worked on the plotting chapter

header.tex

@@ -8,16 +8,16 @@
 % \newcommand{\tr}[2]{#1}  % en
 % \usepackage[english]{babel}
 \newcommand{\tr}[2]{#2}  % de
-\usepackage[german]{babel}
+\usepackage[ngerman]{babel}
 
 %%%% layout %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 \usepackage[left=25mm,right=25mm,top=20mm,bottom=30mm]{geometry}
-\setcounter{tocdepth}{1}
 \usepackage{pslatex}   % nice font for pdf file
 
 %%%%% section style %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 \usepackage[sf,bf,it,big,clearempty]{titlesec}
 \setcounter{secnumdepth}{1}
+\setcounter{tocdepth}{1}
 
 %%%%% units %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 \usepackage[mediumspace,mediumqspace,Gray]{SIunits}      % \ohm, \micro

plotting/lecture/outlier.py

@@ -0,0 +1,36 @@
+import numpy as np
+import matplotlib.pyplot as plt
+
+plt.xkcd()
+fig = plt.figure( figsize=(5,3) )
+
+# the data:
+n = 50
+rng = np.random.RandomState(4637281)
+x = rng.rand(n)*9.0+0.5
+y = rng.randn(n)*1.0+4.0
+
+# plot it:
+ax = fig.add_subplot( 1, 1, 1 )
+ax.spines['right'].set_visible(False)
+ax.spines['top'].set_visible(False)
+ax.yaxis.set_ticks_position('left')
+ax.xaxis.set_ticks_position('bottom')
+ax.set_xlim(0, 10.0)
+ax.set_ylim(0.0, 10.0)
+ax.set_xticks( np.arange(0, 11, 2))
+ax.set_yticks( np.arange(0, 11, 2))
+ax.set_xlabel('Time [Days]')
+ax.set_ylabel('Mass [kg]')
+outlier = (3.3, 8.6)
+ax.annotate('Outlier',
+            xy=(outlier[0]+0.2, outlier[1]), xycoords='data',
+            xytext=(5.4, 9.5), textcoords='data', ha='left',
+            arrowprops=dict(arrowstyle="->", relpos=(0.0,0.5),
+            connectionstyle="angle3,angleA=0,angleB=10") )
+ax.scatter(x, y, s=50, c='b', zorder=5)
+ax.scatter(outlier[0], outlier[1], s=80, c='#CC0000', zorder=10)
+
+plt.tight_layout();
+plt.savefig('outlier.pdf')
+#plt.show();

plotting/lecture/plotting.tex

@@ -1,11 +1,9 @@
 \chapter{\tr{Data plotting}{Graphische Darstellung von Daten}}
 
-\section{Dos and Don'ts bei der graphischen Darstellung von Daten}
-
 Die F\"ahigkeit zur ad\"aquaten Darstellung wissenschaftlicher Daten
-darf man durchaus zu den notwendigen Kernkompetenzen z\"ahlen. Wir
+darf durchaus zu den notwendigen Kernkompetenzen gez\"ahlt werden. Wir
 brauchen sie um unsere Daten und Ergebnisse \"uberzeugend darzustellen
-und das Verst\"andnis zu vereinfachen
+und um das Verst\"andnis zu vereinfachen.
 
 \begin{figure}[hb!]
   \includegraphics[width=0.9\columnwidth]{convincing}
@@ -13,62 +11,73 @@ und das Verst\"andnis zu vereinfachen
     Plots.}{\url{www.xkcd.com}} \label{xkcdplotting}
 \end{figure}
 
-\subsection{Was soll ein Plot leisten?}
+\section{Was macht einen guten Plot aus?}
-Graphen sollen dem geneigten Leser erm\"oglichen die Daten zu erfassen
+Graphen sollen dem geneigten Leser erm\"oglichen, die Daten zu
-und die beschriebenen Effekte zu begutachen, zu hinterfragen und zu
+erfassen und die beschriebenen Ergebnisse und Effekte zu begutachen,
-validieren. Eine der obersten Regeln ist die vollst\"andige Annotation
+zu hinterfragen und zu validieren. 
-von Plots (Abbildung \ref{xkcdplotting}). Eine weiteres Prinzip, an
+
-das man sich halten sollte, ist die \emph{ink minimization}. Dieses
+Eine der obersten Regeln ist die vollst\"andige Annotation von Plots:
-Prinzip fordert, dass das Verh\"altnis aus Tinte, die f\"ur die
+Achsenbeschriftung mit Einheiten und Legenden
-Darstellung der Daten gebraucht wird und der Menge Tinte, die f\"ur
+(\figref{xkcdplotting}). 
-sonstige Elemente der Graphik aufgewendetwird m\"oglichst gro{\ss}
+
-ist. Mit anderen Worten: \"uberfl\"ussige Ausschm\"uckungen sollten
+Eine weiteres Prinzip f\"ur ansprechende Graphiken ist die \emph{ink
-sich in Datenplots nur selten finden lassen. Eine Ausnahme kann
+  minimization}. Dieses Prinzip fordert, dass das Verh\"altnis aus
-gemacht werden, wenn der Plot z.B in einer Pr\"asentation oder zu
+Tinte, die f\"ur die Darstellung der Daten gebraucht wird und der
-didaktischen Zwecken genutzt wird.
+Menge Tinte, die f\"ur sonstige Elemente der Graphik aufgewendetwird
-
+m\"oglichst gro{\ss} ist. Mit anderen Worten: \"uberfl\"ussige
-\subsection{Dinge, die vermieden werden sollten.}  
+Ausschm\"uckungen sollten sich in Datenplots nur selten finden lassen;
+die Daten sollen im Vordergrund stehen. Eine Ausnahme kann gemacht
+werden, wenn der Plot z.B in einer Pr\"asentation oder zu didaktischen
+Zwecken genutzt wird.
+
+\begin{important}
+  Ein Datenplot muss ausreichend beschriftet werden:
+  \begin{itemize}
+  \item Alle Achsen m\"ussen eine Bezeichnung und eine Einheit erhalten\\
+    (z.B. \code{xlabel('Geschwindigkeit [m/s]'}).
+  \item Wenn mehrere Dinge in einem Plot dargestellt werden, m\"ussen
+    diese mit einer Legende oder \"ahnlichem benannt werden
+    \matlabfun{legend()}.
+  \item Mehrere Plots mit den gleichen Gr\"o{\ss}en auf den Achsen,
+    m\"ussen den gleichen Wertebereich auf den Achsen zeigen
+    (z.B. \code{xlim([0 100])}.\\
+    Ausnnahmen sind m\"oglich, sollten aber in der
+    Abbildungsunterschrift erw\"ahnt werden.
+  \item Die Beschriftung mu{\ss} gro{\ss} genug sein, um lesbar zu sein.
+  \end{itemize}
+\end{important}
+
+
+\section{Dinge, die vermieden werden sollten.}  
 
 Bei der Darstellung wissenschaftlicher Daten sollte drauf geachtet
 werden suggestive oder fehlleitende Darstellungen zu vermeiden.
 Ablenkung durch \"uberm\"a{\ss}ige Effekte lassen einen Plot unruhig
-und unseri\"os wirken. Comicartige Effekte wie z.B. in Abbildung
+und unseri\"os wirken (Versto{\ss} gegen das Prinzip \enterm{ink
-\ref{comicexamplefig} sind in der Regel nicht zul\"assig. Ausnahme ist
+  minimization}). Comicartige Effekte wie z.B. in
-hier allerdings der Einsatz im didaktischen Kontext, wo es um die
+\figref{comicexamplefig} sind nicht geeignet um Daten darzustellen. Im
-Illustration (z.B. einer Methode) geht und kein Anspruch auf
+didaktischen Kontext hingegen kann dieser Stil Hilfreich sein, um zu
-Korrektheit besteht.
+betonen, dass es sich um illustrative Beispiele handelt bei denen es
-
+nicht auf die genaue Lage der Datenpunkte ankommt.
-\begin{figure}
+
-  \includegraphics[width=0.35\columnwidth]{images/one_d_problem_c}
+\begin{figure}[t]
+  \includegraphics[width=0.7\columnwidth]{outlier}\vspace{-3ex}
   \titlecaption{Comicartige Darstellungen}{ sind f\"ur die Darstellung
-    wissenschaftlicher Daten nicht geeignet.}\label{comicexamplefig}
+    wissenschaftlicher Daten nicht geeignet. F\"ur illustrative Beispiele
+    k\"onnen sie aber helfen, die wesentlichen Aspekte zu betonen.}\label{comicexamplefig}
 \end{figure}
 
 Im Folgenden werden einige Beispiele fehlleitender oder suggestiver
 Darstellungen gezeigt. Einiger dieser Effekte sind deutlich
 \"uberzeichnet, sie werden aber, etwas dezenter nat\"urlich, mitunter
-mit voller Absicht eingesetzt um die Wahrnehmung in die gewollte
+mit voller Absicht eingesetzt, um die Wahrnehmung in die gewollte
 Richtung zu beeinflussen. Auf Wikipedia gibt es weitere Beispiele
 (\url{https://en.wikipedia.org/wiki/Misleading_graph}).
 
-Durch perspektivische Effekte k\"onnen Gr\"o{\ss}enverh\"altnisse
+\begin{figure}[p]
-verzerrt dargestellt werden (z.B. Abbildung
+  \includegraphics[width=0.35\textwidth]{misleading_pie}
-\ref{misleadingpiefig}). Ver\"anderung der Achsenskalierungen kann die
+  \hspace{0.05\textwidth}
-Wahrnehmung des Betrachters in die ein oder andere Richtung
+  \includegraphics[width=0.35\textwidth]{sample_pie}
-lenken. Ein Zusammenhang kann so verschleiert oder \"ubertrieben
-werden (Abbildung \ref{misleadingscalingfig}). Insbesondere wenn die
-Gr\"o{\ss}e von Symbolen zur Darstellung einer Quantit\"at eingesetzt
-werden, muss man mit Vorsicht vorgehen um Unterschiede nicht
-\"uberproportional darzustellen (Abbildung
-\ref{misleadingsymbolsfig}).
-
-\begin{figure}
-  \begin{minipage}[t]{0.4\textwidth}
-    \includegraphics[width=\textwidth]{images/misleading_pie}
-  \end{minipage}
-  \begin{minipage}[t]{0.4\textwidth}
-    \includegraphics[width=\textwidth]{images/sample_pie}
-  \end{minipage}
   \titlecaption{Perspektivische Verzerrung beeinflusst die
     Gr\"o{\ss}enwahrnehmung.}{Durch die Wahl der perspektivischen
     Darstellung erscheint das hervorgehobene Segment C des
@@ -79,15 +88,15 @@ werden, muss man mit Vorsicht vorgehen um Unterschiede nicht
     \url{https://en.wikipedia.org/wiki/Misleading_graph}}\label{misleadingpiefig}
 \end{figure}
 
-\begin{figure}
+\begin{figure}[p]
   \begin{minipage}[t]{0.3\textwidth}
-    \includegraphics[width=0.9\textwidth]{images/line_graph1}
+    \includegraphics[width=0.9\textwidth]{line_graph1}
   \end{minipage}
   \begin{minipage}[t]{0.3\textwidth}
-    \includegraphics[width=0.9\textwidth]{images/line_graph1_3}
+    \includegraphics[width=0.9\textwidth]{line_graph1_3}
   \end{minipage}
   \begin{minipage}[t]{0.3\textwidth}
-    \includegraphics[width=0.9\textwidth]{images/line_graph1_4}
+    \includegraphics[width=0.9\textwidth]{line_graph1_4}
   \end{minipage}
   \titlecaption{Die Wahl der Zeichenfl\"ache beeinflusst den visuellen
     Eindruck.}{Alle drei Plots zeigen die gleichen Daten. Allein die
@@ -97,15 +106,15 @@ werden, muss man mit Vorsicht vorgehen um Unterschiede nicht
     \url{https://en.wikipedia.org/wiki/Misleading_graph}}\label{misleadingscalingfig}
 \end{figure}
 
-\begin{figure}
+\begin{figure}[p]
   \begin{minipage}[t]{0.3\textwidth}
-    \includegraphics[width=0.8\textwidth]{images/improperly_scaled_graph}
+    \includegraphics[width=0.8\textwidth]{improperly_scaled_graph}
   \end{minipage}
   \begin{minipage}[t]{0.3\textwidth}
-    \includegraphics[width=0.8\textwidth]{images/comparison_properly_improperly_graph}
+    \includegraphics[width=0.8\textwidth]{comparison_properly_improperly_graph}
   \end{minipage}
   \begin{minipage}[t]{0.3\textwidth}
-    \includegraphics[width=0.7\textwidth]{images/properly_scaled_graph}
+    \includegraphics[width=0.7\textwidth]{properly_scaled_graph}
   \end{minipage}
   \titlecaption{Die Skalierung von Symbolen kann problematisch sein.}
   {In diesen Graphen werden Symbole eingesetzt um Messgr\"o{\ss}en in
@@ -120,25 +129,30 @@ werden, muss man mit Vorsicht vorgehen um Unterschiede nicht
     \url{https://en.wikipedia.org/wiki/Misleading_graph}} \label{misleadingsymbolsfig}
 \end{figure}
 
-\newpage
+Durch perspektivische Effekte k\"onnen Gr\"o{\ss}enverh\"altnisse
+verzerrt dargestellt werden (\figref{misleadingpiefig}). Ver\"anderung
+der Achsenskalierungen kann die Wahrnehmung des Betrachters in die
+eine oder andere Richtung lenken. Ein Zusammenhang kann so
+verschleiert oder \"ubertrieben werden
+(\figref{misleadingscalingfig}).  Insbesondere wenn die Gr\"o{\ss}e
+von Symbolen zur Darstellung einer Quantit\"at eingesetzt werden, muss
+mit Vorsicht vorgegangen werden, um Unterschiede nicht \"uberproportional
+darzustellen (\figref{misleadingsymbolsfig}).
 
 \section{Das Plottingsystem von \matlab{}}
 
 Plotten in \matlab{} ist zun\"achst einmal einfach. Durch den Aufruf
 von \code{plot(x, y)} wird ein einfacher, schlichter Linienplot
-erstellt. Zun\"achst fehlen diesem Plot jegliche Annotationen wie
+erstellt. Diesem Plot fehlen jedoch jegliche Annotationen wie
-Achsbeschriftungen, Legenden, etc. Um diese hizuzuf\"ugen kann man
+Achsbeschriftungen, Legenden, etc. Es gibt zwei M\"oglichkeiten diese
-zwei Wege gehen: Das Graphische User Interface oder die
+hinzuzuf\"ugen: (i) das Graphische User Interface oder (ii) die
 Kommandozeile. Beide haben ihre Berechtigung sowie Vor- und
-Nachteile. W\"ahrend es bequem ist, die Abbildung mit der GUI
+Nachteile. 
-(Abbildung \ref{ploteditorfig}) zu bearbeiten sind die erhaltenen
-Ergebnisse nicht einfach reproduzierbar. Wenn eine Abbildung
-korrigiert werden musss, wird es schwierig und zeitaufwendig. Die
-nachtr\"agliche Bearbeitung der Abbildungen mit einem beliebigen
-Graphikprogramm erscheitn bequem, birgt seine eigenen Risiken und ist
-auf lange Sicht sehr aufwendig. Das Bestreben sollte sein, aus
-\matlab{} heraus publikationsreife Abbildungen zu erzeugen.
 
+W\"ahrend es bequem ist, die Abbildung mit der GUI
+(\figref{ploteditorfig}) zu bearbeiten sind die erhaltenen Ergebnisse
+nicht einfach reproduzierbar oder \"ubertragbar. Wenn eine Abbildung
+korrigiert werden musss, wird es schwierig und zeitaufwendig. 
 
 Plots in \matlab{} bestehen aus mehreren Elementen:
 \begin{enumerate}
@@ -148,17 +162,13 @@ Plots in \matlab{} bestehen aus mehreren Elementen:
 \item \enterm{Lines}: Die gezeichneten Datenplots wie Linien,
   Fl\"achen, etc.
 \item \enterm{Annotations}: Annotationen wie Textboxen oder auch
-  Pfeil, die zum Hervorheben von Punkten, oder Abschnitten gedacht
+  Pfeile, die zum Hervorheben von Punkten, oder Abschnitten gedacht
   sind.
 \item \enterm{Legends}: Legenden der Datenplots.
 \end{enumerate}
-
 Jedes dieser Elemente bietet eine Vielzahl von
 Einstellungsm\"oglichkeiten. Wie schon erw\"ahnt, k\"onnen diese
-\"uber die GUI (Abbildung \ref{ploteditorfig}) bearbeitet werden. Je
+\"uber die GUI (Abbildung \ref{ploteditorfig}) bearbeitet werden.
-nachdem welches der graphischen Elemente (Figure, Axes, etc., s.\,o.)
-ausgew\"ahlt wurde ver\"andern sich die Einstellungs\"oglichkeiten in
-des Editors.
 
 \begin{figure}
   \begin{minipage}[t]{0.6\columnwidth}
@@ -167,9 +177,9 @@ des Editors.
   \begin{minipage}[t]{0.3\columnwidth}
     \includegraphics[width=0.9\textwidth]{property_editor}
   \end{minipage}
-  \caption{\textbf{Graphisches Interface: ``Plot Editor''.} \"Uber das Menu
+  \caption{\textbf{Graphisches Interface ``Plot Editor''.} \"Uber das Menu
     ``Tools $\rightarrow$ Edit Plot'' erreicht man den Plot Editor. Je nachdem
-    welches Element des Plots ausgew\"ahlt wurde ver\"andern sich
+    welches Element des Plots ausgew\"ahlt wurde, ver\"andern sich
     die Einstellungsm\"oglichkeiten. Weitere Eigenschaften und
     Einstellungen k\"onnen \"uber den ``Property Editor'', rechts,
     eingesehen und ver\"andert werden. Der ``Property Editor'' ist
@@ -178,11 +188,26 @@ des Editors.
 \end{figure}
 
 Alle Einstellungen, die \"uber das graphische Interface vorgenommen
-werden k\"onnen sind auch \"uber Befehle auf der Kommandozeile
+werden k\"onnen, sind auch \"uber Befehle auf der Kommandozeile
-m\"oglich. Das hei{\ss}t, dass die Einstellungen problemlos in ein
+m\"oglich. Auf diese Weise k\"onnen Einstellungen problemlos in ein
-Skript oder eine Funktion eingebaut werden k\"onnen. Dieser Ansatz hat
+Skript oder eine Funktion eingebaut werden. Dieser Ansatz hat den
-den Vorteil, dass man sich die M\"uhe nur einmal machen muss. Die
+gro{\ss}en Vorteil, dass man sich die M\"uhe nur einmal machen
-Abbildungen k\"onnen exakt reprosuziert werden.
+muss. Die Abbildungen k\"onnen exakt reproduziert werden und m\"ussen
+nicht mehr neu beschriftet werden, wenn sich die Daten ver\"andert
+oder erweitert haben, oder wenn der gleiche Plot von vielen
+Datens\"atzen erstellt werden soll.
+
+\begin{important}
+  Das nachtr\"agliche Bearbeiten und Beschriften der Abbildungen mit
+  einem beliebigen Graphikprogramm erscheint auf den ersten Blick
+  bequem, birgt aber seine eigenen Risiken (z.B. verrutschte Achsen,
+  verlorengegangene Beschriftungen, etc.) und ist auf lange Sicht sehr
+  aufwendig, da bei ver\"anderter Datenlage die Graphik nur manuell
+  reproduzierbar ist. Deshalb sollten publikationsreife Abbildungen immer
+  vollst\"andig aus \matlab{} heraus erzeugt werden und eine
+  Nachbearbeitung mit Graphikprogrammen m\"oglichst ganz vermieden
+  werden.
+\end{important}
 
 \subsection{Einfaches Plotten}
 
@@ -190,7 +215,7 @@ Einen einfachen Linienplot zu erstellen ist denkbar
 einfach. Angenommen, es existiert einer Variable \code{y} im
 \enterm{Workspace}, die die darzustellenden Daten enth\"alt. Es
 gen\"ugt folgender Funktionsaufruf: \code{plot(y)}. Wenn bislang noch
-keine Abbildung erstellt wurde \"offnet \matlab{} ein neues Fenster
+keine Abbildung erstellt wurde, \"offnet \matlab{} ein neues Fenster
 und stellt die Daten als Linienplot dar. Dabei werden die Datenpunkte
 durch eine Linie verbunden. Die Messpunkte selbst sind nicht
 sichtbar. Wenn schon eine Abbildung existiert, wird der Inhalt
@@ -206,26 +231,25 @@ von 1 bis zur L\"ange des Vektors \code{y}. Diese Skalierung der
 x-Achse ist nur in den wenigsten F\"allen erw\"unscht. Besser ist es,
 die zugeh\"origen x-Werte explixit zu \"ubergeben und so z.B. die
 y-Werte als Funktion der Zeit darzustellen (\code{plot(x, y)}).
-Standard\"a{\ss}ig wird der erste Lininenplot mit in blau, mit
+Standard\"a{\ss}ig wird der erste Lininenplot in blau, mit
 durchgezogener Linie, ohne Marker und der Strichst\"arke 1
 dargestellt. Der zweite Linienplot erh\"alt automatisch die Farbe
 'rot'. Alle anderen Eigenschaften sind identisch. Die Reihenfolge der
 Farben ist vordefiniert kann aber durch das Setzen einer
 \enter{colormap} beeinflusst werden.  Die Tabellen
-\ref{plotlinestyles} zeigen vordefinierte Werte f\"r den Linienstil,
+\ref{plotlinestyles} zeigen vordefinierte Werte f\"ur den Linienstil,
 die Farbe und die verschiedenen Marker.
 
-
 \begin{table}[tp]
    \titlecaption{Vordefinierte Linienstile (links), Farben (Mitte) und Markersymbole (rechts).}{}\label{plotlinestyles}
    \begin{minipage}[t]{0.3\textwidth}
      \vspace{0pt}
      \begin{tabular}{c|l}
        \textbf{Linienstil} & \textbf{K\"urzel} \\\hline
-       durchgezogen  & '-' \\
+       durchgezogen  & '\verb|-|' \\
-       gestrichelt   & '--' \\
+       gestrichelt   & '\verb|--|' \\
-       gepunktet  & ':' \\
+       gepunktet  & '\verb|:|' \\
-       Strichpunkte & '.-' \\\hline
+       Strichpunkte & '\verb|.-|' \\\hline
      \end{tabular}
    \end{minipage}
    \vspace{0pt}
@@ -266,13 +290,12 @@ die Farbe und die verschiedenen Marker.
 
 \subsection{Ver\"andern von Linieneigenschaften}
 
-Will man die Eigenschaften des Linienplots selbst bestimmen, so
+Die Eigenschaften des Linienplots k\"onnen \"uber weitere Argumente
-empfiehlt es sich das dem \code{plot} Befehlt mitzuteilen. Folgender
+des \code{plot} Befehls ver\"andert werden. Folgender Aufruf erzeugt
-Aufruft erzeugt einen roten Linienplot mit gepunkteter Linie der
+einen roten Linienplot mit gepunkteter Linie der St\"arke 1.5 und
-St\"arke 1.5 und Strenmarkern and den Positionen der
+Sternmarkern an den Positionen der Datenpunkte. Zus\"atzlich wird noch
-Datenpunkte. Zus\"atzlich wird noch die Eigenschaft
+die Eigenschaft \codeterm{displayname} gesetzt, um dem Linienplot
-\codeterm{displayname} gesetzt, um dem Linienplot einen Namen zu
+einen Namen zu geben, der in einer Legende verwendet werden kann.
-geben, der in einer Legende verwendet werden kann.
 \begin{lstlisting}
   x = 0:0.1:2*pi;
   y = sin(x);
@@ -281,36 +304,39 @@ geben, der in einer Legende verwendet werden kann.
 
 \subsection{Ver\"andern von Achseneigenschaften}
 
-Das erste, was ein Plot braucht ist eine Achsenbeschriftung. Mithilfe
+Das erste, was ein Plot zus\"atzlich braucht, ist eine
-der Funktionen \code{xlabel('Time [ms]')} und \code{ylabel('Voltage
+Achsenbeschriftung. Mithilfe der Funktionen \code{xlabel('Time [ms]')}
-  [V]')} k\"onnen diese gesetzt werden. Standardm\"a{\ss}ig setzt
+und \code{ylabel('Voltage [V]')} k\"onnen diese gesetzt
-Matlab die Grenzen der x- und y-Achse so, dass die Daten
+werden. 
-hineinpassen. Dabei wird meist auf den n\"achsten ganzzahligen Wert
+
-aufgerundet. Will man diese manuell bestimmen, dann benutzt man die
+Standardm\"a{\ss}ig setzt Matlab die Grenzen der x- und y-Achse so,
-Funktionen \code{xlim} und \code{ylim}. Diese erwarten als Argument
+dass die Daten hineinpassen. Dabei wird meist auf den n\"achsten
-einen 2-elementigen Vektor mit dem Minimum und dem Maximum der
+ganzzahligen Wert aufgerundet. Mit den Funktionen \code{xlim} und
-jeweiligen Achse.  Tabelle \ref{plotaxisprops} listet weitere h\"aufig
+\code{ylim} k\"onnen diese manuell eingestellt werden. Diese
-genutzte Einstellungen der Achsen. Um sie zu ver\"andern benutzt man
+Funktionen erwarten als Argument einen 2-elementigen Vektor mit dem
-die Funktion \code{set}. Listing \ref{niceplotlisting} Zeile 15 zeigt
+Minimum und dem Maximum der jeweiligen Achse.  Tabelle
-wie sie verwendet wird. Die Funktion erwartet als erstes Argument ein
+\ref{plotaxisprops} listet weitere h\"aufig genutzte Einstellungen der
-sogenanntes Handle der Achse, dieses wird gefolgt von einer beliebig
+Achsen. Mit der \code{set} - Funktion k\"onnen diese ver\"andert
-langen Reihe von Eigenschaft-Wert Paaren. Soll z.B. das Gitternetz der
+werden wie in Zeile 15 in Listing \ref{niceplotlisting} gezeigt. Die
-x-Achse gezeigt werden, wird die Eigenschaft \codeterm{XGrid} auf den
+\code{set} - Funktion erwartet als erstes Argument ein sogenanntes Handle der
-Wert \codeterm{'on'} gesetzt: \code{set(gca, 'XGrid', 'on');}. Das
+Achse, dieses wird gefolgt von einer beliebig langen Reihe von
-erste Argument ist ein Aufruf der Funktion \code{gca},
+Eigenschaft-Wert Paaren. Soll z.B. das Gitternetz der x-Achse gezeigt
-``get-current-axis'' und ist das Achsenhandle.
+werden, wird die Eigenschaft \codeterm{XGrid} auf den Wert
+\codeterm{'on'} gesetzt: \code{set(gca, 'XGrid', 'on');}. Das erste
+Argument ist ein Aufruf der Funktion \code{gca}, ``get-current-axis''
+und ist das Achsenhandle der gerade aktiven Achse.
 
 \begin{table}[tp] 
-  \titlecaption{Ausgew\"ahlte Eigenschaften der Achse. Alle Eigenschaften der Achse findet man in der Hilfe oder im \codeterm{Property Editor}, siehe Abbildung \ref{ploteditorfig}. Wenn es eine definierte Auswahl von Einstellungen gibt, z.B. bei der Eigenschaft \codeterm{Box}, dann ist die Standardeinstellungen, als erstes gelistet.}{}\label{plotaxisprops}
+  \titlecaption{Ausgew\"ahlte Eigenschaften der Achse.}{ Alle Eigenschaften der Achse findet man in der Hilfe oder im \codeterm{Property Editor} (\figref{ploteditorfig}). Wenn es eine definierte Auswahl von Einstellungen gibt, z.B. bei der Eigenschaft \codeterm{Box}, dann ist die Standardeinstellungen als erstes gelistet.}\label{plotaxisprops}
-  \begin{tabular}{l|p{5cm}|p{5cm}}
+  \begin{tabular*}{1\textwidth}{lp{6.3cm}p{6cm}} \hline
     \textbf{Eigenschaft} & \textbf{Beschreibung} & \textbf{Optionen} \\ \hline
     \codeterm{Box} & Definiert, ob der Rahmen der Achse vollst\"andig gezeichnet wird. & $\{'on'|'off'\}$ \\
     \codeterm{Color}  & Hintergrundfarbe des Koordinatensystems. & Beliebige RGB, CMYK ... Werte. \\
     \codeterm{Fontname} & Der Name der Schriftart. & Im System installierte Schriften. \\
     \codeterm{FontSize} & Gr\"o{\ss}e der Schrift. & Skalarer Wert.\\
-    \codeterm{FontUnit} & Einheit, in der die Schriftgr\"{\ss}e bestimmt wird. &  $\{'points' | 'centimeters' | 'inches', ...\}$\\
+    \codeterm{FontUnit} & Einheit, in der die Schriftgr\"o{\ss}e bestimmt wird. &  $\{'points' | 'centimeters' | 'inches', ...\}$\\
-    \codeterm{FontWeight} & Fett- oder Normalsatz der Schrift. & $\{normal' | 'bold'\}$\\
+    \codeterm{FontWeight} & Fett- oder Normalsatz der Schrift. & $\{'normal' | 'bold'\}$\\
-    & 'd' \\
+%     & 'd' \\   ??????
     \codeterm{TickDir}  & Richtung der Teilstriche auf der Achse. & $\{'in' | 'out'\}$\\
     \codeterm{TickLength} & L\"ange der Haupt- und Nebenteilstriche & \\
     \codeterm{X-, Y-, ZDir}  & Richtung der Achsskalierung. & $\{'normal' | 'reversed'\}$\\
@@ -318,23 +344,15 @@ erste Argument ist ein Aufruf der Funktion \code{gca},
     \codeterm{X-, Y-, ZScale}  & Lineare oder logarithmische Skalierung der Achse. & $\{'linear' | 'log'\}$\\
     \codeterm{X-, Y-, ZTick} & Position der Teilstriche auf der Achse. & Vektor mit Positionen.\\
     \codeterm{X-, Y-, ZTickLabel} & Beschriftung der Teilstriche. & Vektor mit entsprechenden Zahlen oder Cell-Array mit Strings.\\ \hline
-  \end{tabular}
+  \end{tabular*}
 \end{table}
 
 
 \subsection{Ver\"andern von Figure-Einstellungen}
 
-Wie die Achse, hat auch das \codeterm{Figure} Element eine Reihe von
-Eigenschaften, die nach Bedarf gesetzt werden k\"onnen (Tabelle
-\ref{plotfigureprops} listet die meistverwendeten). Um sie zu setzen
-verwendet man wieder die \code{set} Funktion. Das erste Argument ist
-jetzt aber eine Handle f\"ur die Abbildung, nicht das
-Koordinatensystem. Statt der Funktion \code{gca} wird \code{gcf},
-``get-current-figure'' benutzt.
-
 \begin{table}[tp] 
-  \titlecaption{Ausgew\"ahlte Eigenschaften der \codeterm{Figure}. Alle Eigenschaften der Achse findet man in der Hilfe con \matlab{} oder im \codeterm{Property Editor} wenn die Abbildung ausgew\"ahlt wurde (Abbildung \ref{ploteditorfig}).}{}\label{plotfigureprops}
+  \titlecaption{Ausgew\"ahlte Eigenschaften der \codeterm{Figure}.}{Alle Eigenschaften der Achse findet man in der Hilfe con \matlab{} oder im \codeterm{Property Editor} wenn die Abbildung ausgew\"ahlt wurde (\figref{ploteditorfig}).}\label{plotfigureprops}
-  \begin{tabular}{l|p{5cm}|p{5cm}}
+  \begin{tabular*}{1\textwidth}{lp{6.3cm}p{6cm}} \hline
     \textbf{Eigenschaft} & \textbf{Beschreibung} & \textbf{Optionen} \\ \hline
     \codeterm{Color}  & Hintergrundfarbe der Zeichenfl\"ache. & Beliebige RGB, CMYK ... Werte. \\
     \codeterm{PaperPosition} & Posistion der Abbildung auf dem Papier & 4-elementiger Vektor mit den Positionen der linken-unteren, und rechten-oberen Ecke. \\
@@ -344,6 +362,14 @@ Koordinatensystem. Statt der Funktion \code{gca} wird \code{gcf},
   \end{tabular}
 \end{table}
 
+Wie die Achse, hat auch das \codeterm{Figure} Element eine Reihe von
+Eigenschaften, die nach Bedarf mit der \cide{set} - Funktion gesetzt
+werden k\"onnen (Tabelle \ref{plotfigureprops} listet die
+meistverwendeten). Das erste Argument f\"ur \code{set()} ist jetzt
+aber eine Handle f\"ur die Abbildung, nicht das
+Koordinatensystem. Statt der Funktion \code{gca} wird \code{gcf}
+(\enterm{get-current-figure}) benutzt.
+
 Das folgende Listing \ref{niceplotlisting} zeigt wie ein Skript
 aussehen k\"onnte, das die notwendigen Anpassungen vornimmt. Bei jedem
 Aufruf des Skripts wird exakt der gleiche Plot (Abbildung
@@ -355,7 +381,6 @@ gespeichert. Dazu wird die Funktion \code{saveas} verwendet, die als
 erstes Argument wieder ein Handle auf die Figure erwartet. Das zweite
 Argument ist der Dateiname, und zuletzt muss das gew\"unschte Format
 (Box \ref{graphicsformatbox}) angegeben werden.
-\clearpage
 
 \begin{lstlisting}[caption={Skript zur Erstellung des Plots in Abbildung \ref{spikedetectionfig}.}, label=niceplotlisting]
 figure()
@@ -377,86 +402,91 @@ saveas(gcf, 'spike_detection.pdf', 'pdf')
 \end{lstlisting}
 
 \begin{figure}
-  \includegraphics[width=0.5\columnwidth]{./images/spike_detection}
+  \includegraphics[width=0.5\columnwidth]{spike_detection}
   \caption{\textbf{Annehmbarer Plot.} Dieser Plot wurde vollst\"andig
     mit dem Skript in Listing \ref{niceplotlisting} erstellt und
     gespeichert.}\label{spikedetectionfig}
 \end{figure}
 
-Neben den Standard Linienplots gibt es eine ganze Reihe weiterer
+Neben den Standard-Linienplots gibt es eine ganze Reihe weiterer
 M\"oglichkeiten Daten zu Visualisieren. Mathworks zeigt auf seiner
 Homepage viele Beispiele mit zugeh\"origem Code
 \url{http://www.mathworks.de/discovery/gallery.html}.
 
-
 \begin{ibox}[t]{\label{graphicsformatbox}Dateiformate f\"ur Abbildungen.}
-  Im Wesentlichen gibt es zwei Arten von Dateiformaten f\"ur
+  Es gibt zwei grunds\"atzlich verschiedene Arten von Dateiformaten f\"ur
-  Graphiken.
+  Graphiken:
   \begin{enumerate}
-  \item \determ{Rastergraphik} (\enterm{Bitmap})
+  \item \determ{Rastergraphik} (\enterm{bitmap})
   \item \determ{Vektorgraphik} (\enterm{vector graphics})
   \end{enumerate} 
   
   Bei Rastergraphiken wird f\"ur jeden Bildpunkt (jedes Pixel) der
-  aktuelle Farbwert angegeben. Sie sind vor allem f\"ur Fotos
+  aktuelle Farbwert angegeben. Rastergraphiken haben eine bestimmte
-  geeignet. Im Gegensatz dazu werden bei Vektorgraphiken die
+  Aufl\"osung (z.B. 300\,dpi --- dots per inch). Sie sind vor allem
-  Abbildungen durch sogenannte Primitive (Linien, Kreise, Polygone
+  f\"ur Fotos geeignet. Im Gegensatz dazu werden bei Vektorgraphiken
-  ...) beschrieben. Der Vorteil der Vektorgraphiken
+  die Abbildungen durch sogenannte Primitive (Linien, Kreise,
-  ist die Skalierbakeit ohne Qualit\"atsverlust.\\
+  Polygone, ...) beschrieben. Der Vorteil der Vektorgraphiken
-  
+  ist die Skalierbakeit ohne Qualit\"atsverlust.
-
+
-  \begin{minipage}[t]{0.42\textwidth}
+  \vspace{1ex}  
-    \includegraphics[width=\textwidth]{VectorBitmap.pdf}
+  \begin{minipage}[t]{0.38\textwidth}
-    \small{by Darth Stabro at en.wikipedia.org}
+    \mbox{}\\[-2ex]
-    \vspace{0.1cm}
+    \includegraphics[width=0.93\textwidth]{VectorBitmap.pdf}
+    \rotatebox{90}{\footnotesize by Darth Stabro at en.wikipedia.org}
   \end{minipage}
-  \begin{flushright}
+  \hfill
   \begin{minipage}[t]{0.5\textwidth}
-    \vspace{-9.5cm}
+    Von \matlab{} unterst\"utzte Formate\footnote{Auswahl, mehr Information in der Hilfe zu \code{saveas}}:\\[2ex]
-    Von \matlab{} unterst\"utzte Formate\footnote{Auswahl, mehr Information in der Hilfe zu \code{saveas}}:\\
+    \begin{tabular}{|l|c|l|}
-    \begin{tabular}{l|c|l}
+      \hline
-    \textbf{Format} & \textbf{Typ} & \code{saveas} Argument} \\ \hline
+      \textbf{Format} & \textbf{Typ} & \code{saveas} Argument \rule[-1.2ex]{0pt}{3.5ex} \\ \hline
-    pdf & Vektor & \codeterm{'pdf'} \\
+      pdf & Vektor & \codeterm{'pdf'} \rule{0pt}{2.5ex} \\
       eps & Vektor & \codeterm{'eps', 'epsc'} \\
       SVG & Vektor & \codeterm{'svg'} \\
       PS  & Vektor & \codeterm{'ps', 'psc'} \\
       jpg & Bitmap & \codeterm{'jpeg'} \\
       tif & Bitmap & \codeterm{'tiff', 'tiffn'} \\
       png & Bitmap & \codeterm{'png'} \\
-    bmp & Bitmap & \codeterm{'bmp'} \\
+      bmp & Bitmap & \codeterm{'bmp'} \\ \hline
     \end{tabular} 
   \end{minipage}
-  \end{flushright}
+  \vspace{1ex}
   
   Wenn aus \matlab{} heraus Graphiken gespeichert werden sollen, dann
-  ist es meist sinnvoll sie als Vektorgraphik zu speichern. Im
+  ist es meistens sehr sinnvoll sie als Vektorgraphik zu speichern. Im
-  Zweifelsfall k\"onnen diese sp\"ater in Rastergraphiken umgewandelt
+  Zweifelsfall k\"onnen diese sp\"ater immer noch in Rastergraphiken
-  werden. Der Weg von einer Rastergraphik zu einer Vektorgraphik ist
+  umgewandelt werden. Der Weg von einer Rastergraphik zu einer
-  nich verlustfrei m\"oglich. Das Speichern von Abbildungen mit sehr
+  Vektorgraphik ist dagegen nicht verlustfrei m\"oglich. Das Speichern von
-  vielen graphischen Elementen (z.B. ein Rasterplot mit tausenden von
+  Abbildungen mit sehr vielen graphischen Elementen (z.B. ein
-  Aktionspotentialen) ist als Rastergraphik allerdings deutlich
+  Rasterplot mit tausenden von Aktionspotentialen) ist als
-  schneller und speichereffizienter.
+  Rastergraphik allerdings deutlich schneller und speichereffizienter.
 \end{ibox}
 
 
-\subsection{Fazit}
+\section{Fazit}
 
 Ein guter Datenplot stellt die Daten m\"oglichst vollst\"andig und
 n\"uchtern dar. Verzerrungen durch perspektivische Darstellungen,
-Achs- oder Symbolskalierungen sollten vermieden werden. Wenn man
+Achs- oder Symbolskalierungen sollten vermieden werden. 
-verschiedene Linienplots in einen Graphen plottet, sollte man neben
+
-der Farbe auch den Linienstil (durchgezogen, gepunktet, gestrichelt,
+Wenn verschiedene Linienplots in einen Graphen geplottet werden,
-etc.) variieren um auch im Schwarz-Wei{\ss}-Druck eine Unterscheidung zu
+sollte neben der Farbe auch der Linienstil (durchgezogen, gepunktet,
-erm\"oglichen. Bei der Farbwahl sollte man auf Kombinationen aus Rot
+gestrichelt, etc.) variiert werden, um auch im Schwarz-Wei{\ss}-Druck
-und Gr\"un verzichten, da sie f\"ur einen nicht unwesentlichen Teil
+eine Unterscheidung zu erm\"oglichen. 
-der m\"annlichen Bev\"olkerung nicht unterscheidbar sind. Man achte
+
-insbesondere auf:
+Bei der Farbwahl sollte auf
-\begin{enumerate}
+Kombinationen aus Rot und Gr\"un verzichtet werden, da sie f\"ur einen nicht
+unwesentlichen Teil der m\"annlichen Bev\"olkerung nicht
+unterscheidbar sind. 
+
+Achte bei der Erstellung von Plots insbesondere auf:
+\begin{itemize}
 \item Klarheit.
-\item Vollstaendige Beschriftung.
+\item Vollst\"andige und lesbare Beschriftung.
 \item Deutliche Unterscheidbarkeit von Kurven.
 \item Keine suggestive Darstellung. 
-\item Ausgewogenheit von Linienst\"arken Schrift- und Plotgr\"o{\ss}e.
+\item Ausgewogenheit von Linienst\"arken, Schrift- und Plotgr\"o{\ss}e.
 \item Fehlerbalken, wenn sie angebracht sind.
-\end{enumerate}
+\end{itemize}
 

scientificcomputing-script.tex

@@ -11,9 +11,9 @@
 \maketitle
 
 \tableofcontents
-%\listoffigures
+\listoffigures
-%\lstlistoflistings
+\lstlistoflistings
-%\listofiboxfs
+\listofiboxfs
 
 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 \part{Grundlagen des Programmierens}