Gnuplot 4d根据数据以不同的透明度绘制颜色条

Question

我想绘制使用splot（x y z值）的4d绘图。我想有第四栏显示为热色。到目前为止，我很好。在网上搜索答案之后，我无法弄清楚的是，点的颜色是透明的，但根据其价值有不同的透明度。

例如，假设我有以下数据集：

0 0 0 0.1 
0 0 1 0.2 

0 1 0 0.2 
0 1 1 2 

1 0 0 1 
1 0 1 3 

1 1 0 0.5 
1 1 1 4 

现在，我想使颜色条（为第4列）是这样：在接近第4列的值是1，图中的点/点越透明。我看过的所有地方只能给我整个色条的统一透明度。

我想知道有没有人处理过这个，或者有一个想法如何做到这一点。 非常感谢！

Answer 1

我并没有完全理解透明度如何取决于值，所以我会给出一个一般答案，您可以在其中替换透明度函数。

虽然您可以指定transparency for line colors，但在使用调色板时这似乎不可行，这将是实现您想要的最直接的方法。只能使用gnuplot的最远距离是让颜色显示为透明，如下面的脚本，其中in.data是包含示例数据的文件。

#!/usr/bin/env gnuplot 

set term pngcairo 
in_data = "in.data" 
set out "out.png" 

# function to combine color and alpha channels with white background 
# 0: no transparency, 1: fully transparent 
make_transparent(x1, t) = (1-t)*x1 + t 

# a function to decide transparency 
# the input and output must be in range of [0,1] 
#get_transparency(x1) = 0  # no transparency 
#get_transparency(x1) = 1  # fully transparent 
get_transparency(x1) = 1 - x1 # smaller values are more transparent 

# convenience function to truncate values 
minval(x1, x2) = x1<x2?x1:x2 
maxval(x1, x2) = x1>x2?x1:x2 
truncval(x1, xmin, xmax) = maxval(minval(x1, xmax), xmin) 
trunc(x1) = truncval(x1, 0, 1) 

# the default palette consists of rgbfunctions 7,5,15 
# we redefine their transparency enabled versions here 
# the input and output must be in range of [0,1] 
# see other formulae with "show palette rgbformulae" command in gnuplot 
f7(x1) = make_transparent(sqrt(x1)   , get_transparency(x1)) 
f5(x1) = make_transparent(x1**3    , get_transparency(x1)) 
f15(x1) = make_transparent(trunc(sin(2*pi*x1)), get_transparency(x1)) 

set palette model RGB functions f7(gray),f5(gray),f15(gray) 

splot in_data palette 

此脚本假定背景为白色，但可以适应任何其他纯色背景。然而，一旦点开始重叠，它就会分崩离析。

为了获得真正的透明度，您需要将每个数据点绘制为单独的线条，并为其赋予不同的线条颜色。这可以通过预处理数据来实现，如下面的bash脚本。

#!/usr/bin/env bash 

set -eu 

in_data="in.data" 
out_png="out.png" 

pi=3.141592653589793 

# function to convert data value into rgba value 
function value2rgba() 
{ 
    # arguments to function 
    local val="${1}" 
    local min="${2}" 
    local max="${3}" 

    # normalized value 
    local nval=$(bc -l <<< "(${val}-${min})/(${max}-${min})") 

    #### alpha channel value #### 
    local alpha="$(bc -l <<< "255 * (1-${nval})")" 
    # round to decimal 
    alpha=$(printf "%0.f" "${alpha}") 

    #### red channel value #### 
    # rgbformulae 7 in gnuplot 
    local red="$(bc -l <<< "255 * sqrt(${nval})")" 
    # round to decimal 
    red=$(printf "%0.f" "${red}") 

    #### green channel value #### 
    # rgbformulae 5 in gnuplot 
    local red="$(bc -l <<< "255 * sqrt(${nval})")" 
    local green="$(bc -l <<< "255 * ${nval}^3")" 
    # round to decimal 
    green=$(printf "%0.f" "${green}") 

    #### blue channel value #### 
    # rgbformulae 15 in gnuplot 
    local blue="$(bc -l <<< "255 * s(2*${pi}*${nval})")" 
    # round to decimal 
    blue=$(printf "%0.f" "${blue}") 
    # make sure blue is positive 
    if ((blue < 0)) 
    then 
    blue=0 
    fi 

    ### whole rgba value 
    local rgba="#" 
    rgba+="$(printf "%02x" "${alpha}")" 
    rgba+="$(printf "%02x" "${red}")" 
    rgba+="$(printf "%02x" "${green}")" 
    rgba+="$(printf "%02x" "${blue}")" 

    echo "${rgba}" 

} 

# data without blank lines 
data="$(sed -E "/^[[:space:]]*$/d" "${in_data}")" 

# number of lines 
nline=$(wc -l <<< "${data}") 

# get the minimum and maximum value of the 4-th column 
min_max=($(awk '{ print $4 }' <<< "${data}" | sort -g | sed -n '1p;$p')) 

# array of colors for each point 
colors=() 
while read -r line 
do 
    colors+=($(value2rgba "${line}" "${min_max[@]}")) 
done < <(awk '{ print $4 }' <<< "${data}") 

# gather coordinates into one row 
coords=($(awk '{ print $1,$2,$3 }' <<< "${data}")) 

gnuplot << EOF 

set term pngcairo 

set out "${out_png}" 

\$DATA << EOD 
${coords[@]} 
EOD 

nline=${nline} 
colors="${colors[@]}" 

unset key 

splot for [i=0:nline-1] \$DATA \ 
    u (column(3*i+1)):(column(3*i+2)):(column(3*i+3)) \ 
    pt 1 lc rgb word(colors, i+1) 

EOF 

这些脚本用gnuplot的5