【神技能】Origin多曲线3D层叠图如何做？

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在科技论文中，经常需要对某一系列曲线进行对比研究，例如在不同实验条件（如掺杂比、pH、煅烧温度等）合成样品的XRD曲线中。

对于掺杂样品，除了包含纯物相标准卡对应的衍射峰以外，还有新物相衍射峰的出现，甚至掺杂物相的引入都会对纯物相的衍射峰位置（偏移）和半高宽等参数有明显的影响。

那么，如何在同一个坐标系（关联横轴）中直观地呈现每个样品的XRD谱线显得尤为重要。

层叠图是将多条曲线在同一个坐标系中绘制，并将每条曲线在纵向或横向等比例移动，使每条曲线错位显示。

例如下面的4个图，主要表现形式分为两种：（1）3D层叠式；（2）2D层叠式。

这两种样式各有特点，3D层叠式具有较强的视觉冲击效果和更具观赏性；2D层叠式在考察峰位置偏移时更具有精确性和直观性。例如图B可对比发现新物相的峰出现（10°~30°），图D可直观地观察到衍射峰的“漂移”。

作者可以根据具体的XRD数据以及分析的要点，选择不同的表现力。

对于3D层叠式的绘图（图A），可参阅：

对于图C的绘制只需要在图A的基础上关闭Y轴、Z轴以及Grid栅格线的显示即可。

利用Origin软件的Waterfall（瀑布图）绘制3D层叠图，最大的优势是它可以自动错位，且曲线的间距是均匀的。

而对于2D层叠图的情况，需要手动调整曲线的间距。如果曲线数量较多时（如图D），手动调距恐怕没那么容易了。

下面的文章【动图演示如何制作XRD叠图与PDF卡线图】中的数据为例，介绍2D层叠图的两种绘图方法：手动平移法、累加数值法。

全选数据表，点击绘制直线（line）的工具，得到一个多条曲线重叠在一起的初始图。

在绘图框左上角“ 1 ”处单击右键勾选每一条曲线，然后点击菜单Analysis→Data Manipulation→Vertical Translate(纵向平移，其下方的“Horizontal Translate”是水平平移)，此时绘图框中某条曲线上出现一条红色句柄线（右端有句柄），拖动句柄线向上移动，释放鼠标，即可将该曲线放置到某个预定位置。

分别选中其他曲线，重复上述操作，可以将每条曲线层叠出来，但是你会发现，这种手动调整，间隔并不均匀。

下面以第一条曲线的垂直移动为例演示具体步骤如下。

第一步：估计纵轴范围、累加值

在绘制的初始图中，记下纵轴的最大刻度Ymax（取80）、总曲线数目N（共7条），则第i条曲线的累加值Ai为

Ai=Ymax*(i-1)  (i=1,2,3,…,7)。

则每条曲线Y数据的累加值分别如下：

A1=0（不移动）

A2=80

A3=160

A4=240

A5=320

A6=400

A7=480

第二步：设置Y数据

选中数据表中某曲线的Y数据列，右键选择“Set Column Values”，在弹出框中编辑公式，例如累加第二条曲线（A2=80），我们操作C(Y)这一列，公式输入框中输入“col(c)+80”，点击“OK”即可。

对其他曲线进行类似操作（累加各自相应的累加值）即可。具体演示如下：

第三步：绘图或调整原图

经过上述步骤累加后，你会发现原来绘制的图中，只显示出部分曲线，其他曲线不翼而飞了！那是因为经过累加后，多数曲线的基线已经超出了目前纵轴的范围。

因此，只需要调整纵轴范围（修改上限为80*7=560）即可，具体演示如下：

最后，删除纵轴及标题（因为叠层图一般对Y数据进行了累加，纵轴刻度已经失去意义，一般可以删除纵轴及标题），调整横轴及标题。具体演示如下：