MATLAB的可視化功能

第4章MATLAB的可視化功能

4.1繪制二維圖形4.2繪制三維圖形4.3符號函數(shù)圖形的繪制4.4圖形用戶界面1編輯課件4.1繪制二維圖形4.1.1根本繪圖命令4.1.2多個圖形繪制的方法4.1.6特殊二維圖形4.1.3曲線的線型、顏色和數(shù)據(jù)點形4.1.4設(shè)置坐標軸和文字標注4.1.5特殊坐標二維圖形2編輯課件第4章MATLAB的可視化功能

4.1繪制二維圖形4.1.1根本繪圖命令plot命令是MATLAB中最簡單而且使用最廣泛的一個繪圖命令，用來繪制二維曲線。該命令將各個數(shù)據(jù)點用直線連接來繪制圖形。MATLAB的其它二維繪圖命令中的絕大多數(shù)是以plot為根底構(gòu)造的。plot命令翻開一個默認的圖形窗口，如果已經(jīng)存在一個圖形窗口，plot命令將刷新當前窗口的圖形。3編輯課件plot(x)：繪制以x為縱坐標的二維曲線。

plot(x,y)：繪制以x為橫坐標、y為縱坐標的 二維曲線。說明：x和y可以是向量或矩陣plot命令的根本調(diào)用格式(1)．用plot(x)命令繪制x向量曲線

當x是長度為n的數(shù)值向量，那么坐標系的縱坐標為向量x，橫坐標為MATLAB系統(tǒng)根據(jù)x向量的元素序號自動生成從1開始的向量。4編輯課件5編輯課件6編輯課件(2)．用plot(x,y)命令繪制向量x和y的曲線當參數(shù)x和y都是長度為n的向量時，x,y的長度必須相等，用plot(x,y)命令繪制縱坐標為向量y，橫坐標為向量x的曲線。(3)．用plot(x)命令繪制矩陣x的曲線

當x是一個m×n的矩陣，plot(x)命令為矩陣的每列畫出一條線，共n條曲線，各曲線自動用不同顏色表示；每條線的橫坐標為向量1:m，m是矩陣的行數(shù)，繪制方法與向量相同。7編輯課件8編輯課件(4)．用plot(x,y)命令繪制混合式曲線

如果x是向量，而y是矩陣，那么x的長度與矩陣y的行數(shù)或列數(shù)必須相等，如果x的長度與y的行數(shù)相等，那么向量x與矩陣y的每列向量對應(yīng)一條曲線；如果x的長度與y的列數(shù)相等，向量x與矩陣y的每行向量對應(yīng)一條曲線；如果y是方陣，那么x和y的行數(shù)、列數(shù)都相等，將向量x與矩陣y的每列向量畫一條曲線。如果x是矩陣，而y是向量，那么y的長度必須等于x的行數(shù)或列數(shù)，繪制方法與前一種相似。如果x和y都是矩陣，那么大小必須相同，矩陣x的每列和y的每列畫一條曲線。9編輯課件10編輯課件11編輯課件12編輯課件(5)．用plot(z)命令繪制復(fù)向量曲線plot(z)中的參數(shù)z為復(fù)向量時，plot(z)和plot(real(z),imag(z))是等效的，以實部為橫坐標，虛部為縱坐標。(6).用plot(x1,y1,x2,y2,…)命令繪制多條曲線

plot命令還可以同時繪制多條曲線，用多個矩陣對為參數(shù)，MATLAB自動以不同的顏色繪制不同曲線。每一對矩陣〔xi,yi〕均按照前面的方式解釋，不同的矩陣對之間，其維數(shù)可以不同。13編輯課件14編輯課件4.1.2多個圖形繪制的方法(1)．指定圖形窗口使用figure語句可以同時翻開多個圖形窗口，其調(diào)用格式為：figure(n)：產(chǎn)生新圖形窗口。說明：如果該窗口不存在，那么產(chǎn)生新圖形窗口并設(shè)置為當前圖形窗口，該窗口名為“FigureNo.n〞，而不關(guān)閉其他窗口。15編輯課件自動出現(xiàn)第一個窗口在第二個窗口繪圖在第三個窗口繪圖16編輯課件(2)．同一窗口多個子圖subplot命令可將一個圖形窗口劃分為多個區(qū)域，每個區(qū)域一幅子圖。其調(diào)用格式為：subplot(m,n,k)：使幅子圖中的第k幅成為當 前圖。說明：將圖形窗口劃分為m×n幅子圖，k是當前子圖的編號，“，〞可以省略。子圖的序號編排原那么是：左上方為第1幅，先向右后向下依次排列，子圖彼此之間獨立。17編輯課件18編輯課件如果在使用繪圖命令之后，想去除圖形窗口畫其他圖形，應(yīng)使用“clf〞命令清圖形窗。該命令的執(zhí)行結(jié)果是原圖形窗口還在，但窗口中的圖形被去除了。19編輯課件(3)．同一窗口屢次疊繪為了在一個坐標系中增加新的圖形對象，可以用“hold〞命令來保存原圖形對象。其調(diào)用格式為：holdon 使當前坐標系和圖形保存holdoff 使當前坐標系和圖形不保存hold 在以上兩個命令間切換說明：在設(shè)置了“holdon〞后，如果畫多個圖形對象，那么在生成新的圖形時保存當前坐標系中存在的圖形對象，MATLAB會根據(jù)新圖形的大小，重新改變坐標系的比例。20編輯課件21編輯課件(4)．雙縱坐標圖

MATLAB使用plotyy命令可以實現(xiàn)在同一圖形中使用左、右雙縱軸來繪制曲線。其調(diào)用格式為：plotyy(x1,y1,x2,y2)

以左、右不同縱軸繪制兩條曲線說明：左縱軸用于(x1,y1)數(shù)據(jù)，右縱軸用(x2,y2)數(shù)據(jù)來繪制兩條曲線。坐標軸的范圍、刻度都自動產(chǎn)生。22編輯課件23編輯課件4.1.3曲線的線型、顏色和數(shù)據(jù)點形表4-1顏色控制符控制符顏色控制符顏色b藍色m紫色c青色r紅色g綠色w白色k黑色y黃色24編輯課件表4-2線型控制符控制符線型控制符線型-實線（默認）:點連線-.點劃線--虛線表4-3數(shù)據(jù)點形控制符控制符數(shù)據(jù)點形控制符數(shù)據(jù)點形控制符數(shù)據(jù)點形.點d菱形>右三角o圓圈h六角形<左三角*星號p五角星+加號x叉號v下三角s正方形^上三角25編輯課件在plot命令中可以使用上面三個表中的符號組成的字符串來控制所畫線的線型、顏色和數(shù)據(jù)點型。其調(diào)用格式如下：

plot(x,y,’s’) 說明：x為橫坐標矩陣，y為縱坐標矩陣，s為類型說明字符串參數(shù)；s字符串可以是線型、顏色和數(shù)據(jù)點形3種類型的符號之一，也可以是3種類型符號的組合。26編輯課件說明圖形的橫縱坐標為t,x,曲線顏色為黑色，線型為點連線，數(shù)據(jù)點用圓圈標出。27編輯課件28編輯課件4.1.4設(shè)置坐標軸和文字標注

(1)．坐標軸的控制

坐標控制命令axis可用來控制坐標的特性，表4-4列出其常用控制命令。表中最常用的命令是:axis([xmin,xmax,ymin,ymax])該命令在使用時應(yīng)注意，必須滿足xmin<xmax,ymin<ymax，這四個數(shù)值可以取inf或–inf。29編輯課件30編輯課件(2)．網(wǎng)格線控制

設(shè)置或取消網(wǎng)絡(luò)線需要使用網(wǎng)格線控制命令grid。其調(diào)用格式如下：gridon

顯示網(wǎng)格線gridoff

不顯示網(wǎng)格線grid

在以上兩個命令間切換說明：不顯示網(wǎng)格線是MATLAB的默認設(shè)置。網(wǎng)格線的疏密取決于坐標刻度，如果要改變網(wǎng)格線的疏密，必須先定義坐標刻度。31編輯課件32編輯課件(3).文字標注添加圖名title(’字符串’)

書寫圖名，字符串可 以是英文或中文。添加坐標軸名xlabel(’字符串’)

橫坐標軸名ylabel(’字符串’)

縱坐標軸名33編輯課件34編輯課件設(shè)置坐標刻度標示set〔gca,’xtick’,標示向量〕 set〔gca,’ytick’,標示向量〕set〔gca,’xticklabel’,’字符串|字符串…’〕set〔gca,’yticklabel’,’字符串|字符串…’〕說明：前兩種格式是按照標示向量設(shè)置x,y軸的刻度標示，后兩種格式是按照字符串設(shè)置x,y軸的刻度標示。Gca:Getcurrentaxeshandle35編輯課件36編輯課件添加圖例legend(s,pos) 在指定位置建立圖例legendoff 擦除當前圖中的圖例說明：參數(shù)s是圖例中的文字注釋，為字符串。如果多個注釋，那么可以用s1,s2,…的方式；參數(shù)pos是圖例在圖上位置的指定符，它的取值如P99表4-5所示。37編輯課件pos取值圖例位置0盡量不與數(shù)據(jù)沖突，自動放置在最佳位置1放置在圖形的右上角（默認）2放置在圖形的左上角3放置在圖形的左下角4放置在圖形的右下角-1放置在圖形視窗外右邊表4-5pos取值所對應(yīng)的圖例位置legend(s,pos)

在指定位置建立圖例legendoff

擦除當前圖中的圖例用legend命令在圖形窗口中產(chǎn)生圖例后，還可以用鼠標對其進行拖拉操作，將圖例拖到滿意的位置。38編輯課件39編輯課件40編輯課件添加文字注釋text(xt,yt,s) 在圖形的〔xt,yt〕坐標 處書寫文字注釋gtext(s) 用鼠標在特定處標注文 字注釋說明：s表示文字注釋，為字符串。輸入特定的文字〔如希臘字符、數(shù)學符號等〕需要用反斜杠〔\〕開頭，用法如表4-6所示。41編輯課件表4-6常用特殊字符輸入字符顯示字符輸入字符顯示字符輸入字符顯示字符\piπ\(zhòng)deltaδ\bullet·\alphaα\infty∞\pm±\betaβ\leftarrow

\times×\thetaθ\rightarrow

\div÷\gammaγ\geq≥\approx≈\omegaω\leq≤\neq≠42編輯課件43編輯課件44編輯課件4.1.5特殊坐標二維圖形

(1)．對數(shù)坐標圖形

semilogx(x,y,’參數(shù)’)

繪制半對數(shù)坐標圖形，其x軸取以10為底的對數(shù)坐標，y軸為線性坐標。semilogy(x,y,’參數(shù)’) 繪制半對數(shù)坐標圖形，其y軸取以10為底的對數(shù)坐標，x軸為線性坐標。loglog(x,y,’參數(shù)’)

繪制x,y軸都取以10為底的對數(shù)坐標圖形。45編輯課件46編輯課件(2)．極坐標圖形

polar(theta,radius,’參數(shù)’)

:

繪制相角為theta，半徑為radius的極坐標圖形。

47編輯課件4.1.6特殊二維圖形

(1)．條形圖

bar(x,y,width,’參數(shù)’)：繪制垂直方向的條形圖barh(x,y,width,’參數(shù)’)：繪制水平方向的條形圖說明：x是橫坐標向量，省略時默認值是1:m，m為y的向量長度；y是縱坐標，可以是向量或矩陣，當是向量時每個元素對應(yīng)一個豎條，當是m×n的矩陣時，將畫出m組豎條，每組包含n條；width是豎條的寬度，省略時默認寬度是0.8，如果寬度大于1，那么條與條之間將重疊；’參數(shù)’有g(shù)rouped或group〔分組式〕和stacked或stack〔累加式〕，省略時默認為grouped或group。48編輯課件49編輯課件(2).直方圖

hist(y,m)統(tǒng)計每段的元素個數(shù),并畫出直方圖hist(y,x)說明：m是分段的個數(shù)，省略時默認為10；x是向量，用于指定所分每個數(shù)據(jù)段的中間值；y可以是向量或矩陣，如果是矩陣那么按列分段。50編輯課件51編輯課件52編輯課件(3)．餅圖

pie(x,explode,{label})

說明：x是向量；explode是與x同長度的向量，用來表示某元素對應(yīng)的扇形圖是否從整個餅圖中別離出來，非0元素表示該局部需要別離；{label}是用來標注餅圖的字符串數(shù)組，假設(shè)該數(shù)組省略那么默認顯示各局部所占總體的百分比。53編輯課件54編輯課件(4)．階梯圖

stairs(x,y)說明：x和y均為向量，該命令繪制以向量x的各個對應(yīng)元素為橫坐標，以y向量的各個對應(yīng)元素為縱坐標的階梯圖；假設(shè)兩個向量中的一個省略即只有一個向量，那么表示繪制以該向量的序號為橫坐標，以該向量的各個元素為縱坐標的階梯圖55編輯課件56編輯課件57編輯課件58編輯課件4.2繪制三維圖形4.2.1根本三維圖形plot3(x,y,z,’s’) 繪制三維曲線plot3(x1,y1,z1,’s1’,x2,y2,z2,’s2’,…) 繪制多條三維曲線說明：當x,y,z是同維向量時，那么繪制以x,y,z元素為坐標的三維曲線；當x,y,z是同維矩陣時，那么繪制三維曲線的條數(shù)等于矩陣的列數(shù)。s是指定線型、顏色、數(shù)據(jù)點型的字符串。其功能和使用方法類似于繪制二維圖形的plot命令。59編輯課件60編輯課件4.2.2三維圖形的修飾與控制61編輯課件4.2.3繪制三維網(wǎng)線圖和曲面圖

三維網(wǎng)線圖和曲面圖是三維立體圖形，MATLAB提供了mesh

命令繪制三維網(wǎng)線圖，surf

命令繪制三維曲面圖，這兩個命令都能用不同的顏色表示不同的高度。三維立體圖形的繪制比plot3命令稍微復(fù)雜，在數(shù)據(jù)準備上需要使用meshgrid

命令構(gòu)成x~y平面上的自變量柵格點陣。62編輯課件(1)．meshgrid命令meshgrid命令是以x,y向量為基準，來產(chǎn)生在x~y平面的柵格點坐標值的矩陣。[X,Y]=meshgrid(x,y)

說明：X,Y是柵格點的坐標，為矩陣；x,y為向量。當兩向量取值相同時，可省略一個參數(shù)。63編輯課件64編輯課件(2)．三維網(wǎng)線圖mesh(z)mesh(x,y,z,c)說明：當只有參數(shù)z時，以z矩陣的行下標作為x坐標軸，把z的列下標當做y坐標軸；x,y分別為x,y坐標軸的自變量；當有x,y,z參數(shù)時，c是指定各點的用色矩陣，當c省略時默認用色矩陣是z的數(shù)據(jù)。如果x,y,z,c四個參數(shù)都有，那么應(yīng)該都是維數(shù)相同的矩陣。65編輯課件66編輯課件(3)．三維曲面圖surf(z)或surf(x,y,z,c)67編輯課件4.3符號函數(shù)圖形的繪制4.3.1fplot命令fplot(f，[xmin,xmax])

說明：該命令用來繪制給定函數(shù)在區(qū)間[xmin,xmax]內(nèi)的變化圖形，f為一元函數(shù)表達式，為字符型數(shù)據(jù)，不可為符號對象。68編輯課件69編輯課件fplot命令只支持字符定義方式，而不支持符號定義方式。70編輯課件4.3.2ezplot命令fplot命令只能繪制一元函數(shù)的圖形，而ezplot命令卻可以繪制二元函數(shù)的圖形。其調(diào)用格式為：ezplot(f，[xmin,xmax,ymin,ymax]，fig) 繪制符號表達式的圖形說明：f符號表達式或字符表達式，假設(shè)f=f(x,y)，那么該命令在圖形窗口中繪制符號方程f(x,y)=0的圖形；[xmin,xmax,ymin,ymax]是繪圖的自變量和f取值范圍，省略時都默認為[-2π,2π]；fig是指定的圖形窗口，省略時默認為當前圖形窗口。71編輯課件72編輯課件73編輯課件4.3.3符號函數(shù)的其他繪圖命令表4-7符號函數(shù)的繪圖命令命令含義ezplot3畫三維曲線ezpolar畫極坐標圖ezcontour畫等高線ezmesh畫三維網(wǎng)線圖ezmeshc畫帶等高線的三維網(wǎng)線圖ezsurf畫三維曲面圖ezsurfc畫帶等高線的三維曲面圖74編輯課件常用的圖形屏幕控制命令clf：清除當前圖形窗口的內(nèi)容。close：關(guān)閉當前圖形窗口。closeall：關(guān)閉所有的圖形窗口。75編輯課件4.4圖形用戶界面

76編輯課件4.4圖形用戶界面

MATLAB自身提供了一種圖形用戶界面〔GraphicalUserInterfaces，GUI〕技術(shù)。GUI是由窗口、光標、按鈕等對象構(gòu)成的。通過一定的方法選擇、激活這些圖形對象，使計算機產(chǎn)生某種動作和變化，實現(xiàn)計算、繪圖等功能。77編輯課件4.4.1GUI設(shè)計工具

在MATLAB命令窗口調(diào)用GUI設(shè)計工作臺的指令guide。它的調(diào)用格式如下：guide翻開空白設(shè)計工作臺；guideFN翻開裝有FN的工作臺，F(xiàn)N是已經(jīng)存在的圖形用戶界面文件名。78編輯課件79編輯課件常見控件功能：控件名Propertyname功能按鈕Pushbutton最常用的控件，用于用戶的鼠標單擊，按鈕上有文字說明其作用切換按鈕Togglebutton單擊時會進行凹凸狀態(tài)切換文本框Edittext凹形方框，可隨意輸入和編輯文字，并顯示出來靜態(tài)文本框Statictext用于顯示文字信息，但不接受輸入滾動條Slider用圖示方式顯示數(shù)值的大概范圍，用戶可移動滾動條改變數(shù)值列表框Listbox顯示下拉文字列表，用戶可以從列表中選擇彈出式菜單Popupmenu相當于文本框和列表框的組合，用戶可以從下拉列表中選擇坐標軸Axes用于繪制坐標軸面板Panel作為面板放置其它控件的容器編輯課件用戶控制對象的創(chuàng)立建立控制對象并設(shè)置根本屬性設(shè)置對齊方式編寫回調(diào)程序GUI設(shè)計工具集窗口的左側(cè)便是各種類型的控制對象按鈕欄。單擊要添加的控制對象按鈕，在圖形窗口中“畫出〞所需要的位置和大小即可。例：創(chuàng)立一個圖形用戶界面，使之包含靜態(tài)文本、無線電選擇開關(guān)、雙選按鍵和控制對象區(qū)域框四種控制對象。第4章Matlab的圖形功能

81編輯課件第4章Matlab的圖形功能

82編輯課件第4章Matlab的圖形功能

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