數(shù)據(jù)可視化處理實(shí)驗(yàn)(DOC)

1、科學(xué)計(jì)算與數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)號(hào)姓名實(shí)驗(yàn)名稱數(shù)據(jù)可視化處理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握 MATLAB 中二維曲線圖、三維曲線圖、三維曲面圖的繪制方法2、 掌握 MATLAB 中常用統(tǒng)計(jì)圖的繪制方法3、 熟悉 MATLAB 中三維圖形常用編輯方法4、 了解 MATLAB 中動(dòng)畫的繪制方法實(shí)驗(yàn)方案11y 2 21、 離散數(shù)據(jù)可視化實(shí)驗(yàn)：繪制離散函數(shù) (n 3) 1 (n 9) 4 的圖形，其中自變量的取值范圍是 (0,16)的整數(shù)。 y=1./(n-3).2+1)-1./(n-9).2+4);plot(n,y,'*')2、 二維曲線繪制實(shí)驗(yàn)： 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證 plot 、subplot

2、、axis、set、legend、 xlabel 、ylabel 、zlabel 、 title 、 text 、 grid 、 box、 hold 、 plotyy 、 fplot 等 函數(shù)在繪制二維曲線中的功能和使用方法。a) 設(shè)置三個(gè)函數(shù) y,z,h 均以 x 作為變量 ,驗(yàn)證函數(shù) plot,subplot,set, axis,并使用 grid on 為圖形加網(wǎng)格 , box on 加邊框線。b) 設(shè)計(jì)函數(shù) y1=2e-0.5x 和 y2=cos(4 繪x)制其曲線， 為其添加 title( 圖 形名稱 ) ，label(x 軸說明 )，ylabel(y 軸說明 )，text(x,y,

3、圖形說明 )， legend(圖例 1,圖例 2, )。c) 設(shè)計(jì)函數(shù) y1=0.2e-0.5xcos(4 和x) y2=2e- 0.5xcos( ，x并) 在同一 坐標(biāo)內(nèi)繪制曲線，驗(yàn)證 hold on/off 命令的切換。d) 設(shè)計(jì)函數(shù) x=exp(i*t) 和 y=x;2*x;3*x' 在同一坐標(biāo)中，繪制 3 個(gè)同 心圓， 并加坐標(biāo)控制， 并使用 grid on 加網(wǎng)格線， box on 加坐標(biāo) 邊框， axis equal 使坐標(biāo)軸采用等刻度。e) 設(shè)計(jì)函數(shù) y1=0.2e-0.5xco s(4 x和) y2=2e- 0.5xcos( ，x以) 不同標(biāo) 度在同一坐標(biāo)內(nèi)繪制曲線，驗(yàn)

4、證函數(shù)plotyy 。f) 設(shè)計(jì)函數(shù) f(x)=cos(tan(，使x)用) 用 flpot 函數(shù)繪制其曲線。3、 三維曲線繪制實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證plot3 、mesh、surf 等函數(shù)在繪制三維曲線、曲面中的功能和使用方法。a) 設(shè)計(jì)函數(shù) y=sin(t) ， x=cos(t) ， z=(t+1).t.*sin(t).*cos(t) ，并使用 plot3 函數(shù)繪制這三個(gè)函數(shù)的曲線。b) 設(shè)計(jì)函數(shù) z=sin(x+sin(y)-x/10; ，分別繪制帶等高線的三維網(wǎng)格曲 面函數(shù) meshc 和帶底座的三維網(wǎng)格曲面函數(shù) meshz。并使用函數(shù) surf 繪制該函數(shù)圖像4、 統(tǒng)計(jì)圖繪制實(shí)驗(yàn)：設(shè)

5、計(jì)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證面域圖(area)、a) 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)組 Y=3,8,9,4,1;6,3,5,2,7;5,4,3,8,6 ，使用 area(x',Y',0) 繪制相應(yīng)的面域圖。直方圖( bar、 barh、bar3、 bar3h)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)組 Y=3,7,2,5,1;3,7,5,2,1;5,4,1,2,5 ，在同一個(gè)圖中分別應(yīng) 用 以 下 函 數(shù) bar(x',Y','stacked') bar3h(x',Y','grouped') 、 bar3(x',Y','stacked') 、ba

6、rh(x',Y', 'grouped') 畫出相應(yīng)的直方圖。b) 餅圖( pie、 pie3) 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)組 a=1,1.6,1.2,0.8,2.1 ，在同一個(gè)圖中分別應(yīng)用以下 函數(shù) pie(a,1 0 1 0 0) 、pie3(a,double(a=min(a) 畫出相應(yīng)的餅圖。c) 散點(diǎn)圖( scatter、 scatter3、plotmatrix )： 函數(shù) scatter 設(shè)計(jì)函數(shù) Y = X.2 + rand(size(X) ，使用函數(shù) scatter(X, Y) 以 X 中數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)，以 Y 中數(shù)據(jù)位縱坐標(biāo)描繪散點(diǎn)圖，點(diǎn)的 形狀默認(rèn)使用圈。函數(shù) s

7、catter3 設(shè)計(jì)數(shù)組 x=4229042.63 4230585.02 4231384.96 4231773.63 4233028.58 4233296.71 4235869.68 4236288.29;y=431695.4 441585.8 432745.6 436933.7 428734.4431946.3 428705.0 432999.5;z=1.019 1.0231.011 1.022 1.020 1.022 1.022 1.023; 使用函數(shù) scatter3(x,y,z) ，繪制出相應(yīng)的三圍散點(diǎn)圖。d) plotmatrix 設(shè)計(jì)函數(shù) x=randn(100,2) ，并使用 p

8、lotmatrix(x) 繪制出相應(yīng)的散點(diǎn) 圖5、 三維圖形編輯(精細(xì)控制)實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證用view 、 rotate、colordef 、 colormap 、 shading、 light 、 lighting 、 material 、 surfl 等函數(shù) 對(duì)三維圖形進(jìn)行精細(xì)控制的方法。a) 使用 z=peaks(20); ，將顏色填充設(shè)為默認(rèn)色，使用 surfl(z) 驗(yàn)證函 數(shù) surfl 的功能。b) 使用 z=peaks(20); ，將顏色填充設(shè)為默認(rèn)色，背景設(shè)為白色，使 用 rotate(h,-2,-2,0,20,2,2,0); 驗(yàn)證函數(shù) rotate 的功能。c) 使用

9、 z=peaks(10); ，使用 view(0,40); 驗(yàn)證函數(shù) view 的功能。6、 動(dòng)畫繪制實(shí)驗(yàn)： 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證 getframe 與 movie 相結(jié)合繪制動(dòng)畫 的方法。a) 首先設(shè)置創(chuàng)建山峰圖形數(shù)據(jù)b) 繪制帶光照的表面，限制繪圖范圍c) 旋轉(zhuǎn)山峰 ,從 1 到 360 度,每一度捕捉一幀d) view(-37.5+i,30) 從水平 -37.5+i 度,垂直 30 度的方向看山峰 e) 每從一個(gè)角度看到一張圖像 (幀 ),就存儲(chǔ)到 mf) movie(m) 把剛才存到 m 里的圖像連續(xù)播放一遍。實(shí)驗(yàn)記錄11 y 2 2 1、離散數(shù)據(jù)可視化實(shí)驗(yàn)： 繪制離散函數(shù)(n 3) 1

10、(n 9) 4 的圖形，其中自變量的取值范圍是 (0,16) 的整數(shù)。n=1:0.5:16;y=1./(n-3).2+1)-1./(n-9).2+4);plot(n,y,'*')212、二維曲線繪制實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證plot設(shè)置三個(gè)函數(shù) y,z,h 均以 x 作為變量 ,驗(yàn)證函數(shù) plot,subplot,set, axis,并使用 grid on 為圖形加網(wǎng)格 , box on 加邊框線。x=0:0.1:5; y=sin(x); z=cos(x); h=tan(x);subplot(2,1,1); plot(x,y);subplot(2,1,2); plot(x,z);

11、axis(0 4 0 20);h=plot(x,y); set(h,'color','b');set(gca,'XGrid','on','YGrid','off'); set(gca,'color','g');grid onbox on設(shè)計(jì)函數(shù) y1=2e-0.5x 和 y2=cos(4 x繪) 制其曲線，為其添加 title( 圖形名 稱 ) ， label(x 軸說明 )， ylabel(y 軸說明 )， text(x,y, 圖形說明 ) ， legend(圖例

12、1,圖例 2, )。x=0:pi/100:1*pi; y1=2*exp(-0.5*x);y2=cos(4*pi*x); plot(x,y1,x,y2) title('x from 0 to 2pi');xlabel('Variable X'); ylabel('Variable Y');text(0.8,1.5,' 曲線 y1=2e-0.5x'); text(2.5,1.1,' 曲線 y2=cos(4pix)');legend(y1','y2')設(shè)計(jì)函數(shù) y1=0.2e-0.5xcos(4

13、x)和 y2=2e- 0.5xcos( x，) 并在同一坐標(biāo)內(nèi)繪 制曲線，驗(yàn)證 hold on/off 命令的切換。x=0:pi/100:2*pi;y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x,y1)hold ony2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);plot(x,y2);hold off設(shè)計(jì)函數(shù) x=exp(i*t) 和 y=x;2*x;3*x' 在同一坐標(biāo)中，繪制 3 個(gè)同心圓，并 加坐標(biāo)控制，并使用 grid on 加網(wǎng)格線， box on 加坐標(biāo)邊框， axis equal 使坐標(biāo)軸采用等刻度。t=0:0.01:2*pi;x=e

14、xp(i*t);y=x;2*x;3*x'plot(y)grid on;%加網(wǎng)格線box on;%加坐標(biāo)邊框axis equal%坐標(biāo)軸采用等刻度設(shè)計(jì)函數(shù) y1=0.2e- 0.5xcos(4 x)和 y2=2e- 0.5xcos( x，)以不同標(biāo)度在同一 坐標(biāo)內(nèi)繪制曲線，驗(yàn)證函數(shù) plotyy 。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*x);plotyy(x,y1,x,y2);設(shè)計(jì)函數(shù) f(x)=cos(tan( ，x)使用用 flpot 函數(shù)繪制其曲線。 fplot('

15、cos(tan(pi*x)', 0,1,1e-4)3、三維曲線繪制實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證plot3 、 mesh、surf 等函數(shù)在繪制三維曲線、曲面中的功能和使用方法。設(shè)計(jì)函數(shù) y=sin(t) ， x=cos(t) ， z=(t+1).t.*sin(t).*cos(t) ，并使用 plot3 函 數(shù)繪制這三個(gè)函數(shù)的曲線。t=0:pi/100:10*pi;y=sin(t);x=cos(t);z=(t+1).t.*sin(t).*cos(t);plot3(x,y,z);title('Line in 3-D Space+WEIMAN'); xlabel('X

16、9;);ylabel('Y');zlabel('Z');grid on;設(shè)計(jì)函數(shù) z=sin(x+sin(y)-x/10; ，分別繪制帶等高線的三維網(wǎng)格曲面函數(shù) meshc 和帶底座的三維網(wǎng)格曲面函數(shù) meshz。并使用函數(shù) surf 繪制該函數(shù) 圖像x,y=meshgrid(-7:0.5:7); z=sin(sqrt(x.4+y.4)./sqrt(x.4+y.4+eps);subplot(2,2,1); mesh(x,y,z);title('mesh(x,y,z)+weiman1') subplot(2,2,2);meshc(x,y,z); t

17、itle('meshc(x,y,z) +weiman2')subplot(2,2,3); meshz(x,y,z) title('meshz(x,y,z) +weiman3')subplot(2,2,4); surf(x,y,z);title('surf(x,y,z)');4、統(tǒng)計(jì)圖繪制實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證面域圖(area)x=-2:2Y=3,8,9,4,1;6,3,5,2,7;5,4,3,8,6 %(3*5) 的 Y 數(shù)組的 CS=flipud(cumsum(Y)area(x',Y',0) legend(' 因素 A&

18、#39;,' 因素 B',' 因素 C') grid on, colormap('jet') title('area+weiman')直方圖( bar、 barh、 bar3、 bar3h) x=-2:2;Y=3,7,2,5,1;3,7,5,2,1;5,4,1,2,5; subplot(2,2,1) bar(x',Y','stacked') title('bar +weiman') xlabel('x'),ylabel('Sigma y'), colo

19、rmap('jet') legend(' 因素 A',' 因素 B',' 因素 C') subplot(2,2,2) bar3h(x',Y','grouped') title(' bar3h +weiman') subplot(2,2,4) bar3(x',Y','stacked') title('bar3 +weiman') subplot(2,2,3) barh(x',Y', 'grouped') t

20、itle('barh +weiman')餅圖( pie、 pie3) a=1,1.6,1.2,0.8,2.1; subplot(1,2,1) pie(a,1 0 1 0 0) axis equal title('pie +weiman') legend('因素 A','因素 B','因素 C','因素 D','因素 E') subplot(1,2,2) pie3(a,double(a=min(a) colormap(jet) title('pie3 +weiman')

21、legend('因素 A','因素 B','因素 C','因素 D','因素 E')散點(diǎn)圖( scatter、 scatter3、 plotmatrix ) 1.scatter(X,Y)X = 1:10;Y = X.2 + rand(size(X); scatter(X, Y) set(gca,'color','y');title(' scatter +weiman') 函數(shù) scatter3 例子： x=4229042.63 4230585.02 4231384.9

22、6 4231773.63 4233028.58 4233296.71 4235869.68 4236288.29;y=431695.4 441585.8 432745.6 436933.7 428734.4431946.3428705.0 432999.5;z=1.019 1.023 1.011 1.022 1.020 1.022 1.022 1.023; scatter3(x,y,z) set(gca,'color','y');title(' scatter3 +weiman')注： x,y,z 必須是等長(zhǎng)度的數(shù)對(duì)(即三個(gè)等長(zhǎng)的矢量)Plotm

23、atrix 函數(shù) x=randn(100,2) plotmatrix(x)5、三維圖形編輯（精細(xì)控制）實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證用view 、 rotate、colordef、colormap、shading、light、lighting 、 material、 surfl 等函數(shù)對(duì)三 維圖形進(jìn)行精細(xì)控制的方法。函數(shù) surfl 功能z=peaks(20);>> colordef white ;>> colormap jet;>> shading interp;>> surfl(z) title(' surfl +weiman')函數(shù)

24、 rotate 功能 z=peaks(20); subplot(1,2,1);surf(z);title('Default+weiman'); subplot(1,2,2);h=surf(z);title('Rotated+weiman'); rotate(h,-2,-2,0,20,2,2,0);函數(shù) view 功能z=peaks(10);>> subplot(1,2,1);surf(z);title('Default+weiman ');>> subplot(1,2,2);>> subplot(1,2,2);

25、h=surf(z);title('view+weiman ');>> view(0,40);X, Y , Z=peaks(50); surfl(X, Y , Z) axis(-10 10 -10 10 -10 10) axis vis3d off axis equal shading interp colormap(copper) for i=1:360 view(-37.5+i,30) m(i)=getframe;mend cla movie(m)6、動(dòng)畫繪制實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證getframe 與 movie 相結(jié)合繪制動(dòng)畫的方法。%影片生成例子 : 旋轉(zhuǎn)一個(gè)三維表面繪圖%創(chuàng)建山峰圖形數(shù)據(jù)%繪制帶光照的表面%限制繪圖范圍%三維坐標(biāo)修正 ,關(guān)閉坐標(biāo)軸箭頭%等比例顯示三維坐標(biāo)%加個(gè)影子美化%著