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文檔簡介
1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式 Matlab 作圖 入門教程 MATLAB7.0不僅具有強(qiáng)大的數(shù)值計(jì) 算功能,在數(shù)據(jù)可視化方面也是獨(dú)占鰲頭, 可以滿足同學(xué)們各方面的需求。對(duì)大家來 說,抽象的數(shù)據(jù)往往是晦澀難懂的;但 MATLAB通過圖形編輯窗口和繪圖函數(shù)方 便地繪制二維、三維甚至多維圖形,把雜 亂離散的數(shù)據(jù)以形象的圖形顯示出來,有 助于大家了解數(shù)據(jù)的性質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系。 Matlab 繪圖 Matlab 繪圖 如何畫出如何畫出 ysin(x) 在在 0, 2*pi 上的圖像?上的圖像? q 手工作圖 u 找點(diǎn):找點(diǎn): x=0, pi/3, pi/2, 2*pi/3, pi, u 計(jì)算函數(shù)值:計(jì)算函數(shù)值:
2、 y=sin(0), sin(pi/3), sin(pi/2), u 描點(diǎn):在坐標(biāo)系中畫出這些離散點(diǎn)描點(diǎn):在坐標(biāo)系中畫出這些離散點(diǎn) u 用直線或曲線連接這些點(diǎn),得到函數(shù)的大致圖形用直線或曲線連接這些點(diǎn),得到函數(shù)的大致圖形 Matlab 繪圖 q Matlab 作圖 Matlab 繪圖 u 給出離散點(diǎn)列:給出離散點(diǎn)列: x=0:pi/10:2*pi u 計(jì)算函數(shù)值:計(jì)算函數(shù)值: y=sin(x) u 畫圖:畫圖:matlab 二維繪圖命令二維繪圖命令 plot 作出函數(shù)圖形作出函數(shù)圖形 plot(x,y) 例例: x=0:pi/10:2*pi; y=sin(x); plot(x,y); 在MAT
3、LAB中用圖形函數(shù)繪圖的一般操 作步驟分為7步,如表所示,下面以繪制 一個(gè)簡單三角函數(shù)的圖形為例,詳細(xì)介紹 各個(gè)步驟。 【例例】用圖形表示用圖形表示 2 , 2 ,sincos xxxy (1 1)準(zhǔn)備圖形數(shù)據(jù))準(zhǔn)備圖形數(shù)據(jù) 圖形是數(shù)據(jù)變換規(guī)律和相互聯(lián)系的形象顯示,所以圖形是數(shù)據(jù)變換規(guī)律和相互聯(lián)系的形象顯示,所以 數(shù)據(jù)輸入是圖形創(chuàng)建的基礎(chǔ),我們需要選定數(shù)據(jù)的范圍,數(shù)據(jù)輸入是圖形創(chuàng)建的基礎(chǔ),我們需要選定數(shù)據(jù)的范圍, 選擇對(duì)應(yīng)范圍的自變量,計(jì)算相應(yīng)的函數(shù)值。本例中,選擇對(duì)應(yīng)范圍的自變量,計(jì)算相應(yīng)的函數(shù)值。本例中, 我們需在命令窗口輸入如下代碼:我們需在命令窗口輸入如下代碼: x = -pi/2:.
4、1:pi/2; y=cos(x)-sin(x); Matlab 繪圖步驟 (2 2)選擇圖形的顯示位置)選擇圖形的顯示位置 系統(tǒng)默認(rèn)圖形窗口為系統(tǒng)默認(rèn)圖形窗口為Figure1,如果大家需要在如果大家需要在 圖形窗口中并列顯示多個(gè)窗口,這需要使用圖形窗口中并列顯示多個(gè)窗口,這需要使用subplot 指令來選擇子圖號(hào)。如果大家需要把圖形窗口定義為指令來選擇子圖號(hào)。如果大家需要把圖形窗口定義為 Figure6,并且分為并且分為3*2=6個(gè)子窗口,使得本例函數(shù)個(gè)子窗口,使得本例函數(shù) 圖形顯示在圖形窗口的左下角,那么大家需要在命令圖形顯示在圖形窗口的左下角,那么大家需要在命令 窗口中輸入以下代碼:窗口中
5、輸入以下代碼: figure(6); Subplot(3,2,5) Matlab 繪圖步驟 (3 3)調(diào)用繪圖指令并設(shè)置參數(shù))調(diào)用繪圖指令并設(shè)置參數(shù) 此步是此步是主要繪圖步驟,主要繪圖步驟,調(diào)用調(diào)用plot函數(shù)繪制圖形函數(shù)繪制圖形 plot(x,y) (4 4)選擇線性和標(biāo)記屬性)選擇線性和標(biāo)記屬性 此步可以單獨(dú)使用圖形句柄設(shè)置,也可以與步驟此步可以單獨(dú)使用圖形句柄設(shè)置,也可以與步驟(3 3) 同時(shí)進(jìn)行,選擇圖形的線性、顏色及數(shù)據(jù)點(diǎn)型等參數(shù),形成同時(shí)進(jìn)行,選擇圖形的線性、顏色及數(shù)據(jù)點(diǎn)型等參數(shù),形成 圖形概貌,如果大家希望用圖形概貌,如果大家希望用黑色點(diǎn)線黑色點(diǎn)線“ -. ”來繪制本例函數(shù),來繪
6、制本例函數(shù), 并并使用使用“ * ”標(biāo)注點(diǎn)型標(biāo)注點(diǎn)型,則可輸入,則可輸入 plot(x,y,k-.*) Matlab 繪圖步驟 (5 5)設(shè)置坐標(biāo)范圍及網(wǎng)格線)設(shè)置坐標(biāo)范圍及網(wǎng)格線 完成基本繪制后,在圖形概貌的基礎(chǔ)上對(duì)圖形進(jìn)行編完成基本繪制后,在圖形概貌的基礎(chǔ)上對(duì)圖形進(jìn)行編 輯,增強(qiáng)圖形的可讀性;一般說來,大家需要設(shè)置坐標(biāo)軸的刻輯,增強(qiáng)圖形的可讀性;一般說來,大家需要設(shè)置坐標(biāo)軸的刻 度范圍和分隔線。本例系統(tǒng)默認(rèn)的坐標(biāo)軸范圍是度范圍和分隔線。本例系統(tǒng)默認(rèn)的坐標(biāo)軸范圍是x,y-2,2, 且沒有網(wǎng)格線,將本例的坐標(biāo)軸和坐標(biāo)軸的范圍分別設(shè)置且沒有網(wǎng)格線,將本例的坐標(biāo)軸和坐標(biāo)軸的范圍分別設(shè)置 為為-,和
7、,且給坐標(biāo)加上分隔線,可以輸入和,且給坐標(biāo)加上分隔線,可以輸入 以下代碼:以下代碼: axis(-pi,pi,-4,4) grid on Matlab 繪圖步驟 (6 6)給圖形加注釋)給圖形加注釋 為了進(jìn)一步使圖形具有說服力和可讀性,我們還經(jīng)常給圖為了進(jìn)一步使圖形具有說服力和可讀性,我們還經(jīng)常給圖 形添加注釋,例如圖形的名稱、坐標(biāo)軸的名稱、圖例及文字說形添加注釋,例如圖形的名稱、坐標(biāo)軸的名稱、圖例及文字說 明,針對(duì)本例圖形,給圖形取名為明,針對(duì)本例圖形,給圖形取名為“first figure” , ,x和和y 坐標(biāo)軸分別取名坐標(biāo)軸分別取名“橫橫”、“縱縱”,圖例設(shè)置為,圖例設(shè)置為“ y=co
8、s(x)- sin(x) ”,并在并在(pi/2,-1)點(diǎn)加上文字說明點(diǎn)加上文字說明“ final point”,輸入以下代碼:,輸入以下代碼: title(first figure); xlabel(橫橫);ylabel(縱縱); legend(y=cos(x)-sin(x); text(pi/2,-1, final point); Matlab 繪圖步驟 (7 7)圖形輸出)圖形輸出 大家完成圖形的繪制和編輯以后,需要將圖形打印或是大家完成圖形的繪制和編輯以后,需要將圖形打印或是 存放在其他文檔中,最簡單的方法是使用存放在其他文檔中,最簡單的方法是使用【file】菜單中的菜單中的 【sav
9、e as】選項(xiàng),并且大家可以自行選擇需要保存的格式選項(xiàng),并且大家可以自行選擇需要保存的格式 類型。類型。 Matlab 繪圖步驟 Matlab 二維作圖 u plot(x,y) q 基本形式基本形式 x, y 都是都是向量向量,則以,則以 x 中元素為橫坐標(biāo),中元素為橫坐標(biāo), y 中元素中元素 為縱坐標(biāo)作平面曲線。此時(shí)為縱坐標(biāo)作平面曲線。此時(shí) x, y 必須必須具有相同長度具有相同長度。 plot 舉例 x=0:0.1:4*pi; y=cos(x); plot(x,y); 例:例:y = cos(x) 在在 0, 4 上的圖像上的圖像 自己動(dòng)手 在0 x2區(qū)間內(nèi),繪制曲線 y=2e-0.5x
10、cos(4x) 程序如下:程序如下: x=0:pi/100:2*pi; y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x); plot(x,y) 【例】在0 x2區(qū)間內(nèi),繪制曲線 y=2e-0.5x cos(4x) 此點(diǎn)此點(diǎn) 必加必加 Matlab 二維作圖 u plot(x,y) q 基本形式基本形式 x, y 都是都是向量向量,則以,則以 x 中元素為橫坐標(biāo),中元素為橫坐標(biāo), y 中元素為縱坐標(biāo)作平面曲線。中元素為縱坐標(biāo)作平面曲線。 此時(shí)此時(shí) x, y 必須具有相同長度。必須具有相同長度。 當(dāng)當(dāng)x ,y 是是同維矩陣同維矩陣時(shí),則以時(shí),則以x,y對(duì)應(yīng)列元素為對(duì)應(yīng)列元素為 橫、縱坐標(biāo)分
11、別繪制曲線,曲線條數(shù)等于矩陣的列數(shù)。橫、縱坐標(biāo)分別繪制曲線,曲線條數(shù)等于矩陣的列數(shù)。 此時(shí)此時(shí) x, y 必須具有相同的大小。必須具有相同的大小。 x 是向量是向量, y 是矩陣,是矩陣, 若若 x 的長度與的長度與 y 的行數(shù)相等,則將的行數(shù)相等,則將 x 與與 y 中中 的各列相對(duì)應(yīng),繪制多條平面曲線;的各列相對(duì)應(yīng),繪制多條平面曲線; 若若 x 的長度與的長度與 y 的列數(shù)相等,則將的列數(shù)相等,則將 x 與與 y 中中 的各行相對(duì)應(yīng),繪制多條平面曲線。的各行相對(duì)應(yīng),繪制多條平面曲線。 此時(shí)此時(shí) x 的長度必須等于的長度必須等于 y 的行數(shù)或列數(shù)。的行數(shù)或列數(shù)。 指出以下各個(gè)繪圖命令的輸出圖
12、形分別是什么,指出以下各個(gè)繪圖命令的輸出圖形分別是什么, 并上機(jī)驗(yàn)證并上機(jī)驗(yàn)證 t=0 1; x=1 2; y=x;3 4; z=y;5 6; plot(t,x); plot(t,y); plot(t,y); plot(t,z); plot(t,z); Matlab 二維作圖 u plot(y) ): : 繪制繪制向量向量 y 中中元素的線性圖元素的線性圖 q 基本形式基本形式(續(xù))(續(xù)) (1) Y為實(shí)向量,則以為實(shí)向量,則以Y的索引坐標(biāo)作為橫坐標(biāo),的索引坐標(biāo)作為橫坐標(biāo),Y作為作為 縱坐標(biāo)來繪制圖形。例:縱坐標(biāo)來繪制圖形。例: y=rand(100,1); plot(y) (2)如果Y為復(fù)數(shù)
13、向量,則以向量的實(shí)部 作為橫坐標(biāo),虛部作為縱坐標(biāo),來繪制圖 形。例: x=rand(100,1); z=x+y.*i; plot(z) 例例: y=0,0.48,0.84,1,0.91,6.14; plot(y); figure(2); plot(1:length(y), y) 自己動(dòng)手 x=1:length(y);plot(x,y); 以下標(biāo)為橫坐標(biāo),元素值為縱坐標(biāo),以下標(biāo)為橫坐標(biāo),元素值為縱坐標(biāo),等價(jià)于:等價(jià)于: plot(Y): : 當(dāng)當(dāng) Y 是矩陣時(shí)的圖形是什么?是矩陣時(shí)的圖形是什么? Y=1 2; 3 5; 6 9; plot(Y); plot(Y); 此例不此例不 錯(cuò)錯(cuò) q具有兩個(gè)
14、縱坐標(biāo)標(biāo)度的圖形 在MATLAB中,如果需要繪制出具有不同縱坐標(biāo)標(biāo)度 的兩個(gè)圖形,可以使用plotyy繪圖函數(shù)。調(diào)用格式 為: plotyy(x1,y1,x2,y2) 其中x1,y1對(duì)應(yīng)一條曲線,x2,y2對(duì)應(yīng)另一條曲線。橫 坐標(biāo)的標(biāo)度相同,縱坐標(biāo)有兩個(gè),左縱坐標(biāo)用于x1,y1 數(shù)據(jù)對(duì),右縱坐標(biāo)用于x2,y2數(shù)據(jù)對(duì)。 【例】用不同標(biāo)度在同一坐標(biāo)內(nèi)繪制曲線: y1=0.2e-0.5x cos(4x) y2=2e-0.5x cos(x)。 程序如下: x=0:pi/100:2*pi; y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x); y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi
15、*x); plotyy(x,y1,x,y2); q 點(diǎn)和線的基本屬性 圖形的屬性 u plot(x,y,string) 其中其中 string 是用是用 單引號(hào)單引號(hào) 括起來的字符串,用來指定括起來的字符串,用來指定 圖形的屬性圖形的屬性(點(diǎn)、線的形狀和顏色)(點(diǎn)、線的形狀和顏色) 屬性可以全部指定,也屬性可以全部指定,也 可以只指定其中某幾個(gè)可以只指定其中某幾個(gè) 排列順序任意排列順序任意 紅色、虛線、紅色、虛線、 離散點(diǎn)用加號(hào)離散點(diǎn)用加號(hào) 藍(lán)色、點(diǎn)劃線藍(lán)色、點(diǎn)劃線 離散點(diǎn)為菱形離散點(diǎn)為菱形 黑色、實(shí)線黑色、實(shí)線 離散點(diǎn)用星號(hào)離散點(diǎn)用星號(hào) x=0:0.2:2*pi; plot(x,cos(x)
16、; plot(x,cos(x),r+:); plot(x,cos(x),bd-.); plot(x,cos(x),k*-); plot(X,Y,s) s參數(shù): - 實(shí)線 . 點(diǎn) * 星號(hào) 上三角 : 點(diǎn)線 o 圓 s 方形 右三角 - 虛線 + +號(hào) v 下三角 p 正五邊形 y 黃色m 紫紅色c 藍(lán)綠色r 紅色 g 綠色b 藍(lán)色w 白色k 黑色 上述參數(shù)的不同組合可以為圖形設(shè)置不同的線形、 顏色和標(biāo)識(shí),調(diào)用時(shí)以單引號(hào)來引用,各選項(xiàng)直接相連, 不需要分隔符。 【例】 x=0:0.1*pi:pi; y=sin(x); z=cos(x); plot(x,y,-k,x,z,- .rd) 00.511
17、.522.533.5 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 q圖形標(biāo)注與坐標(biāo)控制 有關(guān)圖形標(biāo)注函數(shù)的調(diào)用格式為: title(圖形名稱) xlabel(x軸說明) ylabel(y軸說明) text(x,y,圖形說明) legend(圖例1,圖例2,) 圖形的其他屬性 圖形的其他屬性 u 標(biāo)題標(biāo)題 title(text) 例例 title(text, Property1, value1, Property2, value2, .) Property: linewidth, markersize, fontsize, fontweight, fon
18、tname, 可以指定文本的屬性可以指定文本的屬性 圖形的其他屬性 u 坐標(biāo)軸標(biāo)注坐標(biāo)軸標(biāo)注 xlabel(text) 或或 ylabel(text) 例例: 圖形的其他屬性 u 添加圖例添加圖例 legend(string1,string2, .) u 在指定地方添加文本在指定地方添加文本 text(x,y,string1,string2, .) legend(cos(x); text(pi/2,cos(pi/2),leftarrowy=cos(x); xlable, ylabel, text 命令也可以指定文本的屬性命令也可以指定文本的屬性 其他相關(guān)命令 u 保持當(dāng)前窗口的圖像保持當(dāng)前窗口
19、的圖像 hold on 或或 hold off u 新建繪圖窗口新建繪圖窗口 figure(n) u 顯示網(wǎng)格顯示網(wǎng)格 grid on 或或 grid off figure(n) 創(chuàng)建窗口函數(shù),n為窗口順 序號(hào)。 t=0:pi/100:2*pi; y=sin(t);y1=sin(t+0.25); y2=sin(t+0.5); plot(t,y) %自動(dòng)出現(xiàn)第一個(gè)窗 口 figure(2) plot(t,y1) %在第二窗口繪圖 figure(3) plot(t,y2) %在第三窗口繪圖 0 1 2 3 4 5 6 7 - 1 - 0 .8 - 0 .6 - 0 .4 - 0 .2 0 0 .2
20、 0 .4 0 .6 0 .8 1 0 1 2 3 4 5 6 7 - 1 - 0 .8 - 0 .6 - 0 .4 - 0 .2 0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 0 1 2 3 4 5 6 7 - 1 - 0 .8 - 0 .6 - 0 .4 - 0 .2 0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8 1 MATLAB的繪圖功能十分靈活,不但可以在的繪圖功能十分靈活,不但可以在 一個(gè)圖形窗口中繪制多個(gè)完全獨(dú)立的子圖,稱一個(gè)圖形窗口中繪制多個(gè)完全獨(dú)立的子圖,稱 為為繪制子圖繪制子圖;也允許用戶在一個(gè)圖形中繪制多;也允許用戶在一個(gè)圖形中繪制多 條曲線,稱為條曲線,稱為圖形疊繪圖形疊
21、繪。接下來首先介紹子圖。接下來首先介紹子圖 的繪制方法。的繪制方法。 繪制子圖 當(dāng)大家需要進(jìn)行相關(guān)圖形的比較或者是同類當(dāng)大家需要進(jìn)行相關(guān)圖形的比較或者是同類 圖形的分析時(shí),比較方便的方式是把若干圖形圖形的分析時(shí),比較方便的方式是把若干圖形 在同一個(gè)圖形窗口顯示出來。針對(duì)用戶的這一在同一個(gè)圖形窗口顯示出來。針對(duì)用戶的這一 點(diǎn)需要,點(diǎn)需要,MATLAB提供了子圖的繪制功能,并約提供了子圖的繪制功能,并約 定了符合常規(guī)思維習(xí)慣的分欄方式。定了符合常規(guī)思維習(xí)慣的分欄方式。 繪制子圖 u 劃分繪圖區(qū)域劃分繪圖區(qū)域 subplot(m,n,p) 將一個(gè)繪圖窗口分割成將一個(gè)繪圖窗口分割成 m * n 個(gè)子區(qū)
22、域,并個(gè)子區(qū)域,并 按行按行 從左至右從左至右 依次編號(hào)依次編號(hào) 。p 表示第表示第 p 個(gè)繪圖子區(qū)域。個(gè)繪圖子區(qū)域。 subplot 子圖分割命令 調(diào)用格式: subplot(m,n,p) 按從左至右,從上至下排列 行行 列列繪圖序號(hào)繪圖序號(hào) 繪制子圖 u 劃分繪圖區(qū)域劃分繪圖區(qū)域 subplot(m,n,p) 怎樣在一個(gè)怎樣在一個(gè)繪圖區(qū)域繪圖區(qū)域內(nèi)繪制多個(gè)函數(shù)的圖像內(nèi)繪制多個(gè)函數(shù)的圖像 ? ? 將一個(gè)繪圖窗口分割成將一個(gè)繪圖窗口分割成 m * n 個(gè)子區(qū)域,并個(gè)子區(qū)域,并 按行按行 從左至右從左至右 依次編號(hào)依次編號(hào) 。p 表示第表示第 p 個(gè)繪圖子區(qū)域。個(gè)繪圖子區(qū)域。 x=-pi:pi/
23、10:pi; subplot(2,2,1);plot(x,sin(x); subplot(2,2,2);plot(x,cos(x); subplot(2,2,3);plot(x,x.2); subplot(2,2,4);plot(x,exp(x); 例例: 剛才已經(jīng)解決了“一個(gè)窗口繪制多圖”的 問題,接下來將介紹如何“一個(gè)坐標(biāo)軸繪制 多曲線”。在實(shí)際工作中,大家常常需要即 已經(jīng)繪制完成的圖形上再次添加或刪減圖 形,這時(shí)可以調(diào)用hold函數(shù), lhold函數(shù)的調(diào)用格式和功能如下: lhold:在圖形保功能保持和關(guān)閉狀態(tài)之間 切換。 lhold on:啟動(dòng)圖形保持功能,在原圖的 基礎(chǔ)上,再次繪制的
24、圖形將全部添加到圖 形窗口中,并自動(dòng)調(diào)整坐標(biāo)軸范圍; lhold off:關(guān)閉圖形保持功能; 【例】采用圖形保持,在同一坐標(biāo)內(nèi)繪制 曲線 y1=0.2e-0.5xcos(4x) y2=2e-0.5xcos(x)。 程序如下: x=0:pi/100:2*pi; y1=0.2*exp(- 0.5*x).*cos(4*pi*x); plot(x,y1) hold on y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x); plot(x,y2); hold off 同時(shí)繪制多個(gè)函數(shù)圖像 u plot(x1,y1,s1,x2,y2,s2, . ,xn,yn,sn) 屬性選項(xiàng)屬性選項(xiàng) 可以省略可以省略
25、 等價(jià)于:等價(jià)于: hold on plot(x1,y1,s1) plot(x2,y2,s2) . plot(xn,yn,sn) q給坐標(biāo)加網(wǎng)格線用grid命令來控制。 qgrid on/off命令控制是畫還是不畫網(wǎng)格 線, q不帶參數(shù)的grid命令在兩種狀態(tài)之間進(jìn)行 切換。 q給坐標(biāo)加邊框用box命令來控制。 qbox on/off命令控制是加還是不加邊框 線, q不帶參數(shù)的box命令在兩種狀態(tài)之間進(jìn)行切 換。 圖形的其他屬性 x=-pi:pi/10:pi; y=sin(x); plot(x,y,rh:,linewidth,2, . markeredgecolor,b, . markerfa
26、cecolor,g) 例例: q 線條的粗細(xì),字體大小,坐標(biāo)軸屬性等。線條的粗細(xì),字體大小,坐標(biāo)軸屬性等。 linewidth: 指定線條的粗細(xì)指定線條的粗細(xì) markeredgecolor: 指定標(biāo)記的邊緣色指定標(biāo)記的邊緣色 markerfacecolor: 指定標(biāo)記表面的顏色指定標(biāo)記表面的顏色 注:注:1) 1) 屬性與屬性的值是成對(duì)出現(xiàn)的屬性與屬性的值是成對(duì)出現(xiàn)的 2) 2) 更多屬性參見更多屬性參見 plot plot 的聯(lián)機(jī)幫助的聯(lián)機(jī)幫助 圖形的基本屬性 help plot 查看查看 在工程實(shí)踐中記錄分析數(shù)據(jù),在教學(xué)科 研中演示統(tǒng)計(jì)結(jié)果、用戶常需要使用一些特 殊圖形。由于圖形的特殊性
27、,故僅僅調(diào)用 plot函數(shù)將很難繪制。 針對(duì)這種情況,MATLAB提供了若干特 殊圖形繪制函數(shù)。接下來主要介紹特殊圖形 的繪制方法,主要圖形包括:條形圖、區(qū)域 圖、餅狀圖、柱狀圖、離散圖、羅盤圖、羽 毛圖、輪廓圖以及箭頭圖等。 繪制和編輯特殊圖形 特殊二維繪圖函數(shù) bar 繪制直方圖 polar 繪制極坐標(biāo)圖 hist 繪制統(tǒng)計(jì)直方圖 stairs 繪制階梯圖 stem 繪制火柴桿圖 rose 繪制統(tǒng)計(jì)扇形圖 comet 繪制彗星曲線 area 區(qū)域圖 pie 餅圖 條形圖可以顯示矢量數(shù)據(jù)和矩陣數(shù)據(jù), 如果用戶需要表現(xiàn)跨時(shí)間段的運(yùn)算結(jié)果、 不同數(shù)據(jù)的比較結(jié)果以及部分相對(duì)于整體 比較結(jié)果時(shí),常會(huì)
28、用到條形圖繪制離散數(shù) 據(jù)。MATLAB中提供了條形圖繪制函數(shù)bar, 函數(shù)bar有4種, 繪制和編輯條形圖 t=0:0.2:2*pi; y=cos(t); bar(y) 05101520253035 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 繪制直方圖繪制直方圖 x=0:pi/20:2*pi;y=sin(x);stair s(x,y) 01234567 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 繪制階梯曲線繪制階梯曲線 t=0:2*pi/90:2*pi;y=cos(4*t);pol ar(t,y) 0.2
29、0.4 0.6 0.8 1 30 210 60 240 90 270 120 300 150 330 1800 極坐標(biāo)繪圖極坐標(biāo)繪圖 t=0:0.2:2*pi; y=cos(t); stem(y) 05101520253035 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 火柴桿繪圖火柴桿繪圖 t= -pi:pi/500:pi; y=tan(sin(t)-sin(tan(t); comet(t,y) -3-2-10123 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 彗星曲線圖彗星曲線圖 x=magic(6);area(x
30、) 11.522.533.544.555.56 0 20 40 60 80 100 120 面積圖面積圖 x=1 2 3 4 5 6 7;y=0 0 0 1 0 0 0; pie(x,y) 4% 7% 11% 14% 18% 21% 25% 餅圖餅圖 在很多場合,二維圖形遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了用 戶的需求,為了可以呈現(xiàn)更加形象和逼真 的三維圖形,MATLAB提供了豐富的三維 繪圖函數(shù)。雖然三維繪圖可以看成二維繪 圖的拓展,一些繪制函數(shù)調(diào)用格式十分相 似,很多圖形繪制和設(shè)置函數(shù)也可以二、 三維通用,但是三維圖形仍有其特殊之處, 例如需要進(jìn)行二維圖形所沒有的視角、光 照及透明度的設(shè)置。接下來主要結(jié)合以大 家
31、常用的三維曲線、網(wǎng)格和曲面圖為重點(diǎn) 講解,介紹這些三維圖形的繪制方法。 空間三維作圖 接下來主要介紹基本三維圖形的繪 制方法,主要介紹plot3、mesh、surf 三個(gè)三維繪圖函數(shù)的調(diào)用方法。 空間三維作圖 和二維繪制函數(shù)plot相對(duì)應(yīng),plot3函 數(shù)是曲線繪制函數(shù)在三維空間中的擴(kuò)展,兩 者的區(qū)別是: plot3增加了第三維的參數(shù)。 plot3函數(shù)的常用調(diào)用格式為: plot(X,Y,Z,s)。 X、Y和Z是同維向量時(shí),分別以X、Y和Z 的元素為x、y和z軸坐標(biāo)。 X、Y和Z是同維矩陣時(shí),分別以X、Y和Z 的對(duì)應(yīng)列元素為x、y和z軸坐標(biāo),曲線條數(shù) 等于矩陣的列數(shù)。 空間三維作圖 空間三維作
32、圖 q 三維曲線三維曲線 : plot3 設(shè)三維曲線的參數(shù)方程為:設(shè)三維曲線的參數(shù)方程為:x=x(t),y=y(t),z=z(t), 則其圖形可由下面的命令繪出則其圖形可由下面的命令繪出: 例:三維螺旋線例:三維螺旋線 plot3的用法與的用法與 plot 類似類似 t=0:0.1:10*pi; x=2*t; y=sin(t); z=cos(t); plot3(x,y,z); plot3(x,y,z,s) 繪制三維網(wǎng)格-mesh函數(shù) 網(wǎng)格圖形是指連接相鄰數(shù)據(jù)點(diǎn)形成的網(wǎng)狀 曲面,數(shù)據(jù)點(diǎn)是x-y平面的矩形網(wǎng)格上點(diǎn)的z 軸坐標(biāo)值。網(wǎng)格圖的繪制步驟如下: (1)在x-y平面上指定一個(gè)矩形區(qū)域,采用 與
33、坐標(biāo)軸平行的直線進(jìn)行分格; (2)計(jì)算矩形網(wǎng)格點(diǎn)的z軸坐標(biāo)值,得到三 維空間的數(shù)據(jù)點(diǎn); (3)利用以上得到的數(shù)據(jù)點(diǎn),將x-z平面或 者y-z平面內(nèi),以及平行平面內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)連 接,形成網(wǎng)格圖。 空間三維作圖 q 空間曲面空間曲面 mesh(Z) 繪出矩陣?yán)L出矩陣 Z 的三維消隱圖。的三維消隱圖。 mesh(x,y,Z) x, y 是是向量向量時(shí),時(shí),length(x)=n,length(y)=m,m,n=size(Z) mesh(X,Y,Z,C) 繪制由矩陣?yán)L制由矩陣 X,Y,Z 所確定的曲面所確定的曲面網(wǎng)格圖網(wǎng)格圖, 矩陣矩陣 C 用于確定網(wǎng)格顏色,省略時(shí)用于確定網(wǎng)格顏色,省略時(shí) C=Z。 m
34、esh, meshc, meshz meshc 調(diào)用方式與調(diào)用方式與 mesh 相同,在相同,在 mesh 基礎(chǔ)上增加等高線基礎(chǔ)上增加等高線 meshz 調(diào)用方式與調(diào)用方式與 mesh 相同,在相同,在 mesh 基礎(chǔ)上屏蔽邊界面基礎(chǔ)上屏蔽邊界面 【例】矩陣的三維網(wǎng)線圖 z=rand(6); z=round(z) 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 mesh(z); mesh(z) 0 2 4 6 0 2 4 6 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 【例】8階hadamard矩陣的網(wǎng)
35、線圖 h2=1 1;1 -1; h4=h2 h2;h2 -h2; h8=h4 h4;h4 -h4; mesh(h8) 0 2 4 6 8 0 2 4 6 8 -1 -0.5 0 0.5 1 空間三維作圖 u 網(wǎng)格生成函數(shù):網(wǎng)格生成函數(shù):meshgrid x, y 為給定的向量,為給定的向量,X, Y 是網(wǎng)格劃分后得到的網(wǎng)格矩陣是網(wǎng)格劃分后得到的網(wǎng)格矩陣 u 繪制由函數(shù)繪制由函數(shù) z=z(x,y) 確定的曲面時(shí),首先需產(chǎn)生一個(gè)網(wǎng)確定的曲面時(shí),首先需產(chǎn)生一個(gè)網(wǎng) 格矩陣,然后計(jì)算函數(shù)在各網(wǎng)格點(diǎn)上的值。格矩陣,然后計(jì)算函數(shù)在各網(wǎng)格點(diǎn)上的值。 若若 x = y, 則可簡寫為則可簡寫為 X,Y= mesh
36、grid(x) X,Y= meshgrid(x,y) x=-8:0.5:8; y=-8:0.5:8; X,Y= meshgrid(x,y); r=sqrt(X.2+Y.2)+eps; Z=sin(r)./r; mesh(X,Y,Z) 例:例: 繪制三維曲面-surf函數(shù) 曲面圖是把網(wǎng)格圖表面的網(wǎng)格圍成的 片狀區(qū)域用不同的色彩填充,而形成的彩 色表面。除了網(wǎng)格空檔被色彩填充之外, 曲面圖與網(wǎng)格圖外觀是一樣的,但是前者 更具立體感。MATLAB中的surf函數(shù)專門 用于繪制三維著色曲面圖,其調(diào)用格式和 對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的要求上節(jié)的mesh函數(shù)相同, x=-8:0.5:8; y=-8:0.5:8; X,Y
37、=meshgrid(x,y); r=sqrt(X.2+Y.2)+eps; Z=sin(r)./r; surf(X,Y,Z) 例:例: qsurf 三維曲面繪圖函數(shù),與網(wǎng)格圖看起來一 樣 與三維網(wǎng)線圖的區(qū)別: 網(wǎng)線圖:線條有顏色,空擋是黑色的(無顏 色) 曲面圖:線條是黑色的,空擋有顏色 把線條之間的空擋填充顏色,沿z軸按每一 網(wǎng)格變化 繪制三維曲面-surf函數(shù) 調(diào)用格式: surf(x,y,z) 繪制三維曲面圖, x,y,z為圖形坐標(biāo)向量 例: X,Y,Z=peaks(30) peaks為matlab 自動(dòng)生成的三維測(cè)試圖形 surf(X,Y,Z) -2 0 2 -2 0 2 -5 0 5
38、x y Peaks -4 -2 0 2 4 -4 -2 0 2 4 -10 -5 0 5 10 surfc(X,Y,Z) 帶等高線的曲 面圖 X,Y,Z=peaks(30); surfc(X,Y,Z) -4 -2 0 2 4 -4 -2 0 2 4 -10 -5 0 5 10 surfl(X,Y,Z) 被光照射帶陰影 的曲面圖 X,Y,Z=peaks(30); surfl(X,Y,Z) cylinde(r,n) 三維柱面繪圖函 數(shù) r為半徑;n為柱面圓周等分?jǐn)?shù) 例:繪制三維陀螺錐面 t1=0:0.1:0.9; t2=1:0.1:2; r=t1 -t2+2; x,y,z=cylinder(r,3
39、0); surf(x,y,z); grid -1 -0.5 0 0.5 1 -1 -0.5 0 0.5 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 -1 -0.5 0 0.5 1 -1 -0.5 0 0.5 1 -1 -0.5 0 0.5 1 為球面等分?jǐn)?shù),缺省為20 例:繪制三維球面 x,y,z=sphere(30); surf(x,y,z); q 點(diǎn) 線 二維作圖機(jī)制 例:y = sin(x), 0 x x=0:0.5:2*pi; y=sin(x); plot(x,y,.) 先畫點(diǎn),后連線先畫點(diǎn),后連線 一、畫點(diǎn)一、畫點(diǎn) q 點(diǎn) 線 二維作圖舉例 例:例:y = sin(x), 0 x x
40、=0:0.5:2*pi; y=sin(x); plot(x,y,r.-) 先畫點(diǎn),后連線先畫點(diǎn),后連線 二、連線二、連線 二維作圖舉例 x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y,.) 加密:取更多的點(diǎn)加密:取更多的點(diǎn) x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y,.- ) x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y) q 例:三維螺線 Matlab 空間曲線繪圖舉例空間曲線繪圖舉例 x=t, y=sin(t), z=cos(t), 0 t t=0:0.5:20; x=t; y=sin(t); z=cos(t); plot3(x,
41、y,z,.- ) t=0:0.5:20; x=t; y=sin(t); z=cos(t); plot3(x,y,z,.) 空間曲線作圖舉例 t=0:0.1:20; x=t; y=sin(t); z=cos(t); plot3(x,y,z) t=0:0.1:20; x=t; y=sin(t); z=cos(t); plot3(x,y,z,.-) n n mmmn xxx xxx xxx 11121 21222 12 X n n mmmn yyy yyy yyy 11121 21222 12 Y n n mmmn zzz zzz zzz 11121 21222 12 Z 線線: : 分別沿分別沿
42、x 方向和方向和 y 方方 向連接這些點(diǎn)即可得到向連接這些點(diǎn)即可得到 空間曲面作圖 先畫點(diǎn)先畫點(diǎn) (x,y,z),后連線,構(gòu)成曲面網(wǎng)格圖,后連線,構(gòu)成曲面網(wǎng)格圖 點(diǎn)點(diǎn): :),( ijijij zyx njmi, 1, 1 q 例:例:“墨西哥帽子墨西哥帽子” 空間曲面作圖舉例 22 sin( )/ ,zrrrxy 由由函函其其中中確確定定的的曲曲面面 ( a x a, -a y x=-8:0.5:8; y=-8:0.5:8; X,Y=meshgrid(x,y); r=sqrt(X.2+Y.2)+eps; Z=sin(r)./r; mesh(X,Y,Z) 1) x 與與 y 可以取不同的步長可
43、以取不同的步長 2) 2) 注意這里采用的注意這里采用的數(shù)組運(yùn)算數(shù)組運(yùn)算 epseps? 最后一個(gè)命令能否改為最后一個(gè)命令能否改為 mesh(Z)? X,Y=meshgrid(-8:0.5:8); 例:例:繪制等高線繪制等高線 meshc 空間曲面作圖舉例 X,Y=meshgrid(-8:0.5:8); r=sqrt(X.2+Y.2)+eps; Z=sin(r)./r; meshc(X,Y,Z) 例:例:繪制邊界面屏蔽繪制邊界面屏蔽 meshz 空間曲面作圖舉例 X,Y=meshgrid(-8:0.5:8); r=sqrt(X.2+Y.2)+eps; Z=sin(r)./r; meshz(X,Y,Z) 空間三維作圖 q 空間曲面其它作圖函數(shù)空間曲面其它作圖函數(shù) u sphere(n) 專用于繪制單位球面專用于繪制單位球面 mesh 繪制繪制網(wǎng)格圖網(wǎng)格圖,surf 繪制著色的三維繪制著色的三維表面圖表面圖 u surf(X,Y,Z) 繪制由矩陣?yán)L制由矩陣 X,Y,Z 所確定的曲面圖,參數(shù)含義同所確定的曲面圖,參數(shù)含義同 mesh sphere 只能畫單
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