MatLab2畫圖9

1、精品文檔精品文檔MatLab&數(shù)學(xué)建模第二講二維平面圖形MatLab圖形繪制功能基本繪圖函數(shù)命令含義plot建立向量或矩陣各隊隊向量的圖形loglogx、y軸都取對數(shù)標(biāo)度建立圖形semilogxx軸用于對數(shù)標(biāo)度，y軸線性標(biāo)度繪制圖形semilogyy軸用于對數(shù)標(biāo)度，x軸線性標(biāo)度繪制圖形title給圖形加標(biāo)題xlabel給x軸加標(biāo)記ylabel給y軸加標(biāo)記text在圖形指定的位置上加文本字符串gtext在鼠標(biāo)的位置上加文本字符串grid打開網(wǎng)格線plot繪圖函數(shù)的叁數(shù)字元顏色字元圖線型態(tài)y更色.占八、k黑色o圓w白色xxb藍(lán)色+g綠色*r紅色-實線c亮青色點線m鎰紫色-.點虛線-虛線ho

2、ldon命令用于在已畫好的圖形上添加新的圖形plot是繪制一維曲線的基本函數(shù)，但在使用此函數(shù)之前，我們需先定義曲線上每一點的x及y座標(biāo)。下例可畫出一條正弦曲線：x=0:0.001:10;%0至U10的1000個點的x座標(biāo)y=sin(x);%對應(yīng)的y座標(biāo)plot(x,y);%繪圖Y=sin(10*x);plot(x,y,'r:',x,Y,'b')%同時畫兩個函數(shù)若要改變顏色，在座標(biāo)對彳爰面加上相關(guān)字用即可:x=0:0.01:10;plot(x,sin(x),'r')MFJPI字。R尸/點2i.1-4.4,；U呵：!皿迎.|由中黑且|史,用河日gp.

3、7若要同時改變顏色及圖線型態(tài)(Linestyle),也是在坐標(biāo)對彳爰面加上相關(guān)字用即可：plot(x,sin(x),'r*')Tifar斯力f4-gLI-als!-rd»加環(huán)囊邛聞色馬金夕以Mi*-T*|"|$hnr*ht-.|OfuQII»用axis(xmin,xmax,ymin,ymax)函數(shù)來調(diào)整圖軸的范圍axis(0,6,-1.5,1)MATLA的可對圖形加上各種注解與處理：xlabel('x軸')；x軸注解ylabel('y軸')；y軸注解title('余弦函數(shù)');%圖形標(biāo)題legend(

4、'y=cos(x)');%圖形注解gtext('y=cos(x)');%圖形注解，用鼠標(biāo)定位注解位置gridon;%顯示格線fplot的指令可以用來自動的畫一個已定義的函數(shù)分布圖，而無須產(chǎn)生繪圖所須要的一組數(shù)據(jù)做為變數(shù)。其語法為fplot('fun',xminxmaxyminymax),其中fun為一已定義的函數(shù)名稱，例如sin,cos等等；而xmin,xmax,ymin,ymax則是設(shè)定繪圖橫軸及縱軸的下限及上限。以下的例子是將一函數(shù)f(x)=sin(x)/x>> fplot('sin(x)./x',-20 20 -

5、0.4 1.2)在-20<x<20,- 0.4<y<1.2 之間畫出:22【例】畫橢圓與與=13222a=0:pi/50:2*pi'新度0一2二X=cos(a)*3;嚏數(shù)方程Y=sin(a)*2;plot(X,Y);xlabel('x'),ylabel('y');title('橢圓)圖形窗口的分割一般用命令subplot:subplot(2,2,1);subplot(2,3,4);MATLABS有其他各種二維繪圖函數(shù)，以適合不同的應(yīng)用，詳見下表。小整理：其他各種二維繪圖函數(shù)bar長條圖errorbar圖形加上誤差范圍fpl

6、ot較精確的函數(shù)圖形polar極座標(biāo)圖hist累計圖rose極座標(biāo)累計圖stairs階梯圖stem針狀圖fill實心圖feather羽毛圖compass羅盤圖quiver向里場圖當(dāng)資料點數(shù)量不多時，長條圖是很適合的表示方式:closeall;%關(guān)閉所有的圖形視窗x=1:10;y=rand(size(x);bar(x,y);如果已知資料的誤差量，就可用errorbar來表示。下例以單位標(biāo)準(zhǔn)差來做資料的誤差量：x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);e=std(y)*ones(size(x);errorbar(x,y,e)21Tr15iljki：?，I-202468對於變化劇

7、烈的函數(shù)，可用fplot來進(jìn)行較精確的繪圖，會對劇烈變化處進(jìn)行較密集的取樣，如下例：fplot('sin(1/x)',0.020.2);%0.020.2是繪圖范圍若要產(chǎn)生極座標(biāo)圖形，可用polar：theta=linspace(0,2*pi);r=cos(4*theta);polar(theta,r);對於大量的資料，我們可用hist來顯示資料的分情況和統(tǒng)計特性。下面幾個命令可用來驗證randn產(chǎn)生的高斯亂數(shù)分：x=randn(5000,1);%產(chǎn)生5000個M=0,o=1的高斯亂數(shù)hist(x,20);%20代表長條的個數(shù)rose和hist很接近，只不過是將資料大小視為角度，

8、資料個數(shù)視為距離，并用極座標(biāo)繪制表示：x=randn(1000,1);rose(x);stairs可畫出階梯圖:x=linspace(0,10,50);y=sin(x).*exp(-x/3);stairs(x,y);stems可產(chǎn)生針狀圖，常被用來繪制數(shù)位訊號:x=linspace(0,10,50);y=sin(x).*exp(-x/3);stem(x,y);stairs將資料點視為多邊行頂點，并將此多邊行涂上顏色:x=linspace(0,10,50);y=sin(x).*exp(-x/3);fill(x,y,'b');%'b'為藍(lán)色feather將每一個資料

9、點視復(fù)數(shù)，并以箭號畫出:theta=linspace(0,2*pi,20);z=cos(theta)+i*sin(theta);feather(z);compass和feather很接近，只是每個箭號的起點都在圓點:theta=linspace(0,2*pi,20);z=cos(theta)+i*sin(theta);compass(z);三維立體圖形三維繪圖函數(shù)contourcontour3fill3meshmeshcmeshzpcolorplot3quiversurfsurfcsurflwaterfall二維等值線圖，即從上向卜看contour3等值線圖等值線圖填充的多邊形網(wǎng)格圖具后基本等

10、值線圖的網(wǎng)格圖有零平面的網(wǎng)格圖二維偽彩色繪圖，即從上向卜看surf圖直線圖二維帶方向箭頭的速度圖曲面圖具有基本等值線圖的曲面圖帶鳧度的曲囿圖尢父義線的網(wǎng)格圖三維繪圖工具axis修正坐標(biāo)軸屬性clfclabel清除圖形窗口放置等值線標(biāo)簽關(guān)閉圖形窗口closefigure創(chuàng)建或選擇圖形窗口getframe捕捉動畫楨放置網(wǎng)格gridgriddata對回圖用的數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插hiddenhold隱蔽網(wǎng)格圖線條保留當(dāng)前圖形meshgridmoviemovieinshadingsubplottexttitle產(chǎn)生三維繪圖數(shù)據(jù)放動畫創(chuàng)建楨矩陣，存儲動畫在曲面圖和偽彩色圖中用分塊、平滑和插值加陰影在圖形窗口內(nèi)畫子

11、圖在指定的位置放文本放置標(biāo)題view改變圖形的視角xlabel放置x軸標(biāo)記ylabel放置y軸標(biāo)記zlabel放置z軸標(biāo)記函數(shù)viewview(az,el)設(shè)置視圖的方位角az和仰角elview(az,el)view(x,y,z)在笛卡兒坐標(biāo)系中沿向量x,y,z正視原點設(shè)置視圖，例如view(001)=view(0,90)view(2)設(shè)置缺省的二維視圖，az=0,el=90view(3)設(shè)置缺省的三維視圖，az=-37.5,el=30az,el=view返回當(dāng)前的方位角az和仰角elview(T)用一個4X4的轉(zhuǎn)置矩陣T來設(shè)置視圖T=view返回當(dāng)前的4X4轉(zhuǎn)置矩陣plot3命令將繪制二維圖

12、形的函數(shù)plot的特性擴(kuò)展到三維空間圖形。函數(shù)格式除了包括第三維的信息(比如Z方向)之外，與二維函數(shù)plot相同。plot3一般語法調(diào)用格式是plot3(x,y,z,S)，這里x,y和z是向量或矩陣，S是可選的字符串，用來指定顏色、標(biāo)記符號和/或線形(s可以省略)。三維螺旋線例子：t=0:pi/50:10*pi;plot3(sin(t),cos(t),t)grid麻加網(wǎng)格Helixcos(t)-1-1sint(t)plot3可畫出空間中的曲線：%意用點乘.*t=linspace(0,20*pi,501);plot3(t*sin(t),t*cos(t),t);亦可同時畫出兩條空間中的曲線:t=l

13、inspace(0, 10*pi, 501););plot3(t.*sin，t.*cos，t,t.*sin(t), t.*cos(t), -t正弦曲線圖x=linspace(0,3*pi);%0到3pi間100個數(shù)據(jù)點z1=sin(x);z2=sin(2*x);z3=sin(3*x);y1=zeros(100);%含有100個數(shù)據(jù)的0數(shù)組y3=zeros(100);y2=y3plot3(x,y1,z1,x,y2,z2,x,y3,z3);sin(x),sin(2x),sin(3x)利用在x-y平面的矩形網(wǎng)格點上的z軸坐標(biāo)伯:，MATLABt義了一個網(wǎng)格 曲面。MATLAB!過將鄰接的點用直線連接

14、起來形成網(wǎng)狀曲面，其結(jié)果好象在數(shù) 據(jù)點有結(jié)點的魚網(wǎng)。mesh可畫出立體網(wǎng)狀圖.HXE，rJ畫出由函數(shù)7=彳，(屋")形成的立體網(wǎng)狀圖：x=linspace(-2,2,25);%在x軸上取25點y=linspace(-2,2,25);%在y軸上取25點xx,yy=meshgrid(x,y);%xx和yy者B是21x21的矩陣zz=xx.*exp(-xx.A2-yy.A2);%計算函數(shù)值，zz也是21x21的矩陣mesh(xx,yy,zz);%畫出立體網(wǎng)狀圖曲面圖，除了各線條之間的空檔(稱作補(bǔ)片)用顏色填充以外，和網(wǎng)格圖看起來是一樣的。這種圖一般使用函數(shù)surf來繪制。surf和mesh

15、的用法類似：x=linspace(-2,2,25);%在x軸上取25點y=linspace(-2,2,25);%在y軸上取25點xx,yy=meshgrid(x,y);%xx和yy者B是21x21的矩陣zz=xx.*exp(-xx.A2-yy.A2);%計算函數(shù)值，zz也是21x21的矩陣surf(xx,yy,zz);%畫出立體曲面圖MATLA提供了一個peaks函數(shù)，可產(chǎn)生一個凹凸有致的曲面，包含了三個局部極大點及三個局部極小點，其方程式為：要畫出此函數(shù)的最快方法即是直接鍵入peaks:peaksz=3*(1-x)A2.*exp(-(xA2)-(y+1)A2).-10*(x/5-x.A3-y

16、.A5).*exp(-x.A2-y.A2).-1/3*exp(-(x+1)A2-y.A2)我們亦可對peaks函數(shù)取點，再以各種不同方法進(jìn)行繪圖。meshz可將曲面加上圍裙：x,y,z=peaks;meshz(x,y,z);waterfall可在x方向或y方向廣生水流效果:x,y,z=peaks;waterfall(x,y,z);下列命令產(chǎn)生在y方向的水流效果:x,y,z=peaks;waterfall(x',y',z');meshc同時畫出網(wǎng)狀圖與等圖線:x,y,z=peaks;meshc(x,y,z);surfc同時畫出曲面圖與等高線:x,y,z=peaks;sur

17、fc(x,y,z);contour3畫出曲面在三度空間中的等高線:contour3(peaks,20);contour畫出曲面等高線在XY平面的投影:contour(peaks,20);剔透玲瓏球X0,Y0,Z0=sphere(30);X=2*X0;Y=2*Y0;Z=2*Z0;%產(chǎn)生單位球面的三維坐標(biāo)%產(chǎn)生半徑為2的球面的三維坐標(biāo)surf (X0,Y0,Z0);淅單位球面shading interpKm%采用插補(bǔ)明暗處理holdon;meshX,Y,Z);holdoff%畫外球面hiddenoff%產(chǎn)生透視效果axisoff%顯示坐標(biāo)軸ggq目0a尸/1理聲電金力4.J/u曰1*K|平10I野

18、a.4kMSB加注犯地球半徑為一個單位%T0是軌道周期%地球與另一焦點的距離%£星軌道與x-y平面的傾角剛道收縮率%確定坐標(biāo)范圍%設(shè)視角、畫運動軌線動態(tài)圖形動畫效果彗星狀軌跡圖【*例】簡單二維示例。(請指令窗中運行以下指令)n=10;t=n*pi*(0:0.0005:1);x=sin;y=cos；plot(x,y,'g');holdon;comet(x,y,0.02);holdoff【*例】衛(wèi)星返回地球的運動軌線示意R0=1;a=12*R0;b=9*R0;T0=2*pi;T=5叮0;dt=pi/100;t=0:dt:T'f=sqrt(aA2-bA2);th=12.5*pi/180;E=exp(-t/20);x=E.*(a