
,cos(x) w l lw 6\
,sin(x)+cos(x) w l lw 6
unset output

Fig. 2, plot02.pltによって描かれた図。

Plot03: 見えにくい来緑色を暗い緑色を修正する。

次にgnuplotのデフォルト設定で描かれる黄緑色を修正します。
デフォルトの黄緑色は、スライドや論文に使うと非常に見づらいです。
ここでは、この黄緑色を暗い緑色に変更しています。
gnuplot で線の色を変更するにはline color オプションを使います。
このline color オプションもlcと略して記述することができます。
通常はlwなどと同様に、lc 2 のようにlcの後に数字を記述することで色を指定することができます。
しかし、ここではrgbコマンド lc rgb "forest-green" を使って、暗い緑色を直接指定します。

plot03.plt

set term postscript eps enhanced color
set output "plot03.eps"
p [0:10] sin(x) w l lw 6\
,cos(x) w l lw 6 lc rgb "forest-green"\
,sin(x)+cos(x) w l lw 6
unset output

Fig. 3, plot03.pltによって描かれた図。

Plot04: 描画する範囲を設定。

次に、図を見やすいように描画範囲を設定します。
x方向,y方向の描画範囲はそれぞれ set xrange[0:10] や set yrange[-1.8:2.6] などと記述して指定することができます。
さらに、軸のメモリの間隔を set ytics 1 などと記述して調整することができます。

plot04.plt

set term postscript eps enhanced color
set output "plot04.eps"
set ytics 1
set xrange [0:10]
set yrange [-1.8:2.6]
p sin(x) w l lw 6\
,cos(x) w l lw 6 lc rgb "forest-green"\
,sin(x)+cos(x) w l lw 6
unset output

Fig. 4, plot04.pltによって描かれた図。

Plot05: x軸とy軸に名前を付ける。

次に、x軸とy軸にそれぞれ名前をつけます。
軸に名前を付けるためにはset xlabel 及び set ylabel オプションを用います。
以下の例では、x軸を時間 Time (secoond), y軸を電場 Electric field (V/m) としています。

plot05.plt

set term postscript eps enhanced color
set output "plot05.eps"
set xlabel "Time (second)"
set ylabel "Electric field (V/m)"
set ytics 1
set xrange [0:10]
set yrange [-1.8:2.6]
p sin(x) w l lw 6\
,cos(x) w l lw 6 lc rgb "forest-green"\
,sin(x)+cos(x) w l lw 6
unset output

Fig. 5, plot05.pltによって描かれた図。

Plot06: 文字の大きさ、フォント、及び破線の長さを設定する。

次に、図中の文字の大きさ、フォント、及び破線の長さの調整を行います。
Fig.5までの図では、図中の文字が小さくてスライドや論文に載せた時に見づらいです。
これを改善するために、図中の文字サイズを大きくします。
文字サイズ・フォントを指定するためには font コマンドを用います。
以下では、 font "Arial, 24" と記述することで、文字サイズを大きくしています。

また、図中の緑色の破線と青色の点線の区別が難しい状態になっています。
これを改善するために、破線の長さを伸ばして、より破線らしくします。
このためにset term の後にdashed dashlength 5 を追加します。
この dashed dashlength の後の数字が大きくなるほど、破線の長さが伸びます。

plot05.plt

set term postscript eps enhanced color font "Arial, 24" dashed dashlength 5
set output "plot06.eps"
set xlabel "Time (second)"
set ylabel "Electric field (V/m)"
set ytics 1
set xrange [0:10]
set yrange [-1.8:2.6]
p sin(x) w l lw 6\
,cos(x) w l lw 6 lc rgb "forest-green"\
,sin(x)+cos(x) w l lw 6
unset output

Fig. 6, plot06.pltによって描かれた図。

Plot07: 凡例をつける 。

最後に、それぞれの線に凡例をつけます。凡例を付けるためには、title オプションを用います。
以下の例では、 title "Applied" などと記述して、それぞれの先に凡例をつけています。

plot07.plt (plot_fin.plt)

set term postscript eps enhanced color font "Arial, 24" dashed dashlength 5
set output "plot07.eps"
set xlabel "Time (second)"
set ylabel "Electric field (V/m)"
set ytics 1
set xrange [0:10]
set yrange [-1.8:2.6]
p sin(x) title "Applied" w l lw 6\
,cos(x) title "Induced" w l lw 6 lc rgb "forest-green"\
,sin(x)+cos(x) title "Total" w l lw 6
unset output

Fig. 6, plot06.pltによって描かれた図。Fig. fin と同じもの。

Intel C++/Fortran コンパイラの非商用利用ついて

Intelは非商用利用に限ってC++/FortranのCompire (icc/ifort)を無料で提供しています。
http://software.intel.com/en-us/non-commercial-software-development

問題となるのは、非商用の範囲がどこまでなのかということ。
研究者が研究のために使ってよいのか？学生が課題のために使ってよいのか？

実は、IntelのQ&Aにその答えが書いてあります。
http://software.intel.com/en-us/articles/non-commercial-software-faq

非商用利用で認めているのは、いかなる形でもこのintelのコンパイラを用いることで報酬を得ないという使い方を意味しているようです。
したがって、研究員が研究へ使ったり、教員が教育のために使ったりするのはダメだそうです。
また、学生が課題のために利用する場合は、スチューデント・ライセンスを使いなさいということのようです。
（詳細は原典を確認してください。）

みなさん、権利をしっかり守って利用しましょう。

早稲田大学がスーパーグローバル大学創成支援に採択される

文科省が、世界トップレベルの研究と教育を目指すスーパーグローバル大学として国内の37大学を選定した。その中でも上位13大学であるトップ大学には、私学としては慶應と並んで早稲田大学が選定された。

毎日新聞:「スーパーグローバル大学:世界の大学目指せ！　３７校選定」


平成26年度スーパーグローバル大学創成支援に関する申請・採択状況:(Link日本学術振興会)




さて、早稲田大学といえば、STAP細胞問題に端を発して、複数の博士論文に剽窃の疑いがあるとネット上で話題となっている(参考:(１０）早稲田大学の学位審査の欠陥, 博士論文における剽窃)。

早稲田大学において、このような「博士号の審査が正しく行われていなかった」という疑いを受け、早稲田大学は、先進理工学研究科の全博士論文(およそ280本)を対象として調査を開始した。

早稲田大、博士論文280本対象に不正調査(日本経済新聞 )

小保方氏以外の博士論文２８０本も調査へ…早大(読売新聞)
早大:先進理工学研究科が全博士論文で調査着手(毎日新聞)

全博士論文を対象に調査　小保方氏所属の早大先進理工学研究科(産経新聞) 


このように研究、及び教育が正しく行われていなかった疑いがあり、現在も調査中の大学を「１大学あたり毎年1〜４億円を１０年間投入するスーパーグローバル大学」に選定するというのは正しい選択なのだろうか。

複数のepsファイルの形式をまとめて変換するLinuxコマンド

Linux上で複数のeps画像ファイルをまとめて他形式に変換するには
mogrifyのコマンドを用いればよい。
このmogrifyコマンドはImageMagicのconvertコマンドの拡張となっている。
具体的な使い方は次のようなものである。

mogrify -density 200 -background white -flatten -alpha off -format png *.eps

ここでは、カレントディレクトリ内にあるすべてのepsファイルをpng形式に変換している。

最初のオプション -density 200 は画像の大きさを200%に拡大して画像を変換することを意味している。-density の後に入れる数字が大きなるほど画像ファイルサイズが重くなるが、その分、形式変換後の画像が綺麗になる。

次のオプション -background white -flatten -alpha off は、epsファイルから他の形式に変換した際に、背景色を白とするためのものである。このオプションがないと、形式変換後に、画像の背景が透明となり不便が生じる場合があるので、いつもつけておくほうが無難である。

最後のオプション -format png は選択した画像ファイルをpng形式に変換すること意味する。
このpngの部分をgifやjpegと変えることで、様々な形式の画像ファイルへの変換が可能となる。

最後の *.eps の部分は拡張子を変換したい画像ファイル名を入れる。ここでは、ワイルドカードを用いて、カレントディレクトリ中のすべてのepsファイルを表す *.eps を用いてる。

物理学会と応用物理学会における学生の発表

日本物理学会と応用物理学会の両方の年次会、及び秋季大会に参加させて頂いている。
これらの学会を通じて、最近感じたことがあるので書き残しておくことにする。


物性基礎の研究をしている私にとっては、物理学会で行われる講演の方が、
個人的興味を引くものが多い(あくまで、個人的感想)。

しかしながら、物理学会の講演の方に、一つ残念に感じることがある。
それは「学生の発表のクオリティ」である。

応用物理学会での講演では、学生発表でもしっかりと研究成果を出したものを、
しっかりと発表練習して、講演の場に持ってきているように感じる。

これが物理学会での講演になると、学生発表では、研究成果がまだ出る前のものや、
ちゃんと練習をしてきていないような発表が目立つ。

この学生発表の質の違いは、それぞれの学会の雰囲気をそのまま表しているようにも思われる。
応用物理学会では、ほとんどの参加者がスーツ着用で、
また、企業からも たくさんの方が学会に参加していて、
学会がかなりフォーマルな雰囲気を持っている。

これに対して、物理学会では、ほとんどの人がスーツを来ておらず、
企業の方の参加者数も少ないように感じる。
そして、学会自体の雰囲気はゆる〜い感じのものとなっている。

この"ゆるい雰囲気"は一重に、物理屋さん達が、
「物理を理解すること、及び発展させること」 を最も大事なものとして、
その他の雑多なこと(例えば、フォーマルな服装をするなど)には、重きを置いていない
ことに起因していると思われる。(私は、このゆるい雰囲気が好きである。)

しかしながら、一部の学生(あるいはその指導教員) が、このゆるい雰囲気を勘違いしてしまって、
研究と発表の両方において、完成度の低い講演が増えてしまっているのが、
現在の物理学会の現状ではないかと思う。

物理学会は"日本の物理学"を発展させるための最も重要な基板の一つだと思う。
この物理学会の質を向上させることで、日本の物理の質を向上していってほしい。

この"日本の物理学の発展"に関する事柄として、
「JPSJ(Journal of the Physical Society of Japan)を盛り上げる」
というものがあるが、これについては、別の機会に記事にすることにする。