Gnuplot
# Gnuplot

Gnuplot (Eigenschreibweise: gnuplot) ist ein skript- bzw. kommandozeilengesteuertes Computerprogramm zur grafischen Darstellung von Messdaten und mathematischen Funktionen (Funktionenplotter). Das Projekt Gnuplot wird seit 1986 kontinuierlich von einem internationalen Team ehrenamtlicher Entwickler vorangetrieben. Der Quellcode wird seit 2000 über SourceForge verwaltet.

## Funktionsumfang

Gnuplot erzeugt verschiedene zwei- und dreidimensionale Plots, die interaktiv manipuliert werden können (insb. Vergrößern und Drehen). Die Plots können auf dem Bildschirm dargestellt und in verschiedenen Grafikformaten (zum Beispiel EPS, PNG, SVG und andere) abgespeichert werden.

Gnuplot gestattet einerseits die Definition eigener Funktionen, die geplottet werden können. Andererseits liest Gnuplot auch (Mess-)Daten aus Dateien ein und stellt diese grafisch dar. Die Daten können durch Anwendung von Funktionen nachverarbeitet werden. Weiterhin kann Gnuplot funktionale Zusammenhänge an die Daten anpassen (Fitten, Ausgleichsrechnung).

## Einsatzbereich

Gnuplot stammt aus der Unix-Welt, läuft aber auf allen gängigen Betriebssystemen. Es besitzt keine eigene grafische Benutzeroberfläche, sondern wird von der Kommandozeile aus bedient oder über Skripte gesteuert. Ergänzend existiert eine Vielzahl grafischer Oberflächen für das Programm, etwa wxPinter, Xgfe, PlotDrop oder Qgfe unter Unix und wgnuplot unter Windows.

Im wissenschaftlichen Bereich ist Gnuplot sehr beliebt wegen seiner übersichtlichen Plots und der Möglichkeit, skriptgesteuert automatisch Plots aus Daten oder Messwerten zu erzeugen. Das Programm verarbeitet große Datenmengen effizient und ist im Vergleich zu kommerziellen Alternativen platzsparend und schnell. Die Originaldaten bleiben immer unangetastet und müssen auch nicht in einem „Worksheet“ vorgehalten werden.

## Einbettung

Gnuplot ist als eigenständiges Anwendungsprogramm konzipiert, nicht als Grafikbibliothek. Um Gnuplot als Unterprogramm in andere Anwendungen einzubinden, wird daher ein Gnuplot-Prozess gestartet und über eine Pipe gesteuert. Grafikkommandos und Daten können über die Pipe an Gnuplot gesendet und verarbeitet werden.

Zu den Nutzern dieses Betriebsmodus gehören zum Beispiel die Numerik-Software GNU Octave und das Computeralgebrasystem Maxima.

## Name und Lizenz

Gnuplot wird unter einer freien Lizenz vertrieben, welche Kopien und Modifikationen des Quellcodes gestattet. Modifizierte Versionen dürfen jedoch nur als Patches vertrieben werden.

Trotz seines Namens steht Gnuplot nicht in Verbindung mit dem GNU-Projekt und verwendet auch nicht die GNU General Public License: Ursprünglich sollte das Programm Newplot heißen. Da unter diesem Namen bereits eine Software existierte, benannten die Autoren ihr Projekt kurzerhand in Gnuplot um, was im amerikanischen Englisch homophon zum ursprünglichen Namen (= phonetisch gleich) ist. Das GNU-Projekt nennt seine Plot-Software wiederum plotutils.

## Versionsgeschichte

| Version | Veröffentlichung | Anmerkungen |
| - | - | - |
| Ältere Version; nicht mehr unterstützt: 1.0 | 1986 | Erster Release |
| Ältere Version; nicht mehr unterstützt: 1.1 | 1987 | Änderungen: Diverse neue Terminal Treiber (darunter Postscript und Hercules), set dummy Funktion, Faktorisierungsoperator '!' wird nun akzeptiert, für viele Funktionen wurde eine dynamische Speicherreservierung mit malloc eingeführt, was einige Beschränkungen aufhob. Kommentarunterstützung |
| Ältere Version; nicht mehr unterstützt: 2.0 | 7. März 1990 | Änderungen: Diverse neue Terminal Treiber (darunter LaTeX, VGA, X11), Kommandozeilenargumente werden akzeptiert, Titel Option title für plot Funktion, replot Kommando, Speicherfunktion save, Autoscaling, noclip Funktion, set (grid, label, polar, offsets, size, tics out, xlabel) Funktion, erweiterte Kommentare, Plottingfunktionen linespoints und dots, interaktive Hilfe |
| Ältere Version; nicht mehr unterstützt: 3.0 | 29. September 1991 | Änderungen: Oberflächenfunktion splot sowie die Optionen isosamples, view, contour, cntrparam, mapping and surface. Erweiterung der tic, label und range Einstellungen und Einführung einer Z-Achse |
| Ältere Version; nicht mehr unterstützt: 3.4 | 10. Juni 1993 | Änderungen: Eine bessere Windows 3.x Unterstützung, OS/2 Support, Discrete Contour Levels, Funktion für die Wahrscheinlichkeitsdichte |
| Ältere Version; nicht mehr unterstützt: 3.5 | 27. August 1993 | |
| Ältere Version; nicht mehr unterstützt: 4.0 | 27. Oktober 2004 | Folgendes wurde hinzugefügt: die Funktion "defined(<Variablenname>)", die Plot-Option "smooth frequency", die Gitter-Optionen "layerdefault, front, back" |
| Ältere Version; nicht mehr unterstützt: 4.4 | 13. März 2010 | Folgendes wurde hinzugefügt: neue Treiber für pngcairo pdfcairo wxt, Client-Seitiges interaktives Display mit dem HTML5 canvas-Element, bessere Internationalisierung, Unterstützung von Transparenz, neue Plot-Styles: circles rgbalpha |
| Ältere Version; nicht mehr unterstützt: 4.6 | 12. März 2012 | Einführung von Befehlsblöcken mit Hilfe geschweifter Klammern |
| Ältere Version; nicht mehr unterstützt: 5.0 | 31. Dezember 2014 | Neue Plotstile und Koordinatensysteme, der fit-Befehl kann nun mit bis zu zwölf Variablen umgehen, die RGB-Farben können nun einen Alphakanal besitzen und weitere Änderungen Letzte Version 5.0.7 |
| Ältere Version; noch unterstützt: 5.2 | 31. August 2017 | Verbindung zweier Achsen über nichtlineare Funktion, erweiterte Unterstützung von Polardarstellung, neuer array Datentyp, Filter zur Erstellung von Histogrammen, neue Plotstile und weitere Änderungen, letzte Version 5.2.8 |
| Aktuelle Version: 5.4 | 16. Juli 2020 | Support für Voxelplots, Support für 64-Bit Arithmetik, aktuell 5.4.2 mit epidemiologischen Tag- und Wochenformaten |
| Vorabversion: 5.5 | 2021 | pdf docu snapshot Januar 2021 |
| Legende:Ältere Version; nicht mehr unterstütztÄltere Version; noch unterstütztAktuelle VersionAktuelle VorabversionZukünftige Version |||

## Beispiele

### Mathematische Funktionen

Die Funktion $f(x)=x^{2}$ wird zum Beispiel mit den folgenden Befehlen ausgegeben:

oder einfach

Der mit Gnuplot erzeugte Graph sieht bei Wahl von SVG als Ausgabeformat wie folgt aus:

### Diagramm mit externen Daten

Mit Gnuplot lassen sich auch Diagramme zu beliebigen Datenzusammenstellungen erstellen: Die der Kurve zugrunde liegenden Daten befanden sich bei der Erstellung in separaten Dateien (in diesem Fall Banglapedia.dat und World_Factbook.dat) und sind auf der Bildbeschreibungsseite einzusehen.

Der Code erzeugt folgende Grafik:

