MATLAB数据和函数的可视化培训讲学.doc

Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。MATLAB数据和函数的可视化-第五部分数据和函数的可视化视觉是人们感受世界、认识自然的最重要依靠。数据可视化的目的在于：通过图形，从一堆杂乱的离散数据中观察数据间的内在关系，感受由图形所传递的内在本质。MATLAB一向注重数据的图形表示，并不断地采用新技术改进和完备其可视化功能。这部分系统地阐述：离散数据表示成图形的基本机理；曲线、曲面绘制的基本技法和指令；特殊图形的生成和使用示例；如何使用线型、色彩、数据点标记凸现不同数据的特征；如何利用着色、灯光照明、反射效果、材质体现和透明度处理渲染、烘托表现高维函数的性状；如何生成和运用标识，画龙点睛般地注释图形；如何显示和转换unit8、unit16、double三种不同数据类型所体现的变址、灰度和真彩图象，如何读写各种标准图象格式文件；如何通过图形窗的交互操作对图形进行修饰、调整；如何打印和输出图形文件。本章的图形指令只涉及MATLAB的“高层”绘图指令。这种指令的形态和格式友善，易于理解和使用。整章内容遵循由浅入深、由基本到高级、由算例带归纳的原则。所有算例都是运行实例，易于用户实践试验，并从中掌握一般规律。MATLAB从5.x向6.x版本升级后，旧版中的本章全部内容几乎可以不加修改地用于6.x版。此外，本章新版为适应升级增加了或改变了如下内容：l MATLAB从6.0版起，图形对象“面”、“块”、“象”具备了透明属性，进一步增强了计算结果可视化的感染力。为此，本章专设第5.5.4节，详细阐述透明度处理的机理和指令协调细节。l 在MATLAB升级过程中，专门用于图像数据存储的unit8,unit16数据类型进一步完善。对此，本章专辟第5.6.3节说明这种数据类型的特点和使用注意事项。l 本章还对升级后的图形窗界面的编辑功能进行了新的全面阐述（见第5.7节）。5.1引导5.1.1离散数据和离散函数的可视化【例5.1.1-1】用图形表示离散函数。n=0:12;%产生一组自变量数据y=1./abs(n-6);%计算相应点的函数值plot(n,y,'r*','MarkerSize',20)%用红花标出数据点gridon%画坐标方格Warning:Dividebyzero.图5.1-1注意：图形上的离散序列所反映的只是某确定的有限区间内的函数关系。应记住：图形不能表现无限区间上的函数关系！当根据此图对区间外函数情况进行推测时，要谨慎从事。5.1.2 连续函数的可视化与离散函数可视化一样，进行连续函数可视化也必须先在一组离散自变量上计算相应的函数值，并把这一组“数据对”用点图示。但这些离散的点不能表现函数的连续性。为了进一步表示离散点之间的函数情况，有两种处理方法：（1）、对区间进行更细的分割，计算更多的点，去近似表现函数的连续性；（2）把两点用直线连接，近似表现两点间的（一般是非线性的）函数性状。【例5.1.2-1】用图形表示连续调制波形。t1=(0:11)/11*pi;%<1>y1=sin(t1).*sin(9*t1);t2=(0:100)/100*pi;%<3>y2=sin(t2).*sin(9*t2);subplot(2,2,1),plot(t1,y1,'r.'),axis(0,pi,-1,1),title('子图(1)')subplot(2,2,2),plot(t2,y2,'r.'),axis(0,pi,-1,1),title('子图(2)')subplot(2,2,3),plot(t1,y1,t1,y1,'r.')axis(0,pi,-1,1),title('子图(3)')subplot(2,2,4),plot(t2,y2)axis(0,pi,-1,1),title('子图(4)')图5.1-2连续函数的图形表现方法5.1.3可视化的一般步骤5.1.3.1绘制二维图形的一般步骤步骤典型指令1数据准备：选定所要表现的范围产生自变量采样向量计算相应的函数值向量t=pi*(0:100)/100;y=sin(t).*sin(9*t);2选定图形窗及子图位置：缺省时，打开FigureNo.1，或当前窗，当前子图可用指令指定图形窗号和子图号figure(1)%指定1号图形窗subplot(2,2,3)%指定3号子图3调用（高层）绘图指令：线型、色彩、数据点形plot(t,y,b-)%用兰色实现画曲线4设置轴的范围与刻度、坐标分格线axis(0,pi,-1,1)%设置轴的范围gridon%画坐标分格线5图形注释：图名、坐标名、图例、文字说明title(调制波形)%图名xlabel(t);ylabel(y)%轴名legend(sin(t),sin(t)sin(9t)%图例text(2,0.5,y=sin(t)sin(9t)%文字说明6*图形的精细修饰（图柄操作）；利用对象属性值设置利用图象窗工具条进行set(h,MarkerSize,10)%设置数据点大小7*打印图形窗上的直接打印选项或按键利用图形后处理软件打印5.1.3.2绘制三维图形的一般步骤步骤典型指令1（1a）三维曲线数据准备：先取一个参变量采样向量然后计算各坐标数据向量向量t=pi*(0:100)/100;x=fi(t;y=f2(t);z=f3(t);(1b)三维曲面数据产生自变量采样值由自变量向量产生自变量“格点”矩阵计算自变量“格点”矩阵相应的函数值矩阵x=x1:dx:x2;y=yi:dy:y2;X,Y=meshgrid(x,y);Z=f(x,y);2选定图形窗及子图位置：figure(1)%指定1号图形窗subplot(2,2,3)%指定3号子图3（3a）调用三维曲线绘图指令：线型、色彩、数据点形plot3(x,y,z,b-)（3b）调用三维曲面绘图指令：mesh(X,Y,Z)4设置轴的范围与刻度、坐标分格线axis(x1,x2,y1,y2,z1,z2)gridon5图形注释：图名、坐标名、图例、文字说明title(调制波形)xlabel(t);ylabel(y)legend(sin(t),sin(t)sin(9t)text(2,0.5,y=sin(t)sin(9t)6着色、明暗、灯光、材质处理colormap,shading,light,material7视点、三度（横、纵、高）比view,aspect8*图形的精细修饰（图柄操作）；利用对象属性值设置利用图象窗工具条进行get,set9*打印图形窗上的直接打印选项或按键利用图形后处理软件打印5.2二维曲线绘图的基本操作5.2.1 plot的基本调用格式【例5.2.1-1】简单例题，比较方便的试验指令。t=(0:pi/50:2*pi)'k=0.4:0.1:1;Y=cos(t)*k;plot(t,Y)图5.2-1【例5.2.1-2】用图形表示连续调制波形及其包络线。t=(0:pi/100:pi)'%<1>y1=sin(t)*1,-1;%<2>y2=sin(t).*sin(9*t);%<3>t3=pi*(0:9)/9;%<4>y3=sin(t3).*sin(9*t3);plot(t,y1,'r:',t,y2,'b',t3,y3,'bo')%<5>axis(0,pi,-1,1)%<6>图5.2-2【例5.2.1-3】用复数矩阵形式画Lissajous图形。（在模拟信号时代，Lissajous图形常用来测量信号的频率。）t=linspace(0,2*pi,80)'%<1>X=cos(t),cos(2*t),cos(3*t)+i*sin(t)*1,1,1;%(80x3)的复数矩阵plot(X)%<3>axissquare%<4>legend('1','2','3')图5.2-3【例5.2.1-4】采用模型画一组椭圆。th=0:pi/50:2*pi'a=0.5:.5:4.5;X=cos(th)*a;Y=sin(th)*sqrt(25-a.2);plot(X,Y),axis('equal'),xlabel('x'),ylabel('y')title('AsetofEllipses')图5.2-45.2.2曲线的色彩、线型和数据点形5.2.2.1色彩和线型5.2.2.2数据点形【例5.2.2.2-1】用图形演示平面上一个方块四个顶点在仿射投影（AffineProjection）下的位置、形状变化。%p1=-0.5,0,1'p2=-0.5,1,1'p3=0.5,1,1'p4=0.5,0,1'Sq=p1,p2,p3,p4,p1;%dx=0.5;dy=1;T=1,0,dx;0,1,dy;0,0,1;%th=pi/6;R=cos(th),-sin(th),0;sin(th),cos(th),0;0,0,1;%alpha=2;beta=3;S=alpha,0,0;0,beta,0;0,0,1;E=eye(3,3);%<10>TRS=E,T,R,S;%<11>ss='r','rd','rp','rh'%<12>tt='OriginalSquare','Translation','Rotation','Scaling'%<13>fori=1:4W=TRSi*Sq;%subplot(2,2,i)fork=1:4plot(W(1,k),W(2,k),ssk);%<19>axis(-3,3,-1,5),axisequalholdon%<21>endplot(W(1,:),W(2,:)%<23>gridon%title(tti)%holdoff%end图5.2-55.2.3坐标、刻度和分格线控制5.2.3.1坐标控制【例5.2.3.1-1】观察各种轴控制指令的影响。演示采用长轴为3.25，短轴为1.15的椭圆。注意：采用多子图表现时，图形形状不仅受“控制指令”影响，而且受整个图面“宽高比”及“子图数目”的影响。本书这样处理，是出于篇幅考虑。读者欲想准确体会控制指令的影响，请在全图状态下进行观察。（图5.2-6）t=0:2*pi/99:2*pi;x=1.15*cos(t);y=3.25*sin(t);%subplot(2,3,1),plot(x,y),axisnormal,gridon,title('NormalandGridon')subplot(2,3,2),plot(x,y),axisequal,gridon,title('Equal')subplot(2,3,3),plot(x,y),axissquare,gridon,title('Square')subplot(2,3,4),plot(x,y),axisimage,boxoff,title('ImageandBoxoff')subplot(2,3,5),plot(x,y),axisimagefill,boxofftitle('ImageandFill')subplot(2,3,6),plot(x,y),axistight,boxoff,title('Tight')图5.2-65.2.3.2刻度、分格线和坐标框【例5.2.3.2-1】通过绘制二阶系统阶跃响应，综合演示图形标识。本例比较综合，涉及的指令较广。请读者耐心读、实际做、再看例后说明，定会有匪浅收益。（图5.2-7）clf;t=6*pi*(0:100)/100;y=1-exp(-0.3*t).*cos(0.7*t);tt=t(find(abs(y-1)>0.05);ts=max(tt);%<2>plot(t,y,'r-','LineWidth',3)%<3>axis(-inf,6*pi,0.6,inf)%<4>set(gca,'Xtick',2*pi,4*pi,6*pi,'Ytick',0.95,1,1.05,max(y)%<5>gridon%<6>title('ity=1-e-alphatcosomegat')%<7>text(13.5,1.2,'fontsize12alpha=0.3')%<8>text(13.5,1.1,'fontsize12omega=0.7')%<9>holdon;plot(ts,0.95,'bo','MarkerSize',10);holdoff%<10>cell_string1='fontsize12uparrow'%<11>cell_string2='fontsize16fontname隶书镇定时间'%<12>cell_string3='fontsize6'%<13>cell_string4='fontsize14rmt_s='num2str(ts);%<14>text(ts,0.85,cell_string)%<15>xlabel('fontsize14bftrightarrow')%<16>ylabel('fontsize14bfyrightarrow')%<17>图5.2-75.2.4图形标识5.2.4.1简捷指令形式5.2.4.2精细指令形式【例5.2.4.2-1】本例非常简单，专供试验标识用。clf;t=0:pi/50:2*pi;y=sin(t);plot(t,y);axis(0,2*pi,-1.2,1.2)text(pi/2,1,'fontsize16leftarrowitsin(t)fontname隶书极大值')图5.2-85.2.5多次叠绘、双纵坐标和多子图5.2.5.1多次叠绘【例5.2.5.1-1】利用hold绘制离散信号通过零阶保持器后产生的波形。t=2*pi*(0:20)/20;y=cos(t).*exp(-0.4*t);stem(t,y,'g');holdon;stairs(t,y,'r');holdoff图5.2-75.2.5.2双纵坐标图【例5.2.5.2-1】画出函数和积分在区间上的曲线。clf;dx=0.1;x=0:dx:4;y=x.*sin(x);s=cumtrapz(y)*dx;%梯形法求累计积分plotyy(x,y,x,s),text(0.5,0,'fontsize14ity=xsinx')sint='fontsize16int_fontsize80x'text(2.5,3.5,'fontsize14its=',sint,'fontsize14itxsinxdx')图5.2-10【例5.2.5.2-2】受热压力容器的期望温度是120度，期望压力是0.25Mpa。在同一张图上画出它们的阶跃响应曲线。S1=tf(11,1321);S2=tf(1,111);Y1,T1=step(S1);Y2,T2=step(S2);plotyy(T1,120*Y1,T2,0.25*Y2,'stairs','plot')图5.2-115.2.5.3多子图【例5.2.5.3-1】演示subplot指令对图形窗的分割。clf;t=(pi*(0:1000)/1000)'y1=sin(t);y2=sin(10*t);y12=sin(t).*sin(10*t);subplot(2,2,1),plot(t,y1);axis(0,pi,-1,1)subplot(2,2,2),plot(t,y2);axis(0,pi,-1,1)subplot('position',0.2,0.05,0.6,0.45)%<5>plot(t,y12,'b-',t,y1,-y1,'r:');axis(0,pi,-1,1)图5.2-125.2.6交互式图形指令5.2.6.1ginput5.2.6.2gtext5.2.6.3legend5.2.6.4 zoom5.3三维绘图的基本操作5.3.1三维线图指令plot3【例5.3.1-1】简单例题。t=(0:0.02:2)*pi;x=sin(t);y=cos(t);z=cos(2*t);plot3(x,y,z,'b-',x,y,z,'bd'),view(-82,58),boxon,legend('链','宝石')图5.3-15.3.2三维网线图和曲面图5.3.2.1三维图形的数据准备5.3.2.2网线图、曲面图基本指令格式【例5.3.2.2-1】用曲面图表现函数。clf,x=-4:4;y=x;X,Y=meshgrid(x,y);Z=X.2+Y.2;surf(X,Y,Z);holdon,colormap(hot)stem3(X,Y,Z,'bo')图5.3-25.3.3透视、镂空和裁切5.3.3.1图形的透视【例5.3.3.1-1】透视演示X0,Y0,Z0=sphere(30);X=2*X0;Y=2*Y0;Z=2*Z0;surf(X0,Y0,Z0);shadinginterpholdon,mesh(X,Y,Z),colormap(hot),holdoffhiddenoffaxisequal,axisoff图5.3-35.3.3.2图形的镂空【例5.3.3.2-1】演示：如何利用“非数”NaN，对图形进行剪切处理。t=linspace(0,2*pi,100);r=1-exp(-t/2).*cos(4*t);X,Y,Z=cylinder(r,60);ii=find(X<0&Y<0);Z(ii)=NaN;surf(X,Y,Z);colormap(spring),shadinginterplight('position',-3,-1,3,'style','local')material(0.5,0.4,0.3,10,0.3)图5.3-4【例5.3.3.2-2】演示：如何利用“非数”NaN，对图形进行镂空处理。P=peaks(30);P(18:20,9:15)=NaN;surfc(P);colormap(summer)light('position',50,-10,5),lightingflatmaterial(0.9,0.9,0.6,15,0.4)图5.3-55.3.3.3裁切【例5.3.3.3-1】表现切面clf,x=-8:0.05:8;y=x;X,Y=meshgrid(x,y);ZZ=X.2-Y.2;ii=find(abs(X)>6|abs(Y)>6);ZZ(ii)=zeros(size(ii);surf(X,Y,ZZ),shadinginterp;colormap(copper)light('position',0,-15,1);lightingphongmaterial(0.8,0.8,0.5,10,0.5)图5.3-65.4特殊图形和高维可视化5.4.1特殊图形指令例示5.4.1.1面域图area【例5.4.1.1-1】面域图指令area。该指令的特点是：在图上绘制多条曲线时，每条曲线（除第一条外）都是把“前”条曲线作基线，再取值绘制而成。因此，该指令所画的图形，能醒目地反映各因素对最终结果的贡献份额。注意：（1）area的第一输入宗量是单调变化的自变量。第二输入宗量是“各因素”的函数值矩阵，且每个“因素”的数据取列向量形式排放。第三输入宗量是绘图的基准线值，只能取标量。当基准值为0（即以x轴为基准线）时，第三输入宗量可以缺省。（2）本例第<4>条指令书写格式x',Y'，强调沿列方向画各条曲线的事实。clf;x=-2:2Y=3,5,2,4,1;3,4,5,2,1;5,4,3,2,5Cum_Sum=cumsum(Y)area(x',Y',0)%<4>legend('因素A','因素B','因素C'),gridon,colormap(spring)x=-2-1012Y=352413452154325Cum_Sum=352416976211131087图5.4-15.4.1.2各种直方图bar,barh,bar3,bar3h【例5.4.1.2-1】二维直方图有两种图型：垂直直方图和水平直方图。而每种图型又有两种表现模式：累计式：分组式。本例选其两种加以表现。x=-2:2;Y=3,5,2,4,1;3,4,5,2,1;5,4,3,2,5;subplot(1,2,1),bar(x',Y','stacked')xlabel('x'),ylabel('Sigmay'),colormap(cool)legend('因素A','因素B','因素C')subplot(1,2,2),barh(x',Y','grouped')xlabel('y'),ylabel('x')图5.4-2【例5.4.1.2-2】用三维直方图表现上例数据。clf;x=-2:2;Y=3,5,2,4,1;3,4,5,2,1;5,4,3,2,5;subplot(1,2,1),bar3(x',Y',1)xlabel('因素ABC'),ylabel('x'),zlabel('y')colormap(summer)subplot(1,2,2),bar3h(x',Y','grouped')ylabel('y'),zlabel('x')图5.4-35.4.1.3饼图pie,pie3【例5.4.1.3-1】饼图指令pie,pie3用来表示各元素占总和的百分数。该指令第二输入宗量为与第一宗量同长的0-1向量，1使对应扇块突出。a=1,1.6,1.2,0.8,2.1;subplot(1,2,1),pie(a,10100),legend('1','2','3','4','5')subplot(1,2,2),pie3(a,a=min(a),colormap(cool)图5.4-45.4.1.4填色图fill,fill3【例5.4.1.4-1】读者试验本例时，注意三点：MATLAB画任意多边形的一种方法；保证绘图数据首尾重合，使勾画多边形封闭；使用图柄对图形的属性进行精细设置。clf;n=10;dt=2*pi/n;t=0:dt:2*pi;t=t,t(1);x=sin(t);y=cos(t);fill(x,y,'c');axisoffht=text(0,0,'fontname隶书fontsize32十边形');set(ht,'Color','k','HorizontalAlignment','Center')图5.4-5【例5.4.1.4-2】三维填色指令fill3演示。注意：（1）X,Y,Z的相应列元素构成一个三维封闭多边形。本例有4列，因此有4个多边形。图5.4.1.4-2中的“1，2，3，4”号三角形分别由X,Y,Z的第1，2，3，4列生成。（2）为使多边形封闭，每列的首尾元素应该重合。若不重合，则将默认把最后一点与第一点相连，强行使多边形封闭。（3）该指令的第4输入宗量可取定色单字符（如'r','g'等），也可取与X同维的数值矩阵。（4）所填色彩受C和色图的双重响应。（5）本例图中三角形的编号是通过“图形窗”编辑而生成的。X=0.50.50.50.5;0.50.50.50.5;0110;Y=0.50.50.50.5;0.50.50.50.5;0011;Z=1111;0000;0000;C=1001;0101;0010;fill3(X,Y,Z,C),view(-1055),colormapcoolxlabel('x'),ylabel('y'),boxon;gridon图5.4-65.4.1.5射线图compass和羽毛图feather【例5.4.1.5-1】compass和feather指令的区别。t=-pi/2:pi/12:pi/2;r=ones(size(t);x,y=pol2cart(t,r);subplot(1,2,1),compass(x,y),title('Compass')subplot(1,2,2),feather(x,y),title('Feather')图5.4-75.4.1.6 Voronoi图和三角剖分【例5.4.1.6-1】用Voronoi多边形勾画每个点的最近邻范围。Voronoi多边形在计算几何、模式识别中有重要应用。从本例图5.4-8中，可以看到，三角形顶点所在多边形的三条公共边是剖分三角形边的垂直平分线。clf;rand('state',111)n=30;A=rand(n,1)-0.5;B=rand(n,1)-0.5;T=delaunay(A,B);T=TT(:,1);voronoi(A,B)holdon;axissquarefill(A(T(10,:),B(T(10,:),'y');voronoi(A,B)图5.4-85.4.1.7彩带图ribbon【例5.4.1.7-1】用彩带绘图指令ribbon，绘制归化二阶系统在不同值时的阶跃响应，如图5.4-9所示。对于本例程序，有以下几点值得注意：（1）程序中使用了ControlToolbox中的两个指令tf和step。这tf是一个“对象”。（2）本例构作的S是一个单输入8输出系统，作用于该S的step指令也将在一次调用中产生8个子系统的阶跃响应。（3）在下段程序运行后，有兴趣的读者可显示S，以观察系统是如何描写的。（4）本例为了得到较好的表现效果，采用了视角、明暗、色图、光照控制。（5）为使程序有一定通用性，图例采用元胞数组生成。（6）本例产生的图5.4.1.7-1中，除“”外，所有标识都是由下段指令产生的。（7）“”中的斜向箭头无法由指令生成，而是直接通过“图形窗”编辑实现的。（8）本例程序有通用性。只要修改第<2>条指令对阻尼系数的设定，就可获得相应的彩带图形。clear,zeta2=0.10.20.30.40.50.60.81.0;%<2>n=length(zeta2);fork=1:n;Numk,1=1;Denk,1=12*zeta2(k)1;endS=tf(Num,Den);t=(0:0.4:30)'Y,x=step(S,t);tt=t*ones(size(zeta2);ribbon(tt,Y,0.4)%view(150,50),shadinginterp,colormap(jet)%light,lightingphong,boxon%fork=1:n;str_lgdk,1=num2str(zeta2(k);end,legend(str_lgd)str1='itG=(s2+2zetas+1)-1'str2='fontsize16fontname隶书取不同'str3='fontsize10itzeta'str4='fontsize16fontname隶书时的阶跃响应'title(str1,str2,str3,str4),zlabel('ity(zeta,t)rightarrow')图5.4-95.4.1.8离散杆图stem,stem3【例5.4.1.8-1】本例表现一个离散方波的快速Fourier变换的幅频。本例左图用极坐标指令polar绘出，右图用三维离散杆图指令stem3绘出。th=(0:127)/128*2*pi;rho=ones(size(th);x=cos(th);y=sin(th);f=abs(fft(ones(10,1),128);rho=ones(size(th)+f'subplot(1,2,1),polar(th,rho,'r')subplot(1,2,2),stem3(x,y,f','d','fill')view(-6530)图5.4-105.4.1.9二维半图指令pcolor,contour,contourf【例5.4.1.9-1】本例重点演示所谓“二维半”指令：伪彩图pcolor；等位线指令contour、contourf；等位线标高指令clabel的配合使用和区别。练习本例时注意：（1）本例等位线指令中的第4输入宗量n设定高度的等级数，第5输入宗量设定等位线的线型、色彩。（2）左右两图的标高方法不同。左图的标识以“+”引导，水平放置。右图沿线布置。这是由clabel的调用格式不同产生的。（3）左右两图色彩的形成方法不同，色彩效果也不同。（4）在左图中，colorbar画出一根垂直色标尺，而caxis决定该色标尺的刻度。clf;clear;X,Y,Z=peaks(40);n=4;subplot(1,2,1),pcolor(X,Y,Z)colormapjet,shadinginterpholdon,C=contour(X,Y,Z,n,'k:');clabel(C)zmax=max(max(Z);zmin=min(min(Z);caxis(zmin,zmax)colorbarholdoff,subplot(1,2,2)C,h,CF=contourf(X,Y,Z,n,'k:');clabel(C,h)图5.4-115.4.1.10散点图scatter,scatter3,plotmatrix【例5.4.1.10-1】表现函数。请注意本例中的3个指令：（1）散点图指令scatter3，标志三维数据点。它的前三个输入宗量必须是同长的向量，如指令<5>。（2）带垂帘的网线图指令meshz，它的调用格式与mesh没有什么不同。x=3*pi*(-1:0.2:1);y=x;X,Y=meshgrid(x,y);R=sqrt(X.2+Y.2)+eps;Z=sin(R)./R;%<2>C=abs(del2(Z);%meshz(X,Y,Z,C)%holdon,scatter3(X(:),Y(:),Z(:),'filled')%<5>holdoff,colormap(hot)图5.4-12【例5.4.1.10-2】指令plotmatrix有两种基本调用方式：（1）对于数据矩阵维的X和维的Y，调用格式plotmatrix(X,Y)将画出一个分割成个子散点图。其中第个子散点图是根据Y第列和X第列数据画出的。（2）对于数据矩阵维的X，调用格式plotmatrix(X)将画出分割成个子块的图。该图的对角块，画出的是X每列的数据的频数直方图；而其他子块是相应列构成的散点图。randn('seed',1111),X=randn(100,2);Y=randn(100,2);subplot(1,3,1),plotmatrix(X)subplot(1,3,2),plotmatrix(X,X)subplot(1,3,3),plotmatrix(X,Y)图5.4-135.4.1.11不规则数据的网线图和曲面图【例5.4.1.11-1】用三角网线、曲面图表现函数。rand('seed',22),X=6*pi*(rand(20,10)-0.5);Y=6*pi*(rand(20,10)-0.5);R=sqrt(X.2+Y.2)+eps;Z=sin(R)./R;tri=delaunay(X,Y);subplot(1,2,1),trimesh(tri,X,Y,Z)subplot(1,2,2),trisurf(tri,X,Y,Z)colormap(jet);brighten(0.5)图5.4-145.4.1.12泛函绘图指令fplot【例5.4.1.12-1】fplot与一般绘图指令的绘图效果比较。x,y=fplot('cos(tan(pi*x)',-0.4,1.4,0.2e-3);n=length(x);subplot(1,2,1),plot(x,y)title('fontsize20fontname隶书泛函绘图指令效果')t=(-0.4:1.8/n:1.4)'subplot(1,2,2),plot(t,cos(tan(pi*t)title('fontsize20fontname隶书等分采样绘图')图5.4-155.4.2四维表现5.4.2.1用色彩表现函数的特征【例5.4.2.1-1】用色图阵表现函数的不同特征。演示：当三维网线图、曲面图的第四个输入宗量取一些特殊矩阵时，色彩就能表现或加强函数的某特征，如梯度、曲率、方向导数等。x=3*pi*(-1:1/15:1);y=x;X,Y=meshgrid(x,y);R=sqrt(X.2+Y.2)+eps;Z=sin(R)./R;dzdx,dzdy=gradient(Z);dzdr=sqrt(dzdx.2+dzdy.2);dz2=del2(Z);%<4>subplot(1,2,1),surf(X,Y,Z),title('No.1surf(X,Y,Z)')shadingfaceted