用 pgfplots 繪製誤差線
在 \addplot 的選項中加上 error bars/.cd, y dir=both, y explicit，並在每個點後面以 +- (0, error) 寫出誤差，或用 y error= 從表格欄位讀取誤差。
隨資料點寫出的誤差
誤差線是針對每個 \addplot 開啟的。error bars/.cd 後面的鍵指定要往哪個方向畫，以及數值從哪裡來。使用 y explicit 時，每個點在 +- 後面帶有自己的誤差。
來自座標的對稱 y 誤差
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[xlabel={Length (m)}, ylabel={Period (s)}]
\addplot+[error bars/.cd, y dir=both, y explicit]
coordinates {
(0.2,0.90) +- (0,0.05)
(0.4,1.27) +- (0,0.04)
(0.6,1.55) +- (0,0.06)
(0.8,1.80) +- (0,0.05)
(1.0,2.01) +- (0,0.07)
};
\end{axis}
\end{tikzpicture}在 +- (ex, ey) 中，第一個數字是 x 誤差，第二個是 y 誤差。只有你開啟的方向才會繪製。
來自表格欄位的誤差
資料是表格時，用 y error= 指定誤差欄位。檔案也一樣，例如 table[x=t, y=v, y error=dv, col sep=comma] {data.csv}。
從欄位讀取的 y 誤差
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[xlabel={Dose}, ylabel={Response}, ymin=0]
\addplot+[only marks, error bars/.cd, y dir=both, y explicit]
table[x=dose, y=mean, y error=sd] {
dose mean sd
1 2.1 0.3
2 3.4 0.4
4 5.0 0.6
8 6.2 0.5
};
\end{axis}
\end{tikzpicture}單側誤差與固定誤差
y dir=plus 或 y dir=minus 只會畫出上半部或下半部。除了明確寫出數值之外，y fixed=0.2 會讓每個點都有相同的誤差，y fixed relative=0.1 則讓誤差為該點數值的 10%。
只有上方誤差，以及相對誤差
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[ymin=0, legend pos=north west]
\addplot+[error bars/.cd, y dir=plus, y fixed=0.4]
coordinates {(1,2) (2,3) (3,3.5) (4,4.4)};
\addplot+[error bars/.cd, y dir=both, y fixed relative=0.1]
coordinates {(1,1) (2,1.6) (3,2.2) (4,2.5)};
\legend{fixed $\pm 0.4$ (upper), relative 10\%}
\end{axis}
\end{tikzpicture}
上下不同的誤差
用 += (0, up) 寫出上方誤差，用 -= (0, down) 寫出下方誤差。
不對稱誤差
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[width=7cm, height=5cm, xmin=0.5, xmax=3.5]
\addplot+[only marks, error bars/.cd, y dir=both, y explicit]
coordinates {
(1,2.0) += (0,0.5) -= (0,0.1)
(2,3.0) += (0,0.2) -= (0,0.6)
(3,2.6) += (0,0.3) -= (0,0.3)
};
\end{axis}
\end{tikzpicture}x 和 y 方向的誤差
用 x dir 和 y dir 開啟兩個方向。error bar style 設定誤差線的樣式。
兩個方向的誤差線
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[xlabel=$x$, ylabel=$y$]
\addplot+[only marks, mark=square*,
error bars/.cd,
x dir=both, x explicit,
y dir=both, y explicit,
error bar style={red, thick}]
coordinates {
(1.0,1.2) +- (0.15,0.20)
(2.0,2.1) +- (0.20,0.15)
(3.0,2.8) +- (0.10,0.30)
};
\end{axis}
\end{tikzpicture}用 fill between 繪製誤差帶
對於連續的不確定度，可以為上下兩條曲線之間的區域加上陰影。載入 fillbetween 函式庫，用 name path 為兩條曲線命名，再填滿它們之間的區域。
曲線周圍的陰影帶
\documentclass{article}
\usepackage{pgfplots}
\usepgfplotslibrary{fillbetween}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[domain=0:4, samples=40, xlabel=$t$, ylabel=$y$]
\addplot[name path=upper, draw=none] {exp(-0.5*x) + 0.1 + 0.05*x};
\addplot[name path=lower, draw=none] {exp(-0.5*x) - 0.1 - 0.05*x};
\addplot[blue!20] fill between[of=upper and lower];
\addplot[blue, thick] {exp(-0.5*x)};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{document}誤差線選項
| 選項 | 作用 | 在 Scissor LaTeX 中 |
|---|---|---|
y dir=both、plus、minus、none | 要畫出誤差線的哪一半（也有 x dir） | 可以使用 |
y explicit、x explicit | 誤差來自座標中的 +- 或表格欄位 | 可以使用 |
y error=col、x error=col、y error index=n | 含有誤差的表格欄位 | 可以使用 |
+= (ex,ey)、-= (ex,ey) | 在座標中分別寫出上方和下方誤差 | 可以使用 |
y fixed=v、y fixed relative=r | 每個點使用相同的誤差 | 可以使用 |
error bar style={..} | 誤差線的顏色和線寬 | 可以使用 |
error mark=..、error mark options={..} | 兩端的端帽 | 可以接受，但端帽一律是短線 |
與 TeX 安裝環境的差異
pgfplots 手冊在誤差線一節中說明了誤差線：ctan.org/pkg/pgfplots。
另請參閱長條圖、散佈圖和從 CSV 讀取資料。
常見問題
怎麼在 pgfplots 中加上誤差線？
寫 \addplot+[error bars/.cd, y dir=both, y explicit] coordinates {(1,2) +- (0,0.3) ...};。+- 後面的第二個數字是 y 誤差。
怎麼從 CSV 檔案讀取誤差線？
在表格選項中加上 y error=column，並在誤差線選項中加上 y explicit：table[x=a, y=b, y error=c, col sep=comma] {file.csv}。
誤差線可以上下不同嗎？
可以。在點的後面寫 += (0, up) 和 -= (0, down)，取代 +-，例如 (1,2) += (0,0.5) -= (0,0.1)。
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