matlab7課程教學(xué)課件第6章matlab繪圖基礎(chǔ)

1、MATLAB 7.0從入門(mén)到精通主要講述內(nèi)容第1章 MATLAB簡(jiǎn)介第2章 數(shù)值運(yùn)算第3章 單元數(shù)組和結(jié)構(gòu)第4章 字符串第5章 符號(hào)運(yùn)算第6章 MATLAB繪圖基礎(chǔ)第7章 程序設(shè)計(jì)第8章 計(jì)算方法的MATLAB實(shí)現(xiàn)第9章 優(yōu)化設(shè)計(jì)第10章 Simulink仿真初探第6章 MATLAB繪圖基礎(chǔ)6.1二維繪圖plot(y)命令中y可以是向量、實(shí)數(shù)矩陣或復(fù)數(shù)向量。當(dāng)y是向量時(shí)，繪制的圖形以向量索引(1)為橫坐標(biāo)值(起點(diǎn)為1)、以向量元素的值為縱坐標(biāo)值(橫標(biāo)為點(diǎn)的個(gè)數(shù))。 t=1:0.1:10; y=sin(t); plot(y) t=0:0.1:10; y=sin(t); plot(y) t=1:1

2、:10; y=sin(t); plot(y) t=0:1:10; y=sin(t); plot(y) t=1:0.1:10; y=sin(t); plot(t,y) t=1:1:10; y=sin(t); plot(t,y)用plot(y)命令繪制矩陣。則繪制矩陣列向量對(duì)其坐標(biāo)索引(1)的圖形。 y=0 1 2;2 3 4;5 6 7; plot(y) y=3 2 6;4 3 9;5 8 7; plot(y)用plot(y)命令繪制復(fù)向量。則plot(y)相當(dāng)于plot(real(y),imag(y)。 x=1:100; y=2:2:200; z=x+y.*i; plot(z) x=1:100

3、; y=1/10.*x.2; z=x+y*i; plot(z) x=1 5 2 7 8 3; y=3 2 1 3 4 9; z=x+y*i; plot(z) x=6 3 7 4 5 2 1; y=2 7 3 1 3 2 4; z=x+y*i; plot(z) z=0.1+0.9i; n=0:0.01:10; plot(z.n)plot(x,y)中x，y均可為向量和矩陣。x,y均為n維向量時(shí)，繪制向量y對(duì)向量x的圖形，即以x為橫坐標(biāo)，y為縱坐標(biāo)。x為n維向量，y為mn或nm的矩陣時(shí)，該命令將在同一圖內(nèi)繪得m條不同顏色的連線。x為公共橫標(biāo)，y為縱標(biāo)。x,y均為mn矩陣時(shí)，將繪得n條不同顏色的連線。

4、用plot(x,y)繪制雙向量。 x=-2*pi:0.1:2*pi; y=sin(x)+2; plot(x,y)用plot(x,y)繪制向量和矩陣。 x=0:0.1:10; y=sin(x)+2;cos(x)+1; plot(x,y)用plot(x,y)繪制雙矩陣。以x矩陣的第i列分量作為橫坐標(biāo)，矩陣y的第i列分量為縱標(biāo)，繪得第i條連線。 x=1 2 3;4 5 6;7 8 9;2 3 4;5 6 7; y=2 4 5;3 6 7;4 6 8;1 3 5;2 6 3; plot(x,y)用plot(x,y,s)繪制不同的線型、點(diǎn)標(biāo)和顏色的圖形，其中s為字符，控制線型。x=0:0.1:10;y1

5、=sin(x);y2=cos(x);plot(x,y1,dm,x,y2,-b)例：在區(qū)間0,4pi上，繪制函數(shù)下列函數(shù)的圖形，兩圖采用不同形式的線型。 x=0:0.01:4*pi; y1=exp(-x/3).*sin(3*x); y2=exp(-x/3); y3=-exp(-x/3); plot(x,y1,x,y2,-.b,x,y3,-.r) grid on6.2 三維繪圖1、三維曲線圖命令plot3 t=0:0.01:10*pi; x=sin(t); y=cos(t); z=t; plot3(x,y,z)用plot3命令繪制向量 t=0:0.01:2*pi; x=sin(t) sin(t)

6、sin(t); y=cos(t) cos(t) cos(t); z=(sin(t).2+(cos(t).2 (sin(t).2+(cos(t).2+1 (sin(t).2+(cos(t).2+3; plot3(x,y,z)2、三維網(wǎng)格圖命令mesh與三維曲面圖命令surfmeshc與surfc功能在三維圖的下面畫(huà)等高線，meshz功能在三維圖下畫(huà)邊界。waterfall命令用于繪制形似瀑布流水形狀的網(wǎng)線圖。 x,y=meshgrid(-3:0.1:3); z=peaks(x,y); mesh(z) x,y=meshgrid(-3:0.1:3); z=peaks(x,y); meshc(z) x

7、,y=meshgrid(-3:0.1:3); z=peaks(x,y); meshz(z) x=-4:0.1:4; y=x; m=ones(size(y)*x; n=y*ones(size(x); p=sqrt(m.2+n.2)+eps; z=sin(p)./p; mesh(z) x,y=meshgrid(-3:0.1:3); z=peaks(x,y); surf(z) x,y=meshgrid(-3:0.1:3); z=peaks(x,y); surfc(z) x,y=meshgrid(-3:0.1:3); z=peaks(x,y); waterfall(z)6.3特殊圖形繪制(1)bar命

8、令繪制二維垂直條形圖，用垂直條形顯示向量或矩陣中的值。bar(y)為每一個(gè)y中元素畫(huà)一個(gè)條狀。bar(x,y)在指定的橫坐標(biāo)x上畫(huà)出y，其中x為嚴(yán)格單增的向量。若y為矩陣，則bar把矩陣分解成幾個(gè)行向量，在指定的橫坐標(biāo)處分別畫(huà)出。bar(x,y,width)設(shè)置條形的相對(duì)寬度和控制在一組內(nèi)條形的間距。默認(rèn)值為0.8，如用戶沒(méi)指定x，則同一組內(nèi)的條形有很小的間距，若設(shè)置為1，則同組的條形相互接觸。bar(x,y,color)定義條形顏色。bar(x,y,style)用style定義條形類(lèi)型，可以取值group或stack。其中g(shù)roup為默認(rèn)的顯示模式，表示若y為n*m階的矩陣，則bar顯示n組

9、，每組有m個(gè)垂直條形的條形圖。stack表示對(duì)矩陣y的每一個(gè)行向量顯示在一個(gè)圖形中，條形的高度為該行向量中的分量和。其中同一條圖中的每個(gè)分量用不同的顏色顯示出來(lái)，從而可以顯示每個(gè)分量在向量中的分布。barh為繪制水平條狀圖。例：bartu y=4 1 2;9 4 2;9 8 6;4 0 3;9 1 2; bar(y,r) bar(y,g)(2)bar3命令繪制三維垂直條形圖，用垂直條形顯示向量或矩陣中的值。bar3(z)為每一個(gè)z中元素畫(huà)一個(gè)條狀，y為1:N。bar3(y,z)繪制三維條狀圖，y必須單調(diào)增加。bar3(y,z,width)設(shè)置條形的相對(duì)寬度和控制在一組內(nèi)條形的間距。默認(rèn)值為0.

10、8，如用戶沒(méi)指定x，則同一組內(nèi)的條形有很小的間距，若設(shè)置為1，則同組的條形相互接觸。bar3(y,z,style)用style定義顏色或條形類(lèi)型，可以取值group或stack或detach。其中g(shù)roup為默認(rèn)的顯示模式，stack表示對(duì)矩陣y的每一個(gè)行向量顯示在一個(gè)圖形中， detach形狀分開(kāi)。bar3h為繪制水平條狀圖。例：bar3tu。 y=4 1 2;9 4 2;9 8 6;4 0 3;9 1 2; bar3(y,r) bar3(y,g)(3)pie命令繪制二維餅圖。pie(x)繪制向量x的餅圖，向量x中的每一個(gè)元素就是餅圖中的一個(gè)扇形。pie(x,explode)參數(shù)explod

11、e和向量x是同維矩陣，如果其中有非零的元素，x矩陣中對(duì)應(yīng)的位置元素在餅圖中對(duì)應(yīng)的扇形將向外移出，加以突出。pie(x,labels)參數(shù)labels用來(lái)定義對(duì)應(yīng)扇形的標(biāo)簽。例：pietu(4)pie3命令繪制三維餅圖。pie3(x)繪制向量x的三維餅圖，向量x中的每一個(gè)元素就是餅圖中的一個(gè)扇形。pie3(x,explode)參數(shù)explode和向量x是同維矩陣，如果其中有非零的元素，x矩陣中對(duì)應(yīng)的位置元素在餅圖中對(duì)應(yīng)的扇形將向外移出，加以突出。pie3(x,labels)參數(shù)labels用來(lái)定義對(duì)應(yīng)扇形的標(biāo)簽。例：pie3tu(5)contour命令繪制二維等高線圖。contour(z)繪制表

12、達(dá)式z的二維等高線圖。contour(z,n)參數(shù)n控制等高線的條數(shù)。contour(z,v)參數(shù)v是一個(gè)輸入向量，等高線條數(shù)等于該向量的長(zhǎng)度，而且等高線的數(shù)值等于對(duì)應(yīng)向量的元素?cái)?shù)值。clabel(c,h)旋轉(zhuǎn)標(biāo)簽并將它們插到等值線中。該函數(shù)只插入那些在等值線圖中合適的標(biāo)簽，它決定于等值線圖的大小。clabel(c,h,manual)將等值線值標(biāo)在鼠標(biāo)選定的位置上，回車(chē)結(jié)束標(biāo)注。例：contourtu、clabeltu(6)cylinder命令繪制圓柱圖形。x,y,z=cylinder返回一個(gè)半徑和高度均為1的圓柱體的x,y,z軸的坐標(biāo)值，圓柱體的圓周有20個(gè)距離相同的點(diǎn)。x,y,z=cyli

13、nder(r)返回一個(gè)半徑為r，高度為1的圓柱體的x,y,z軸的坐標(biāo)值，圓柱體的圓周有20個(gè)距離相同的點(diǎn)。x,y,z=cylinder(r,n)返回一個(gè)半徑為r，高度為1的圓柱體的x,y,z軸的坐標(biāo)值，圓柱體的圓周有n個(gè)距離相同的點(diǎn)。例：cylindertu(7)sphere命令繪制球體。sphere繪制三維直角坐標(biāo)系中單位球體，該球體由20*20個(gè)面組成。sphere(n)繪制三維直角坐標(biāo)系中單位球體，該球體由n*n個(gè)面組成。例： spheretu6.4 圖形格式控制1、grid on(grid off)與hold on(hold off)grid控制網(wǎng)格的打開(kāi)與關(guān)閉，hold on與hol

14、d off控制多圖是否畫(huà)在同一個(gè)圖上，如果是hold off則最后一個(gè)圖替換前面所有的圖。 x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y) grid on x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y) grid on grid off（默認(rèn)狀態(tài)） x=0:0.1:2*pi; y1=sin(x); y2=cos(x); plot(x,y1) plot(x,y2) x=0:0.1:2*pi; y1=sin(x); y2=cos(x); plot(x,y1) hold on plot(x,y2) x=-1:0.01:1; y1=3+exp(-x).*sin(

15、6*x); y2=4+exp(-x).*cos(6*x); plot(0.1+0.9i).(0:0.01:10) hold on plot(y1,y2) grid on gtext(y2相對(duì)y1) gtext(z虛部相對(duì)實(shí)部) x=0:0.1:2*pi; y1=sin(x); y2=cos(x); plot(x,y1) hold on plot(x,y2) grid on2、坐標(biāo)軸標(biāo)注和圖形標(biāo)題xlabel (string,property name,.)xlabel (fname)ylabel (string,property name,.)ylabel (fname)title(strin

16、g,property name,.)title(fname)其中string是標(biāo)注所用的說(shuō)明語(yǔ)句，fname是一個(gè)函數(shù)名，系統(tǒng)要求該函數(shù)必須返回一個(gè)字符串作為標(biāo)注語(yǔ)句。 x=0:0.01:2*pi; y=sin(x); plot(x,y) xlabel(x(0-2pi) ylabel(y=sin(x) title(正弦函數(shù))用文本標(biāo)注圖形text(x,y,string,propertyname,.)gtext(string1,string2,.)text要指清標(biāo)注位置，gtext命令后會(huì)在圖上出現(xiàn)個(gè)十字符號(hào)，可以把標(biāo)注標(biāo)在鼠標(biāo)任意能達(dá)到的地方。圖例標(biāo)注legend(string1,string

17、2,.) x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y) text(pi/2,1,x=pi/2,y=1) text(pi,0,x=pi,y=0) x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y) text(pi/2,1,x=pi/2,y=1) text(pi,0,x=pi,y=0) hold on plot(pi/2,1,*) hold on plot(pi,0,o) x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y) gtext(x=pi/2,y=1) x=-pi:0.01:pi; y=sin(x); y1=cos(x); plot(x,

18、y,-ro,x,y1,-.b) legend(sin,cos,2)后面的數(shù)字表示圖例在圖上的位置。詳細(xì)見(jiàn)教材。1，2，3，4表示標(biāo)注在四個(gè)角上，先從右上角開(kāi)始，逆時(shí)針排列。0是自動(dòng)定位，使得圖標(biāo)與圖形重疊最少。不加默認(rèn)為1。 x=-pi:0.01:pi; y=sin(x); y1=cos(x); plot(x,y,-ro,x,y1,-.b) legend(sin,cos,1) x=-pi:0.01:pi; y=sin(x); y1=cos(x); plot(x,y,-ro,x,y1,-.b) legend(sin,cos,3) x=-pi:0.01:pi; y=sin(x); y1=cos(x

19、); plot(x,y,-ro,x,y1,-.b) legend(sin,cos,4) x=-pi:0.01:pi; y=sin(x); y1=cos(x); plot(x,y,-ro,x,y1,-.b) legend(sin,cos,0) x=-pi:0.01:pi; y=sin(x); y1=cos(x); plot(x,y,-ro,x,y1,-.b) legend(sin,cos)3、坐標(biāo)軸控制axis(xmin xmax ymin ymax)axis 控制字符串，字符串為auto時(shí)是自動(dòng)模式，使得坐標(biāo)軸范圍能容納下所有的圖形；字符串為manual時(shí)以當(dāng)前的坐標(biāo)范圍限定圖形的繪制，此后使

20、用hold on命令再次繪圖時(shí)保持坐標(biāo)軸范圍不變；字符串為tight時(shí)將坐標(biāo)范圍限制在指定的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)。用于控制坐標(biāo)軸的范圍。box on和box off用來(lái)控制圖形四周能否顯示坐標(biāo)。axis square坐標(biāo)軸為方形。axis equal橫縱坐標(biāo)刻度標(biāo)準(zhǔn)相同。 x=-pi:0.01:pi; y1=sin(x); y2=2*cos(x); plot(x,y1) axis manual hold on plot(x,y2,r) x=-pi:0.01:pi; y=sin(x); plot(x,y) grid on x=-pi:0.01:pi; y=sin(x); plot(x,y) grid on

21、 box off t=0:0.01:2*pi; x=sin(t); y=cos(t); plot(x,y) t=0:0.01:2*pi; x=sin(t); y=cos(t); plot(x,y) axis square t=0:0.01:2*pi; x=sin(t); y=cos(t); plot(x,y) axis equal t=0:0.01:2*pi; y=cos(t); plot(t,y) t=0:0.01:2*pi; y=cos(t); plot(t,y) axis square t=0:0.01:2*pi; y=cos(t); plot(t,y) axis equal4、子圖su

22、bplot(m,n,i)plot(xi,yi)在m*n個(gè)窗口的第i個(gè)窗口繪制yi=f(xi)的圖形。 x=0:0.01:pi/2; y1=sin(x); y2=cos(x);y3=tan(x);y4=cot(x); subplot(2,2,1);plot(x,y1); title(y=sin(x) subplot(2,2,2);plot(x,y2); title(y=cos(x) subplot(2,2,3);plot(x,y3); title(y=tan(x) axis(0 pi/2 0 10) subplot(2,2,4);plot(x,y4); title(y=cot(x) axis(0

23、 pi/2 0 10)5、圖形數(shù)據(jù)取點(diǎn)x,y=ginput(n)可通過(guò)鼠標(biāo)選取n個(gè)點(diǎn)，它們的坐標(biāo)值保存在x,y中，可通過(guò)回車(chē)結(jié)束取點(diǎn)。x,y=ginput取點(diǎn)數(shù)目不受限制，它們的坐標(biāo)保存在x,y中，通過(guò)回車(chē)結(jié)束取點(diǎn)。 x=0:0.01:2*pi; y=sin(x); plot(x,y) m,n=ginput(2)m = 2.3629 3.8468n = 0.7105 -0.6520 hold on plot(m,n,or) text(m(1),n(1),m(1)=,num2str(m(1),n(1)=,num2str(n(1) text(m(2),n(2),m(2)=,num2str(m(2)

24、,n(2)=,num2str(n(2) x=-pi:0.01:pi; y=sin(x)+sin(2*x)-cos(3*x); h=plot(x,y); x=get(h,XData); y=get(h,YData); imin=find(min(y)=y); imax=find(max(y)=y); hold on text(x(imin),y(imin),minimum=,num2str(y(imin); hold ontext(x(imax),y(imax),maximum=,num2str(y(imax);6、多軸曲線圖多軸曲線圖采用plotyy命令。 x=0:0.01:20; y1=10

25、0*exp(-0.05*x).*sin(x); y2=exp(-0.5*x).*sin(10*x); ax,h1,h2=plotyy(x,y1,x,y2); ylabel(left yaxis) axes(ax(2) ylabel(right yaxis) set(h1,linestyle,-)6.5三維圖形的編輯(1)設(shè)置背景顏色在MATLAB中，設(shè)置圖形背景顏色的命令是colordef。colordef white將圖形背景設(shè)為白色；colordef black將圖形背景設(shè)為黑色；colordef none將圖形背景和圖形窗口的顏色設(shè)為默認(rèn)顏色；colordef(fig.color_opt

26、ion)將圖形句柄fig圖形的背景由color_option指定設(shè)置。例： colordeftu(2)在MATLAB中，caxis命令的主要功能是設(shè)置數(shù)值軸的顏色。caxis(cmin cmax)在區(qū)間范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)的顏色給圖形著色。例：caxistu(3)在MATLAB中，colorbar命令的主要功能是顯示指定顏色刻度的顏色標(biāo)尺。colorbar更新最近生成的顏色標(biāo)尺，如果當(dāng)前坐標(biāo)軸系統(tǒng)中沒(méi)有任何顏色標(biāo)尺，則在圖形的右側(cè)顯示一個(gè)垂直的顏色標(biāo)尺；colorbar(vert)添加一個(gè)垂直的顏色標(biāo)尺到當(dāng)前的坐標(biāo)軸系統(tǒng)中；colorbar(horiz)添加一個(gè)水平的顏色標(biāo)尺到當(dāng)前的坐標(biāo)軸系統(tǒng)中。例：c

27、olorbartu(4)在MATLAB中，shading命令設(shè)置圖形顏色的著色方式。shading flat使用平滑方式著色。網(wǎng)格圖的某條線段，或者曲面圖中的某整個(gè)貼片都是一種顏色，該顏色取自線段的兩端，或者該貼片四頂點(diǎn)中下標(biāo)最小那點(diǎn)的顏色；shading interp使用插值方式著色。使用網(wǎng)格圖線段，或者曲面圖貼片上各點(diǎn)的顏色由該線段兩端，或者該貼片四頂點(diǎn)的顏色線性插值而得；shading faceted以平面為單位進(jìn)行著色，是系統(tǒng)默認(rèn)的著色方式。例：shadingtu(5)在MATLAB中，light命令是為圖形建立光源。light(name,value,)其中，name是一些光源的顏色、

28、位置和類(lèi)型等的變量名。例：lighttu(6)MATLAB還提供設(shè)置曲面光源模式的lighting命令，該命令可以顯示不同的照明模式，但是必須在light命令執(zhí)行后才能起作用。lihgting flat平面模式，系統(tǒng)默認(rèn)，入射光均勻?yàn)⒙湓趫D形對(duì)象的每個(gè)面上；lihgting gouraud點(diǎn)模式，先對(duì)頂點(diǎn)顏色進(jìn)行插補(bǔ)，再對(duì)頂點(diǎn)勾畫(huà)的面色進(jìn)行插補(bǔ)；lihgting phong對(duì)頂點(diǎn)處法線插值，再計(jì)算像素的反光，效果好費(fèi)時(shí)間；lihgting none關(guān)閉所有光源。例：lightingtu(7)MATLAB中，material命令可以控制光照效果的材質(zhì)屬性，也就是設(shè)置圖形表面對(duì)光照反射的模式。material shiny使對(duì)象比較明亮，鏡反射份額較大，反射光的顏色取決于光源的顏色；material dull使對(duì)象比較暗淡，漫反射份額較大，反射光的顏色取決于光源的顏色；material metal使對(duì)象有金屬光澤，反射光的顏色取決于光源的顏色和圖形表面的顏色，這是MATLAB內(nèi)部的默認(rèn)設(shè)置；material default返回到MATLAB中的默認(rèn)設(shè)置。例：materia