二維繪圖2013

1、2D繪圖基本指令 基本的繪圖指令nPlot :最基本的繪圖指令n對x座標及相對應的y座標進行作圖n范例3-1：plotxy01.mx = linspace(0, 2*pi);%在0到2間，等分取100個點y = sin(x);%計算x的正弦函數值plot(x, y);%進行二維平面描點作圖Plot基本繪圖-1nlinspace(0, 2*pi) 產生從 0 到 2且長度為 100 (預設值)的向量 x ny 是對應的 y 座標n只給定一個向量n該向量則對其索引值(Index)作圖nplot(y)和plot(1:length(y), y)會得到相同的結果 01234567-1-0.8-0.6-0

2、.4-0.200.20.40.60.81Plot基本繪圖-2 (I)n一次畫出多條曲線 n將 x 及 y 座標依次送入plot 指令n范例3-2：plotxy02.mx = linspace(0, 2*pi); % 在 0 到 2 間，等分取 100 個點plot(x, sin(x), x, cos(x), x, sin(x)+cos(x); % 進行多條曲線描點作圖01234567-1.5-1-0.500.511.5Plot基本繪圖-2 (II)Plot(x,sin(x), x, cos(x), x, sin(x)+cos(x); 畫出多條曲線時，會自動轉換曲線顏色 Plot基本繪圖-3 (

3、I)n若要以不同的圖標(Marker)來作圖n范例3-3：plotxy03.mx = linspace(0, 2*pi);% 在 0 到 2 間，等分取 100 個點 plot(x, sin(x), o, x, cos(x), x, x, sin(x)+cos(x), *);Plot基本繪圖-3 (II)01234567-1.5-1-0.500.511.5Plot基本繪圖-4 (I)n只給定一個矩陣 yn對矩陣 y 的每一個行向量(Column Vector)作圖n范例3-4：plot04.my = peaks;% 產生一個 4949 的矩陣 plot(y);% 對矩陣 y 的每一個行向量作圖

4、Plot基本繪圖-4 (II) npeaks 指令產生一個4949的矩陣，代表二維函數的值nplot(y) 直接畫出 49 條直線n類似于從側面觀看 peaks 函數05101520253035404550-8-6-4-20246810Plot基本繪圖-5 (I)nx 和 y 都是矩陣nplot(x, y) 會用 y 的每一個列向量和對應的 x 列向量作圖n范例3-5：plotxy05.mx = peaks; y = x;% 求矩陣 x 的轉置矩陣 x plot(x, y);% 取用矩陣 y 的每一列向量，與對應矩陣 x % 的每一個列向量作圖Plot基本繪圖-5 (II)-8-6-4-202

5、46810-8-6-4-20246810提示n一般情況下，MATLAB 將矩陣視為行向量的集合n對只能處理向量的函數(Ex : max、min、 mean)n給定一個矩陣，函數會對矩陣的行向量一一進行處理或運算Plot基本繪圖-6 (I)n z 是一個復數向量或矩陣nplot(z) 將 z 的實部(即 real(z)和虛部(即 imag(z)當成 x 座標和 y 座標來作圖，n其效果等于 plot(real(z), imag(z)n范例3-6：plotxy06.mx = randn(30);% 產生 3030 的隨機數(均勻分布)矩陣z = eig(x);% 計算 x 的固有值(或稱特征值)p

6、lot(z, o)grid on% 畫出格線Plot基本繪圖-6 (II) nx 是一個 3030 的隨機數矩陣nz 則是 x 的固有值(或特征值)nz 是復數向量，且每一個復數都和其共厄復數同時出現(xiàn)，因此畫出的圖是上下對稱-6-4-20246-5-4-3-2-1012345基本二維繪圖指令指令說明Plotx 軸和 y 軸均為線性刻度(Linear Scale) loglogx 軸和 y 軸均為對數刻度(Logarithmic Scale)semilogxx 軸為對數刻度，y 軸為線性刻度 semilogyx 軸為線性刻度，y 軸為對數刻度 plotyy畫出兩個刻度不同的y軸 Plot基本繪圖

7、-7 (I)nSemilogx指令n使 x 軸為對數刻度，對正弦函數作圖n范例plotxy07.mx = linspace(0, 8*pi);% 在 0 到 8 間，等分取 100 個點semilogx(x, sin(x); % 使 x 軸為對數刻度，並對其正弦函數作圖Plot基本繪圖-7 (II)X軸為對數刻度10-1100101102-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81Plot基本繪圖-8 (I)nplotyy 指令n畫出兩個刻度不同的 y 軸n范例3-8：plotxy08.mx = linspace(0, 2*pi);% 在 0 到 2 間，等分取 100 個

8、點 y1 = sin(x); y2 = exp(-x); plotyy(x, y1, x, y2); % 畫出兩個刻度不同的 y 軸，分別是 y1, y201234567-1010123456700.51Plot基本繪圖-8 (II) ny1 的刻度是在左手邊ny2 的刻度是在右手邊n兩邊的刻度不同y1的刻度y2的刻度3-2 圖形的控制nplot 指令，可以接受一個控制字串輸入n用以控制曲線的顏色、格式及線標n使用語法plot(x, y, CLM)nC：曲線的顏色 (Colors) nL：曲線的樣式 (Line Styles)nM：曲線點所用的符號樣式 (Markers) 圖形控制范例-1 (

9、I)n用黑色點線畫出正弦波n每一資料點畫上一個小菱形n范例3-9：plotxy09.mx = 0:0.5:4*pi;% x 向量的起始與結束元素為 0 及 4， % 0.5為各元素相差值y = sin(x); plot(x, y,k:diamond)% 其中k代表黑色，：代表點% 線，而diamond 則指定菱形為曲% 線的線標圖形控制范例-1 (II)02468101214-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81plot 指令的曲線顏色 Plot指令的曲線顏色字串曲線顏色RGB值b藍色(Blue)(0,0,1)c青藍色(Cyan)(0,1,1)g綠色(Green)(0

10、,1,0)k黑色(Black)(0,0,0)m紫黑色(Magenta)(1,0,1)r紅色(Red)(1,0,0)w白色(White)(1,1,1)y黃色(Yellow)(1,1,0)plot 指令的曲線格式 plot 指令的曲線樣式字串 曲線樣式 -實線(預設值) -虛線 ： 點線 -. 點虛線 plot 指令的曲線線標 (I) plot 指令的曲線線標字串 線標說明 O圈形+加號X叉號*星號.點號朝上三角形V朝下三角形plot 指令的曲線線標 (II) plot 指令的曲線線標字串 線標說明 朝右三角形peaks; %畫出peaks 3D圖npropedit; %開啟性質編輯器n若不在命令

11、行下達propedit，也可以點選工具欄上面的 圖標來開啟圖形編輯功能。進行圖形編輯n啟動圖形編輯功能后，直接以鼠標左鍵點選圖形對象（例如圖軸），然后點選右鍵選取所需要修改的性質，就可以達到修改圖形的效果。圖形對象的性質存取n以命令行進行圖形對象的性質存取n set：設定某個性質的值n get：取得某個性質的值n findobj：在句柄式圖形的階層式結構中，找出您要的對象set范例set范例:t = 0:0.1:4*pi;y = exp(-t/5).*sin(t);h = plot(t, y); % h為曲線的句柄set(h, Linewidth, 3); %將曲線寬度改為3set(h, Ma

12、rker, o);%將曲線的線標改成小圓圈set(h, MarkerSize,20);%將線標的大小改成20set范例n單獨使用set(h)，可以列出h的所有性質，以及這些性質的可能值和默認值，例如：n h=plot(humps);n set(h, linestyle)get范例get范例:get(h, LindWidth) %取得曲線寬度ans =3; get(h, Color) %取得曲線顏色ans = 0 0 1 get(h)%列出h的所有性質的值例：作正弦、余弦曲線，將正弦曲線改為虛線，將余弦曲線幅度減為1/2高度，如何用句柄實現(xiàn)。x=0:2*pi/180:2*pi;y1=sin(x)

13、;y2=cos(x);plot(x,y1,x,y2,x,zeros(size(x) ),:)01234567-1-0.500.5101234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8101234567-1-0.500.5101234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81handel=get(gca,children) 修改屬性handel = 70.0004 69.0004 68.0004y11=get(handel(2),ydata);y22=y11/2;Set(handel(2),ydata,y22)set(handel(3),li

14、nestyle,:)Findobj范例findobj范例: plot(rand(10,2); %畫出兩條曲線 h=findobj(0, type, line) %找出曲線的句柄 h = 1.0051 74.0016 set(h, LineWidth,3); %經由句柄將曲線寬度改為3圖軸控制范例-3 (I)n將格線點的數字改為文字n范例3-12：plotxy12.mx = 0:0.1:4*pi;plot(x, sin(x)+sin(3*x)set(gca, ytick -1 -0.3 0.1 1);% 改變格線點set(gca, yticklabel, 極小,臨界值,崩潰值,極大);% 改變格

15、線點的文字grid on% 加上格線圖軸控制范例-3 (II) Subplotn subplotn在一個視窗產生多個圖形(圖軸)n一般形式為 subplot (m, n, p)n將視窗分為 m n 個區(qū)域 n下一個 plot 指令繪圖于第 p 個區(qū)域n p 的算法為由上至下，一行一行圖軸控制范例-4 (I)n同時畫出四個圖于一個視窗中n范例3-13：plotxy13.mx = 0:0.1:4*pi; subplot(2, 2, 1); plot(x, sin(x);% 此為左上角圖形subplot(2, 2, 2); plot(x, cos(x);% 此為右上角圖形subplot(2, 2,

16、3); plot(x, sin(x).*exp(-x/5);% 此為左下角圖形subplot(2, 2, 4); plot(x, x.2);% 此為右下角圖形圖軸控制范例-4 (II) Subplot(2,2,1)Subplot(2,2,3)Subplot(2,2,2)Subplot(2,2,4)051015-1-0.500.51051015-1-0.500.51051015-0.500.51051015050100150200圖軸控制范例-5 (I)n長寬比(Aspect Ratio)n一般圖軸長寬比是視窗的長寬比n可在 axis 指令后加不同的字串來修改n范例3-14：plotxy14.m

17、t = 0:0.1:2*pi;x = 3*cos(t);y = sin(t);subplot(2, 2, 1); plot(x, y); axis normalsubplot(2, 2, 2); plot(x, y); axis squaresubplot(2, 2, 3); plot(x, y); axis equalsubplot(2, 2, 4); plot(x, y); axis equal tight圖軸控制范例-5 (II) axis normalaxis equalaxis squareaxis square tight-4-2024-1-0.500.51-505-1-0.500

18、.51-2-10123-2-1012-2-10123-0.500.5改變圖軸長寬比的指令n改變目前圖軸長寬比的指令n需在 plot 指令之後呼叫才能發(fā)揮效用指令說明axis normal使用預設長寬比(等于圖形長寬比)axis square長寬比例為 1axis equal長寬比例不變，但兩軸刻度一致axis equal tight兩軸刻度比例一致，且圖軸貼緊圖形 axis image兩軸刻度比例一致(適用于影像顯示)改變圖軸背景顏色的指令ncolordefn改變圖軸與視窗之背景顏色n先調用 colordef 指令，其後 plot 指令產生的圖形才有效用指令說明colordef white 圖

19、軸背景為白色，視窗背景為淺灰色colordef black 圖軸背景為黑色，視窗背景為暗灰色colordef none圖軸背景為黑色，視窗背景為黑色(這是 MATLAB 第 4 版的預設值)grid 和 box 指令n畫出格線或畫出圖軸外圍的方形指令說明grid on 畫出格線 grid off 取消格線 box on 畫出圖軸的外圍長方形 box off 取消圖軸的外圍長方形 3-4 加入說明文字n在圖形或圖軸加入說明文字，增進整體圖形的可讀性指令說明title圖形的標題 xlabelx 軸的說明 ylabely 軸的說明 zlabelz 軸的說明(適用于立體繪圖) legend多條曲線的說

20、明 text在圖形中加入文字 gtext使用鼠標決定文字的位置 說明文字范例-1 (I)n范例3-15：plotxy15.msubplot(1,1,1); x = 0:0.1:2*pi; y1 = sin(x); y2 = exp(-x); plot(x, y1, -*, x, y2, :o); xlabel(t = 0 to 2pi); ylabel(values of sin(t) and e-x) title(Function Plots of sin(t) and e-x); legend(sin(t),e-x);說明文字范例-1 (II)nlegend指令n畫出一小方塊，包含每條曲線

21、的說明n為特殊符號n產生上標、下標、希臘字母、數學符號等n遵循一般LaTex或TeX數學模式01234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81t = 0 to 2values of sin(t) and e-xFunction Plots of sin(t) and e-x sin(t)e-x說明文字范例-2 (I)ntext指令n使用語法： text(x, y, string) nx、y ：文字的起始座標位置nstring ：代表此文字n范例3-16：plotxy16.mx = 0:0.1:2*pi;plot(x, sin(x), x, cos(x);text(

22、pi/4, sin(pi/4),leftarrow sin(pi/4) = 0.707);text(5*pi/4, cos(5*pi/4),cos(5pi/4) = -0.707rightarrow, HorizontalAlignment, right);說明文字范例-2 (II) nHorizontalAlignment及right指示 text 指令將文字向右水平對齊01234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81 sin(/4) = 0.707cos(5/4) = -0.707gtext指令n使用語法gtext(string) n在圖上點選一位置后，st

23、ring 顯示在其上。ngtext 只能用在二維平面繪圖 3-5 其他平面繪圖指令n各種二維繪圖指令指令說明errorbar在曲線加上誤差范圍fplot、ezplot較為精確的函數圖形polar、ezpolar極座標圖形hist直角坐標直方圖(累計圖)rose極座標直方圖(累計圖)compass羅盤圖 feather羽毛圖 area面積圖stairs階梯圖其他平面繪圖范例-1 (I)n已知資料的誤差范圍，用 errorbar 表示n以 y 座標高度 20% 作為做資料的誤差范圍n范例3-17：plotxy17.mx = linspace(0,2*pi,30);% 在 0 到 2 間，等分取 3

24、0 個點y = sin(x);e = y*0.2;errorbar(x,y,e)% 圖形上加上誤差范圍 e-101234567-1.5-1-0.500.511.5其他平面繪圖范例-1 (II) 誤差范圍其他平面繪圖范例-2 (I)nfplot 指令n對劇烈變化處進行較密集的取樣n范例3-18：plotxy18.mfplot(sin(1/x), 0.02 0.2);% 0.02 0.2是繪圖范圍其他平面繪圖范例-2 (II) 此區(qū)域作較精確的取點繪圖0.020.040.060.080.10.120.140.160.180.2-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81其他平面

25、繪圖范例-3 (I)npolar 指令n產生極座標圖形n范例3-19：plotxy19.mtheta = linspace(0, 2*pi); r = cos(4*theta); polar(theta, r);% 進行極座標繪圖其他平面繪圖范例-3 (II) 0.2 0.4 0.6 0.8 13021060240902701203001503301800直方圖及hist指令n直方圖(Histogram)n對大量的資料，顯示資料的分布情況和統(tǒng)計特性nhist指令n將資料依大小分成數堆，將每堆的個數畫出其他平面繪圖范例-4 (I)n將 10000 個由 randn 產生的正規(guī)分布之隨機數分成 2

26、5 堆n范例3-20：plotxy20.mx = randn(10000, 1);% 產生 10000 個隨機數 hist(x, 25);% 繪出直方圖，顯示 x 資料的分布情%況和統(tǒng)計特性，數字 25 代表資料依%大小分堆的堆數，即是指方圖內長條%的個數 set(findobj(gca, type, patch), edgecolor, w);% 將長條%圖的邊緣設定成白色其他平面繪圖范例-4 (II)n直方圖逼近隨機數的幾率分布函數，且數據量越大時，逼近程度越高 -5-4-3-2-10123450200400600800100012001400其他平面繪圖范例-5 (I)nrose指令n角度：數據大小n距離：數據個數n以極座標繪制表示n范例3-21：plotxy21.mx = randn(50