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Conflicts:
	programming/lecture/programming.tex

plotting/lecture/plotting.tex

@@ -1,6 +1,6 @@
 \chapter{\tr{Data plotting}{Graphische Darstellung von Daten}}
 
-\section{Graphische Darstellung von Daten}
+\section{Does and Don'ts bei der Graphische Darstellung von Daten}
 
 Die ad\"aquate Darstellung wissenschaftlicher Daten darf man durchaus
 zu den notwendigen Kernkompetenzen z\"ahlen. Wir brauchen sie um
@@ -57,7 +57,7 @@ Beispiele (\url{https://en.wikipedia.org/wiki/Misleading_graph}).
 Man kann durch graphische Tricks wie Perspektive (Abbildung
 \ref{misleadingpiefig}) oder auch gezielte Achsenskalierungen
 (Abbildung \ref{misleadingscalingfig}) den Eindruck des Betrachters
-steuern. Insbesondere wenn die Gr ß''o{\ss}e von Symbolen zur
+steuern. Insbesondere wenn die Gr\"o{\ss}e von Symbolen zur
 Darstellung einer Quantit\"at eingesetzt werden, muss man mit Vorsicht
 vorgehen um Unterschiede nicht zu \"uberproportional zu verzerren
 (Abbildung \ref{misleadingsymbolsfig}).
@@ -119,4 +119,134 @@ vorgehen um Unterschiede nicht zu \"uberproportional zu verzerren
 
 \newpage
 
-\subsection{Plottingsystem in \matlab{}}
+\section{Plottingsystem in \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 fehlem diesem Plot jegliche Annotationen wie
+Achsbeschriftungen Legenden, etc. Um diese hizuzuf\"ugen kann man zwei
+Wege gehen: Das Graphische User Interface oder die
+Kommandozheile. Beide haben ihre Berechtigung und Vor- und
+Nachteile. W\"ahrend es bequem ist die Abbildung mit der GUI
+(Abbildung \ref{ploteditorfig}) zu bearbeiten sind die erhaltenen
+Ergebnisse nicht unbedingt reproduzierbar. Auch wenn eine Abbildung
+korrigiert werden mus{\ss}, wird es schwierig und zeitaufwendig. Die
+Nachtr\"agliche Bearbeitung der Abbildungen mit dem Graphikprogramm
+seiner Wahl birgt seine eigenen Risiken. Das Bestreben sollte sein,
+aus \matlab{} heraus publikationsreife Abbildungen zu erzeugen.
+
+\begin{figure}
+  \begin{minipage}[t]{0.45\columnwidth}
+    \includegraphics[width=0.9\textwidth]{plot_editor}
+  \end{minipage}
+  \begin{minipage}[t]{0.225\columnwidth}
+    \includegraphics[width=0.9\textwidth]{property_editor}
+  \end{minipage}
+  \caption{\textbf{Grahischer Plot Editor.} Editor f\"ur plots. Je
+    nachdem welches Element des Plots ausgew\"ahlt wurde ver\"andern
+    sich Einstellungsm\"oglichkeiten. Weitere Eigenschaften k\"onnen
+    \"uber den ``Property Editor'', rechts, eingestellt werden. Der
+    Property Editor ist \"uber die Schaltfl\"ache ``More Properties''
+    erreichbar.}\label{ploteditorfig}
+\end{figure}
+
+Alle Einstellungen, die man \"uber das graphische Interface machen
+kann sind auch \"uber Befehle auf der Kommandozeile m\"oglich. Das
+heisst, dass die Einstellungen problemlos in eine Skript, eine
+Funktion eingebaut werden k\"onnen. Dieser Ansatz hat den Vorteil,
+dass man sich die M\"uhe nur ein mal machen muss.  Unter den
+h\"aufigsten Einstellungen sind:
+\begin{enumerate}
+\item Einstellungen der Linienplots:
+  \begin{itemize}
+  \item St\"arke und Farbe.
+  \item Linienstil, Marker.
+  \end{itemize}
+\item Achsbeschriftung:
+  \begin{itemize}
+  \item \code{xlabel}, \code{ylabel}.
+  \item Schriftart und Gr\"o{\ss}e.
+  \end{itemize}
+\item Achsenskalierung und Ticks:
+  \begin{itemize}
+  \item Skalierung der Achsen (Minumum und Maxmimum, logarithmisch oder linear).
+  \item Manuelles Setzen der Ticks, ihrer Richtung und Beschriftung.
+  \item Grid or no Grid?
+  \end{itemize}
+\item Setzen von globalen Parametern:
+  \begin{itemize}
+  \item Einstellung der Papiergr\"o{\ss}e und plzieren der
+    Zeichenfl\"ache.
+  \item Soll die Zeichenfl\"ache auf allen vier Seiten von einer Box eingeschlossen sein oder nicht?
+  \item Speichern der Abbildung als pdf.      
+  \end{itemize}
+\end{enumerate}
+
+Das folgende Listing \ref{niceplotlisting} zeigt das Skript, das die
+Abbildung \ref{spikedetectionfig} erstellt und speichert. Abh\"angig
+davon, ob man Eigenschaften der Abbildung oder der Achsen setzen will
+benutzt man die \code{set} Funktion und \"ubergibt ihr ein sogenanntes
+Handle der Achse oder der Abbildung und sowohl den Namen als auch den
+gew\"unschten Wert der der Eigenschaft: \code{set(gcf, 'PaperUnits',
+  'centimeters')} setzt die Eigenschaft ``PaperUnits'' der Abbildung
+auf ``centimeters'', Standard ist, nat\"urlich, ``inches''.
+\code{gcf} steht f\"ur ``get current figure'' und stellt ein Handle
+der aktuellen Abbildung zur Verf\"ugung. Um Eigenschaften der Achse zu
+setzten benutzt man: \code{set(gca, 'linewidth', 1.5)} wobei
+\code{gca} f\"ur ``get current axis'' steht. Wenn man den Namen einer
+Eigenschaft nicht kennt, kann man entweder in der Hilfe nachschlagen
+oder sie im ``Property Editor'' finden.
+
+\begin{lstlisting}[caption={Skript zur Erstellung des Plots in Abbildung \ref{spikedetectionfig}.}, label=niceplotlisting]
+fig = figure();
+set(gcf, 'PaperUnits', 'centimeters', 'PaperSize', [11.7 9.0]);
+set(gcf, 'PaperPosition',[0.0 0.0 11.7 9.0], 'Color', 'white')
+hold on
+plot(time, neuronal_data, 'color', [ 0.2 0.5 0.7], 'linewidth', 1.)
+plot(spike_times, ones(size(spike_times))*threshold, 'ro', 'markersize', 4)
+line([time(1) time(end)], [threshold threshold], 'linestyle', '--',
+    'linewidth', 0.75, 'color', [0.9 0.9 0.9])
+ylim([0 35])
+xlim([0 2.25])
+box('off')
+xlabel('time [s]', 'fontname', 'MyriadPro-Regular', 'fontsize', 10)
+ylabel('potential [mV]', 'fontname', 'MyriadPro-Regular', 'fontsize', 10)
+title('pyramidal cell', 'fontname', 'MyriadPro-Regular', 'fontsize', 12)
+set(gca, 'TickDir','out', 'linewidth', 1.5, 'fontname', 'MyriadPro-Regular')
+saveas(fig, 'spike_detection.pdf', 'pdf')
+\end{lstlisting}
+
+\begin{figure}
+  \includegraphics[width=0.5\columnwidth]{./images/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
+M\"oglichkeiten Daten zu Visualisieren. Mathworks zeigt unter
+\url{http://www.mathworks.de/discovery/gallery.html} viele Beispiele
+mit zugeh\"origem Code. 
+
+\subsection{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
+verschiedene Linienplots in einen Graphen plottet, sollte man neben
+der Farbe auch den Linienstil (durchgezogen, gepunktet, gestrichelt,
+etc.) variieren um auch im Schwarzweissdruck eine Unterscheidung zu
+erm\"oglichen. Bei der Farbwahl sollte man auf Kombinationen aus Rot
+und Gr\"un verzichten, da sie f\"ur einen nicht unwesentlichen Teil
+der m\"annlichen Bev\"olkerung nicht unterscheidbar sind. Man achte
+insbesondere auf:
+\begin{enumerate}
+\item Klarheit.
+\item Vollstaendige Beschriftung.
+\item Deutliche Unterscheidbarkeit von Kurven.
+\item Keine suggestive Darstellung. 
+\item Ausgewogenheit von Linienst\"arken Schrift- und Plotgr\"o{\ss}e.
+\item Fehlerbalken, wenn sie angebracht sind.
+\end{enumerate}
+