Ubuntu与Fortran数据可视化方法

Ubuntu下Fortran数据可视化实用路线

一 常用方案总览

• GNUplot：轻量、脚本化，适合快速出图与批处理；Fortran负责计算并输出数据文件，GNUplot负责渲染。
• DISLIN：商业级绘图库，API简单，支持2D/3D、多图、多种输出格式，适合科研工程直接嵌入绘图。
• PLplot：开源，提供Fortran接口，适合科研绘图与出版级图形需求。
• Python+Matplotlib/Seaborn：Fortran输出数据（如CSV/HDF5），Python负责高级可视化与交互。
• GTK/FLTK等GUI：若需交互式界面，可用iso_c_binding与C/C++图形库混合编程，在窗口中嵌入绘图或控件。

二 快速上手示例

• 示例1 使用GNUplot

  1. 安装：sudo apt-get install gnuplot
  2. Fortran写数据（data.f90）

  program data
    implicit none
    integer :: i
    open(unit=10, file='data.txt', status='replace')
    do i = 1, 200
      write(10, *) i*0.1, sin(i*0.1)
    end do
    close(10)
  end program data
  

  1. 编译运行：gfortran -O2 -o data data.f90 & & ./data
  2. 绘图：gnuplot -e "set terminal png size 800,600; set output 'plot.png'; plot 'data.txt' using 1:2 with linespoints title 'sin(x)'"

• 示例2 使用DISLIN绘制3D曲面

  1. 安装DISLIN（获取授权后按说明安装，并设置环境变量）
  2. Fortran示例（surface.f90）

  program surface_plot
    implicit none
    integer, parameter :: n = 40
    real :: x(n), y(n), z(n,n)
    integer :: i, j
    do i = 1, n
      x(i) = (i-1)*0.1
      y(i) = (i-1)*0.1
    end do
    do i = 1, n
      do j = 1, n
        z(i,j) = sin(x(i))*cos(y(j))
      end do
    end do
    call disini()
    call pagera()
    call setpag('da')
    call view3d(0.0, 0.0, 580, 580, -40.0, -30.0, -100.0, 1.0)
    call surface(x, y, z, n, n)
    call disfin()
  end program surface_plot
  

  1. 编译（示例）：gfortran -O2 -o surface surface.f90 -ldislin
  2. 运行：./surface（会弹出或保存DISLIN图形窗口/文件，取决于DISLIN配置）

三 安装与环境配置要点

• 基础工具：sudo apt update & & sudo apt install gfortran build-essential
• 绘图库：
  • GNUplot：sudo apt-get install gnuplot
  • PLplot：sudo apt-get install libplplot-dev
  • DISLIN：从官方获取并按说明安装（需许可证）
  • 大数据读写（可选）：sudo apt install libhdf5-dev libnetcdf-dev（便于Fortran读写HDF5/NetCDF，再用Python可视化）
• 编译与链接提示：
  • PLplot示例：gfortran -O2 -o plot plot.f90 -lplplot
  • DISLIN示例：gfortran -O2 -o surface surface.f90 -ldislin
  • 若链接失败，确认库路径与开发包已安装，必要时使用-L/-I指定路径

四 方法选择建议

• 追求快速与自动化：选GNUplot（脚本化、批量、多格式输出）。
• 需要高质量出版级2D/3D且直接在Fortran中调用：选DISLIN或PLplot。
• 需要交互式GUI或复杂界面：用GTK/FLTK与Fortran混合编程（iso_c_binding）。
• 需要高级统计可视化/交互仪表盘：Fortran输出CSV/HDF5，用Python+Matplotlib/Seaborn绘图。

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