2013數(shù)模國賽matlab繪圖

matlab

繪圖功能——matlab語言豐富的圖形表現(xiàn)方法，使得數(shù)學(xué)計(jì)算結(jié)果可以方便地、多樣性地實(shí)現(xiàn)了可視化，這是其它語言所不能比擬的。matlab語言的繪圖功能

不僅能繪制幾乎所有的標(biāo)準(zhǔn)圖形，而且其表現(xiàn)形式也是豐富多樣的。matlab語言不僅具有高層繪圖能力，而且還具有底層繪圖能力——句柄

繪圖方法。在面向?qū)ο蟮膱D形設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，使得用戶可以用來開發(fā)各專業(yè)的專用圖形。一、二維繪圖（一）plot

——最基本的二維圖形指令plot的功能：plot命令自動(dòng)打開一個(gè)圖形窗口Figure用直線連接相鄰兩數(shù)據(jù)點(diǎn)來繪制圖形根據(jù)圖形坐標(biāo)大小自動(dòng)縮擴(kuò)坐標(biāo)軸，將數(shù)據(jù)標(biāo)尺及單位標(biāo)注自動(dòng)加到兩個(gè)坐標(biāo)軸上，可自定坐標(biāo)軸，可把x,y軸用對(duì)數(shù)坐標(biāo)表示如果已經(jīng)存在一個(gè)圖形窗口，plot命令則清除當(dāng)前圖形，繪制新圖形可單窗口單曲線繪圖；可單窗口多曲線繪圖；可單窗口多曲線分圖繪圖；可多窗口繪圖可任意設(shè)定曲線顏色和線型可給圖形加坐標(biāo)網(wǎng)線和圖形加注功能plot的調(diào)用格式

plot(x)——缺省自變量繪圖格式，

x為向量,以x元素值為縱坐標(biāo)，以相應(yīng)元素下標(biāo)為橫坐標(biāo)繪圖plot(x,y)——基本格式，以y(x)的函數(shù)關(guān)系作出直角坐標(biāo)圖，如果y為n×m的矩陣，則以x

為自變量，作出m條曲線plot(x1,y1,x2,y2)——多條曲線繪圖格式plot(x,y,’s’)——選項(xiàng)格式，選項(xiàng)量字符串s設(shè)定曲線顏色和繪圖方式，使用顏色字符串的前1~3個(gè)字母，如

yellow—yel表示等?；騪lot(x1,y1,’s1’,x2,y2,’s2’，…)S的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值如下：字母顏色標(biāo)點(diǎn)線型y黃色·點(diǎn)線m粉紅○圈線c亮藍(lán)××線r大紅＋＋字線g綠色—實(shí)線b藍(lán)色*星形線w白色：虛線k黑色－·

(--)點(diǎn)劃線matlab6.x線形:[+|

o|

*|.

|x

|square

|diamond

|

v|

^|

>|

<

|pentagram

|hexagram

]square

正方形diamond

菱形pentagram

五角星hexagram

六角星1.單窗口單曲線繪圖例1：x=[0,

0.48,0.84,1,0.91,0.6,0.14][x1,x2,

x3, x4,x5,

x6,

x7,]plot(x)012345-1-0

.

4-0

.

6-0

.

8-0

.

200

.

20

.

40

.

60

.

812.單窗口多曲線繪圖例2：t=0:pi/100:2*pi;y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);plot(t,y,t,y1,t,y2)yy1y2例3：y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);y3=cos(t);y4=cos(t+0.25);y5=cos(t+0.5);plot(t,[y',y1',y2',y3',y4',y5'])12345-1010

.80

.60

.40

.20-0

.2-0

.4-0

.6-0

.8y3=cos(t);y4=cos(t+0.25);y5=cos(t+0.5);plot(t,y3);hold

on;

plot(t,y4);

plot(t,y5);12345-1010

.80

.60

.40

.20-0

.2-0

.4-0

.6-0

.8x=peaks;plot(x)x=1:length(peaks);y=peaks;plot(x,y)5101520253035404550-801086420-2-4-63.單窗口多曲線分圖繪圖subplot

——子圖分割命令調(diào)用格式：行

列 繪圖序號(hào)subplot(m,n,p)

——按從左至右，從上至下排列subplot(1,3,1);

plot(t,y)subplot(1,3,2);

plot(t,y3)subplot(1,3,3);

plot(t,y2)510-10-0

.8-0

.6-0

.4-0

.200

.20

.40

.60

.81510-10-0

.8-0

.6-0

.4-0

.200

.20

.40

.60

.81-10-0

.8-0

.6-0

.4-0

.200

.20

.40

.60

.81subplot(3,1,1);plot(t,y)subplot(3,1,2);plot(t,y3)subplot(3,1,3);plot(t,y2)010-10

1

2

3

4

5

6

71-10

1

2

3

4

5

6

70-10

1

2

3

4

5

6

71subplot('position',[left

bottom

width

height])123-10-0

.

500.

51123-10-0

.

500.

510.

511.

522.

53-1010.

50-0

.

54.多窗口繪圖figure(n)

——?jiǎng)?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10.80.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8-10

1

2

3

4

5

6

710.80.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8-10

1

2

3

4

5

6

70-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.815.可任意設(shè)置顏色與線型例4(例2)：plot(t,y,'r-',t,y1,'g:',t,y2,'b*')12345-1010

.

80

.

60

.

40

.

20-0

.

2-0

.

4-0

.

6-0

.

86.圖形加注功能將標(biāo)題、坐標(biāo)軸標(biāo)記、網(wǎng)格線及文字注釋加注到圖形上，這些函數(shù)為：title

——給圖形加標(biāo)題xlable

——給x軸加標(biāo)注ylable

——給y軸加標(biāo)注text

——在圖形指定位置加標(biāo)注gtext——將標(biāo)注加到圖形任意位置

grid

on(off)——打開、關(guān)閉坐標(biāo)網(wǎng)格線

legend

——添加圖例axis

——控制坐標(biāo)軸的刻度例：t=0:0.1:10y1=sin(t);y2=cos(t);plot(t,y1,'r',t,y2,'b--');x=[1.7*pi;1.6*pi];y=[-0.3;0.8];s=['sin(t)';'cos(t)'];text(x,y,s);title('正弦和余弦曲線');legend('正弦','余弦')xlabel('時(shí)間t'),ylabel('正弦、余弦')gridaxis

square102

4

6

8時(shí)間t02468-1-0.4-0.6-0.80.60.40.20-0.20.81sin(t)cos(t)正正正正正正正時(shí)時(shí)t正正、正正246810-10-0.4-0.6-0.80.60.40.20-0.20.81sin(t)cos(t)正正正正正正正時(shí)時(shí)t正正、正正正正正正axis的用法還有：axis([xmin

xmax

ymin

ymax])——用行向量中給出的值設(shè)定坐標(biāo)軸的最大和最小值。如axis

([-2

2

0

5])axis(equal)——將兩坐標(biāo)軸設(shè)為相等axis

on(off)——顯示和關(guān)閉坐標(biāo)軸的標(biāo)記、標(biāo)志axis

auto

——將坐標(biāo)軸設(shè)置返回自動(dòng)缺省值7.fplot

——繪制函數(shù)圖函數(shù)fplot的調(diào)用格式:fplot(fun,lims)—

繪制函數(shù)fun在x區(qū)間lims=[xmin

xmax]的函數(shù)圖。fplot(fun,lims,'corline')—以指定線形繪圖。[x,y]=fplot(fun,lims)—只返回繪圖點(diǎn)的值,而不繪圖。用plot(x,y)來繪圖。fplot('[sin(x),tan(x),cos(x)]',2*pi*[-1

1

-11])fplot('humps',[0

1],'rp')-6-4-20246-6-4-202468.ezplot

——符號(hào)函數(shù)的簡易繪圖函數(shù)ezplot的調(diào)用格式：ezplot(f)

—這里f為包含單個(gè)符號(hào)變量x的符號(hào)表達(dá)式，在x軸的默認(rèn)范圍[-2*pi

2*pi]內(nèi)繪制f(x)的函數(shù)圖

ezplot(f,xmin,xmax)—給定區(qū)間

ezplot(f,[xmin,xmax],figure(n))—指定繪圖窗口繪圖。ezplot('sin(x)')ezplot('sin(x)','cos(y)',[-4*pi

4*pi],figure(2))-6-4-2246-1-0.500.510xsin(x)-1-0.50.51-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.810xyx

=

sin(x),

y

=

cos(y)（二）

fill

––––基本二維繪圖函數(shù)fill的功能：繪制二維多邊形并填充顏色例：x=[1

2

3

4

5];y=[4

1

5

1

4];fill(x,y,'r')（三）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errorbar

––––繪制誤差棒圖

compass

––––復(fù)數(shù)向量圖(羅盤圖)feather

––––復(fù)數(shù)向量投影圖(羽毛圖)quiver

––––向量場圖area

––––區(qū)域圖pie

––––餅圖

convhull

––––凸殼圖

scatter

––––離散點(diǎn)圖例，繪制階梯曲線x=0:pi/20:2*pi;y=sin(x);stairs(x,y)12345-1010

.80

.60

.40

.20-0

.2-0

.4-0

.6-0

.8例：階梯繪圖h2=[1

1;1

-1];h4=[h2

h2;h2

-h2];h8=[h4

h4;h4

-h4];t=1:8;subplot(8,1,1);stairs(t,h8(1,:));axis('off')subplot(8,1,2);stairs(t,h8(2,:));axis('off')subplot(8,1,3);stairs(t,h8(3,:));axis('off')subplot(8,1,4);stairs(t,h8(4,:));axis('off')subplot(8,1,5);stairs(t,h8(5,:));axis('off')subplot(8,1,6);stairs(t,h8(6,:));axis('off')subplot(8,1,7);stairs(t,h8(7,:));axis('off')subplot(8,1,8);stairs(t,h8(8,:));axis('off')h2=[1

1;1

-1];h4=[h2

h2;h2

-h2];h8=[h4

h4;h4

-h4];t=1:8;for

i=1:8subplot(8,1,i);stairs(t,h8(i,:))axis('off')end例：繪制極坐標(biāo)繪圖t=0:2*pi/90:2*pi;y=cos(4*t);polar(t,y)0

.80

.60

.40

.2210602409

01270120300150180例：繪制火柴桿繪圖t=0:0.2:2*pi;

y=cos(t);stem(y)510152025-1010

.80

.60

.40

.20-0

.2-0

.4-0

.6-0

.8例：繪制直方圖t=0:0.2:2*pi;

y=cos(t);

bar(y)510152025-1010

.80

.60

.40

.20-0

.2-0

.4-0

.6-0

.8例：繪制彗星曲線圖t=

-pi:pi/500:pi;y=tan(sin(t))-sin(tan(t));

comet(t,y)-2-10123-2.5-32.521.510.50-0.5-1-1.5-2x=magic(6);area(x)1.

522.

533.

544.

555.

560120406080100120x=[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%pie(x,y,{'North','South','East','West','middle','fa','white'})No

rthS

o

u

thE

a

s

tW

e

s

tm

iddlefawh

it

eload

seamountscatter(x,y,50,z)-47.

95-4

8-48.

05-48.

1-48.

15-48.

2-48.

25-48.

3-48.

35-48.

4-48.

45210.

8

210.

9

211

211.

1

211.

2

211.

3

211.

4

211.

5

211.

6

211.

7

211.

80.

10.

20.

30.

40.

50.

60.

70.

80.

910010.

90.

80.

70.

60.

50.

40.

30.

20.

1a=rand(200,1);b=rand(200,1);c=rand(200,1);scatter(a,b,100,c,'p')二、三維繪圖三維繪圖的主要功能：繪制三維線圖繪制等高線圖繪制偽彩色圖繪制三維網(wǎng)線圖繪制三維曲面圖、柱面圖和球面圖繪制三維多面體并填充顏色（一）三維線圖plot3

——基本的三維圖形指令調(diào)用格式：plot3(x,y,z)——x,y,z是長度相同的向量

plot3(X,Y,Z)——X,Y,Z是維數(shù)相同的矩陣

plot3(x,y,z,s)——帶開關(guān)量

plot3(x1,y1,z1,'s1',x2,y2,z2,'s2',…)二維圖形的所有基本特性對(duì)三維圖形全都適用。定義三維坐標(biāo)軸大小axis([xmin

xmax

ymin

ymax

zmin

zmax

])grid

on(off)繪制三維網(wǎng)格text(x,y,z,‘string’)三維圖形標(biāo)注子圖和多窗口也可以用到三維圖形中例：繪制三維線圖t=0:pi/50:10*pi;plot3(t,sin(t),cos(t),'r:')0102

0-1-0

.5010

.50-0

.5-110

.5(二)三維餅圖pie3([4

3

6

8

9])27%30%20%13%10%（三）三維多邊形fill3=fill

——三維多邊形的繪制和填色與二維多邊形完全相同調(diào)用格式：fill3(x,y,z,‘s’)——與二維相同例：用隨機(jī)頂點(diǎn)坐標(biāo)畫出5個(gè)粉色的三角形，并用黃色的○表示頂點(diǎn)y1=rand(3,5);y2=rand(3,5);y3=rand(3,5);fill3(y1,y2,y3,'m');hold

on;plot3(y1,y2,y3,'yo')（四）三維網(wǎng)格圖mesh

——三維網(wǎng)線繪圖函數(shù)調(diào)用格式：mesh(z)——z為n×m的矩陣，x與y坐標(biāo)為元素的下標(biāo)mesh(x,y,z)——x,,y,z分別為三維空間的坐標(biāo)位置例，矩陣的三維網(wǎng)線圖z=rand(6);z0.88080.07290.41680.76940.37750.47760.33810.71010.09640.63520.38260.70860.18950.87910.67470.89650.68760.23800.74310.35940.56260.87840.12170.39100.71890.08990.81300.48650.07680.97590.87920.16100.87820.11310.14330.6288=round(z)1

0

0

1

0

0010101011110101100101001101001mesh(z)20

0210.80.60.40.2064例：8階hadamard矩陣的網(wǎng)線圖h2=[1

1;1

-1];h4=[h2

h2;h2

-h2]h8=[h4

h4;h4

-h4]111111111-11-11-11-111-1-111-1-11-1-111-1-111111-1-1-1-11-11-1-11-1111-1-1-1-1111-1-11-111-1mesh(h8)020210.50-0.5-1864三維網(wǎng)線圖作圖要領(lǐng)生成坐標(biāo)——[X,Y]=meshgrid(x,y)表達(dá)式點(diǎn)運(yùn)算——Z=X.^2+Y.^2

X，Y是n×m的矩陣，維數(shù)可任定X—

nY—

mZ—默認(rèn)方位角：37。5o，俯角30o。n×m維meshgrid——網(wǎng)線坐標(biāo)值計(jì)算函數(shù)

z=f(x,y)—根據(jù)x,y坐標(biāo)找出z的高度例：繪制z=x2+y2的三維網(wǎng)線圖形x=-5:5;

y=x;[X,Y]=meshgrid(x,y)Z=X.^2+Y.^2mesh(X,Y,Z)坐標(biāo)矩陣坐標(biāo)向量縱坐標(biāo)矩陣?yán)L圖函數(shù)-50-50504030201005colormap([R,G,B])——色圖設(shè)定函數(shù)matlab的顏色數(shù)據(jù)集合為紅、綠、蘭三顏色矩陣[R，G，B]，維數(shù)m×3r,g,b在[01]區(qū)間連續(xù)取值，理論上顏色種類可達(dá)無窮多種matlab使用三維向量表示一種顏色，常用顏色數(shù)據(jù)見下表§

飽和色[0

0

0]—黑色[0

0

1]—蘭色[0

1

0]—綠色[0

1

1]—淺蘭[1

0

0]—紅色[1

0

1]—粉紅[1

1

0]—黃色[1

1

1]—白色§

調(diào)和色[0.5

0.5

05]—灰色[0.5

0

0]—暗紅色[1

0.62

0.4]—銅色[0.49

1

0.8]—淺綠[0.49

1

0.83]—寶石蘭（五）三維曲面圖surf——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)生成的三維測試圖形

surf(X,Y,Z)50-520-2y-4-20-4-201050-5-1042

surfc(X,Y,Z)

—帶等高線的曲面圖[X,Y,Z]=peaks(30);surfc(X,Y,Z)-4-2-4-21050-5-1

0420

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,30);surf(x,y,z);grid10.80.60.40.2010.50-0.5-1-1-0.5-1-0.510.50-0.5-110.50

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);（六）圖形修飾方法圖形顏色的修飾matlab有極好的顏色表現(xiàn)功能，其顏色數(shù)據(jù)又構(gòu)成了一維新的數(shù)據(jù)集合，也可稱為四維圖形colormap(MAP)——色圖設(shè)定函數(shù)，MAP為m×3維色圖矩陣圖形顏色可根據(jù)需要任意生成，也可用matlab配備的色圖函數(shù)matlab

的色圖函數(shù)：

hsv

——飽和值色圖

gray

——線性灰度色圖

hot

——暖色色圖cool

——冷色色圖

bone

——蘭色調(diào)灰色圖

copper

——銅色色圖

pink

——粉紅色圖

prism

——光譜色圖jet

——飽和值色圖IIflag

——紅、白、藍(lán)交替色圖shading

faceted

—網(wǎng)格修飾，缺省方式-20-2050-52xyPeaksshading

flat

——去掉黑色線條，根據(jù)小方塊的值確定顏色-2-250-520xyPea

ksshading

interp

——顏色整體改變，根據(jù)小方塊四角的值差補(bǔ)過度點(diǎn)的值確定顏色peaks(30);shading

interp;colormap(hot)[X,Y,Z]=peaks(30);surfl(X,Y,Z)shading

interp;colormap(cool);axis

offpeaks(30);colormap(hot);colorbar('horiz')figure(2);colormap(cool);-505-202-202-505xyPeaks-5-202-505y

圖形效果修飾透視與消隱——用于網(wǎng)線圖裁剪修飾——用于網(wǎng)線圖、曲面圖視角修飾——觀察不同角度的三維視圖其它修飾：水線修飾等高線修飾透視與消隱p=peaks(30);mesh(p)；hidden

on100

0101050-5-103020p=peaks(30);mesh(p);hidden

off100

0101050-5-10302002002050-5-106040裁減修飾p=peaks