Como uso o gnuplot para criar um gráfico de espaço de fase 3D?

Question

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For a three-dimensional phase-space plot, the sequence a, b, c, d, e, f, etc. can be used as space coordinates (a-b, b-c, c-d), (b-c, c-d, d-e), (c-d, d-e, e-f), etc. Patterns in the plot created reveal recurring relations between subsequent sequences. In this phase plot, 50,000 16-bit random numbers would produce an unstructured cloud of dots.

Eu quero fazer exatamente o mesmo tipo de coisa. Eu tenho um arquivo binário (cerca de 10 MB) e gostaria de criar alguns gráficos de estilo do gnuplot como eles têm na página da web.

O que eu digito no gnuplot para que isso aconteça?

    

Answer 1

1. Crie um dump do seu arquivo binário em um formato adequado para o gnuplot. Por conveniência, usei hexdump com um formato de saída personalizado, que precisamos armazenar em um arquivo, por exemplo, como gnuplot.hdp (em princípio, a string de formatação pode ser passada por meio de uma opção de linha de comando, mas então vamos nos deparar com muitas citações aninhadas no script do gnuplot):

   $ cat gnuplot.hdp
   3/1 "%03d " "\n"
   
   $ hexdump -f gnuplot.hdp random.data | head -n 4
   236 027 076
   070 243 055
   047 115 211
   184 206 073
   

2. Plote os dados com o gnuplot. No caso mais simples, plotamos os bytes 1, 2, 3 e 4, 5, 6 etc. como x, y, z coordinates:

   set parametric
   unset border
   unset xtics
   unset ytics
   unset ztics
   splot "< hexdump -f gnuplot.hdp random.data" using ($1):($2):($3) notitle
   

   Um arquivo com números aleatórios mostra - não surpreendentemente - um gráfico de dispersão aleatório:

   

   Masseusarmos,e.umarquivomalcompactado,comoumbitmapsimples,vemosumaestrutura(aquiéumalinha):

3. Se quisermos nos assemelhar um pouco melhor ao enredo no artigo citado, precisamos do formato 6/1 "%03d " "\n" as hexdump , para obtermos seis bytes por linha. E nós temos que estender o comando splot no gnuplot:

   splot "< hexdump -f gnuplot.hdp random.data" u ($1-$2):($2-$3):($3-$4) ls 1 not, '' u ($2-$3):($3-$4):($4-$5) ls 1 not, '' u ($3-$4):($4-$5):($5-$6) ls 1 not
   

   gnuplot trata u como uma abreviação de using e not de notitle para manter as coisas pequenas.

   Para o bitmap, obtemos agora um objeto bonito;

   

   osdadosaleatóriossãoassim:

4. Esteja ciente de que analisamos os dados em blocos de 6 bytes, ou seja, se apenas o 6º e o 7º byte (ou múltiplos deles) estiverem correlacionados, os gráficos não revelarão isso.

5. gnuplot deve manipular facilmente um arquivo de entrada de 10 MB, mas especialmente a rotação pode ficar lenta - dependendo do seu poder de computação.