田-第3章数据和函数的可视化.ppt

l1解线性方程组解线性方程组：第第3章章 数据和函数的可视化数据和函数的可视化 1l答案：答案：la=4 -2 -3;0 6 2;7 6 0 lb=8;6;3 或或b=8 6 3 lx=ab l或或x=inv（a）*b lx=l -3.2400l 4.2800l -9.8400第第3章章 数据和函数的可视化数据和函数的可视化 2第第3章章 数据和函数的可视化数据和函数的可视化 l2、解线性方程组、解线性方程组：l x1-2x2-3x3+4x4=8l 6x1+2x2-x3 =6l 7x1+6x2-2x4 =3l 11x2+7x3-5x4 =143第第3章章 数据和函数的可视化数据和函数的可视化 l答：答：lA=1-2-3 4;l 6 2-1 0;l 7 6 0-2;l 0 11 7-5,lB=8 6 3 14,lx=inv(A)*B4l3 求方程求方程 3x4-2x3+6x-5=0 的根，并给出过程。的根，并给出过程。第第3章章 数据和函数的可视化数据和函数的可视化 5lp=3 -2 0 6 -5lroots(p)lans=l -1.2946 l 0.5809+1.1282il 0.5809-1.1282il 0.7994第第3章章 数据和函数的可视化数据和函数的可视化 6l4求，求，x2时的值。时的值。第第3章章 数据和函数的可视化数据和函数的可视化 7l答案：答案：lf=sym(3*(exp(x)+x)*x)lsubs(f,x,2)l或或 subs(3*(exp(x)+x)*x,x,2)lans=l 56.3343第第3章章 数据和函数的可视化数据和函数的可视化 8l5解方程解方程 1+x-cos(x)=0。第第3章章 数据和函数的可视化数据和函数的可视化 9l答案答案：lf=sym(1+x-cos(x)=0)lsolve(f)l或或solve(1+x-cos(x)=0)lans=l 0第第3章章 数据和函数的可视化数据和函数的可视化 10主要内容l3.1 二维数据曲线图二维数据曲线图l3.2 其他二维图形其他二维图形l3.3 隐函数绘图隐函数绘图l3.4 三维图形三维图形l3.5 图形修饰处理图形修饰处理l3.6 图像处理与动画制作图像处理与动画制作11lplot函数绘制二维曲线，常用格式有：函数绘制二维曲线，常用格式有：lplot(x)：缺省自变量的绘图格式，缺省自变量的绘图格式，x可为向量可为向量或矩阵。或矩阵。lplot(x,y)：基本格式，基本格式，x和和y可为向量或矩阵。可为向量或矩阵。lplot(x1,y1,x2,y2,)：多条曲线绘图格式，多条曲线绘图格式，在同一坐标系中绘制多个图形。在同一坐标系中绘制多个图形。lplot(x,y,s)：开关格式，开关量字符串开关格式，开关量字符串s设设定了图形曲线的颜色、线型及标示符号。定了图形曲线的颜色、线型及标示符号。3.1 二维数据曲线图123.1 二维图形l3.1.1 绘制一根二维曲线绘制一根二维曲线lplot函数最简单的调用格式是只包含一个函数最简单的调用格式是只包含一个输入参数：输入参数：plot(x)在这种情况下，当在这种情况下，当x是实向量时，以是实向量时，以该向量元素的该向量元素的下标为横坐标下标为横坐标，元素值为元素值为纵坐标纵坐标画出一条连续曲线，这实际上是画出一条连续曲线，这实际上是绘制折线图绘制折线图。133.1 二维数据曲线图l例例3-1 在在0 x2 区间内，绘制曲线区间内，绘制曲线 y=2e-0.5xcos(4x)程序如下：程序如下：143.1 二维数据曲线图l例例3-1 在在0 x2 区间内，绘制曲线区间内，绘制曲线 y=2e-0.5xcos(4x)程序如下：程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x)plot(y)153.1 二维图形l例例3-2 绘制曲线。绘制曲线。x=tsin(3t);y=tsin 2(t)程序如下：程序如下：163.1 二维图形l例例3-2 绘制曲线。绘制曲线。x=tsin(3t);y=tsin 2(t)程序如下：程序如下：t=0:0.1:2*pi;x=t.*sin(3*t);y=t.*sin(t).*sin(t);plot(y);plot(t,y);plot(x);plot(x,y);173.1 二维图形lplot(x,y)：基本格式。基本格式。x和和y可为向量或可为向量或矩阵，调用格式是包含二个输入参数：矩阵，调用格式是包含二个输入参数：在这种情况下，当在这种情况下，当x是实向量时，以是实向量时，以该向量该向量元素为横坐标，元素值元素为横坐标，元素值y为纵坐标为纵坐标画出一画出一条连续曲线。条连续曲线。18例 3-3 x=3 5 7 6 12 24 15 33 6 9 7 2;plot(x)%绘制以序号为横坐标，元素值为纵坐绘制以序号为横坐标，元素值为纵坐标的曲线标的曲线 x=0:pi/10:2*pi;y=sin(x);plot(x,y)%绘制以绘制以x为横坐标，为横坐标，y为纵坐标的曲线为纵坐标的曲线193.1 二维数据曲线图l例例3-4 在在0 x2 区间内，绘制曲线区间内，绘制曲线 y=2e-0.5xcos(4x)程序如下：程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x,y)plot(y,x)203.1 二维图形l例例3-5 绘制曲线。绘制曲线。程序如下：程序如下：t=0:0.1:2*pi;x=t.*sin(3*t);y=t.*sin(t).*sin(t);plot(x,y);plot(y,x);213.1 二维图形l3.1.2 绘制多根二维曲线绘制多根二维曲线1plot函数的输入参数是矩阵形式函数的输入参数是矩阵形式(1)当当x是向量是向量，y是是有一维与有一维与x同维的同维的矩阵矩阵时，则绘制出多时，则绘制出多根不同颜色的曲线。曲线条数等于根不同颜色的曲线。曲线条数等于y矩阵的另一维数，矩阵的另一维数，x被作为这些曲线共同的横坐标。被作为这些曲线共同的横坐标。(2)当当x,y是同维矩阵是同维矩阵时，则以时，则以x,y对应列元素为横、纵坐标对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。x=1 2 3 4 5;x=1 2 3 4 5;6 7 8 9 2;y=1 4 3 5 5;6 3 5 2 10;plot(x,y)223.1 二维图形l(3)对只包含一个输入参数的对只包含一个输入参数的plot函数，函数，l当输入参数是实矩阵时当输入参数是实矩阵时，则，则按列按列绘制每绘制每列元素值列元素值相对其下标相对其下标的曲线，曲线条数的曲线，曲线条数等于输入参数矩阵的列数。等于输入参数矩阵的列数。l 当输入参数是复数矩阵时，则按列分别当输入参数是复数矩阵时，则按列分别以元素实部和虚部为横、纵坐标绘制多以元素实部和虚部为横、纵坐标绘制多条曲线。条曲线。233.1 二维图形l2含多个输入参数的含多个输入参数的plot函数函数调用格式为：调用格式为：plot(x1,y1,x2,y2,xn,yn)(1)当输入参数都为向量时，当输入参数都为向量时，x1和和y1，x2和和y2，xn和和yn分别组成一组向量对，分别组成一组向量对，每一组向量对的长度可以不同。每一向量每一组向量对的长度可以不同。每一向量对可以绘制出一条曲线，这样可以在同一对可以绘制出一条曲线，这样可以在同一坐标内绘制出多条曲线。坐标内绘制出多条曲线。243.1 二维图形(2)当输入参数有矩阵形式时，配对的当输入参数有矩阵形式时，配对的x,y按按对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。曲线条数等于矩阵的列数。253.1 二维图形l例例3-6 分析下列程序绘制的曲线。分析下列程序绘制的曲线。x1=linspace(0,2*pi,100);x2=linspace(0,3*pi,100);x3=linspace(0,4*pi,100);y1=sin(x1);y2=1+sin(x2);y3=2+sin(x3);x=x1;x2;x3;y=y1;y2;y3;plot(x,y,x1,y1-1)263.1 二维图形l3具有两个纵坐标标度的图形具有两个纵坐标标度的图形在在MATLAB中，如果需要绘制出具有不同纵坐标中，如果需要绘制出具有不同纵坐标标度的两个图形，可以使用标度的两个图形，可以使用plotyy绘图函数。绘图函数。调用格式为：调用格式为：plotyy(x1,y1,x2,y2)其中其中x1,y1对应一条曲线，对应一条曲线，x2,y2对应另一条曲线。对应另一条曲线。横坐标的标度相同，纵坐标有两个，横坐标的标度相同，纵坐标有两个，左纵坐标左纵坐标用于用于x1,y1数据对，数据对，右纵坐标用于右纵坐标用于x2,y2数据对。数据对。273.1 二维图形l例例3-7 用不同标度在同一坐标内绘制曲线用不同标度在同一坐标内绘制曲线ly1=0.2e-0.5xcos(4x)和和ly2=2e-0.5xcos(x)。程序如下：程序如下：283.1 二维图形l例例3-7 用不同标度在同一坐标内绘制曲线用不同标度在同一坐标内绘制曲线y1=0.2e-0.5xcos(4x)和和y2=2e-0.5xcos(x)。程序如下：程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);plotyy(x,y1,x,y2);293.1 二维图形l4图形保持图形保持hold on/off命令控制是保持原有图形命令控制是保持原有图形还是刷新原有图形，不带参数的还是刷新原有图形，不带参数的hold命令在两种状态之间进行切换。命令在两种状态之间进行切换。303.1 二维图形l例例3-8 采用图形保持，在同一坐标内绘制曲线采用图形保持，在同一坐标内绘制曲线y1=0.2e-0.5xcos(4x)和和y2=2e-0.5xcos(x)。程序如下：程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x,y1)hold ony2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);plot(x,y2);hold off31采用采用hold函数对图形进行比较显示函数对图形进行比较显示 例例3-9cleart=0:pi/10:2*pi;y1=sin(t);y2=cos(t);y3=sin(t)-cos(t);plot(t,y1);hold on;%后续图形叠加显示后续图形叠加显示plot(t,y2);plot(t,y3);323.1 二维图形l3.1.3 设置曲线样式设置曲线样式MATLAB提供了一些绘图选项，用于确定所绘曲提供了一些绘图选项，用于确定所绘曲线的线的线型线型、颜色颜色和和数据点标记符号数据点标记符号，它们可以，它们可以组合使用。例如，组合使用。例如，“b-.”表示蓝色点划线，表示蓝色点划线，“y:d”表示黄色虚线并用菱形符标记数据点。表示黄色虚线并用菱形符标记数据点。当选项省略时，当选项省略时，MATLAB规定，线型一律用实规定，线型一律用实线，颜色将根据曲线的先后顺序依次。线，颜色将根据曲线的先后顺序依次。要设置曲线样式可以在要设置曲线样式可以在plot函数中加绘图选项，其函数中加绘图选项，其调用格式为：调用格式为：plot(x1,y1,选项选项1,x2,y2,选项选项2,xn,yn,选项选项n)33图形颜色、标记和线形参数表色彩字色彩字符符所定颜所定颜色色线型字线型字符符线型格式线型格式标记符标记符号号数据点形数据点形式式标记符标记符号号数据点形数据点形式式y y黄黄-实线（默实线（默认）认）.点点 右三角形右三角形343.1 二维图形l例例3-10 在同一坐标内，分别用不同线型和颜色绘制曲线在同一坐标内，分别用不同线型和颜色绘制曲线y1=0.2e-0.5xcos(4x)和和y2=2e-0.5xcos(x)，标记两曲线交叉点。标记两曲线交叉点。程序如下：程序如下：x=linspace(0,2*pi,1000);y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);k=find(abs(y1-y2)x=linspace(0,7);y1=sin(2*x);y2=sin(x.2);y3=(sin(x).2;%曲线曲线1：红色实线，：红色实线，+号显示数据点号显示数据点%曲线曲线2：黑色点线，：黑色点线，*号显示数据点号显示数据点%曲线曲线3：蓝色虚线，上三角形显示数据点：蓝色虚线，上三角形显示数据点 plot(x,y1,r+-,x,y2,k*:,x,y3,b-)363.1.4 图形标注与坐标控制图形标注与坐标控制ltitle 给图形加标题给图形加标题lxlable 给给x轴加标注轴加标注lylable 给给y轴加标注轴加标注ltext 在图形指定的任意位置加标注在图形指定的任意位置加标注lgtext 利用鼠标将标注加到图形任意位置利用鼠标将标注加到图形任意位置lgrid on 打开坐标网格线打开坐标网格线lgrid off关闭坐标网格线关闭坐标网格线llegend 添加图例添加图例laxis 控制坐标轴刻度控制坐标轴刻度373.1 二维图形l3.1.4 图形标注与坐标控制图形标注与坐标控制1图形标注图形标注有关图形标注函数的有关图形标注函数的调用格式调用格式为：为：title(图形名称图形名称)xlabel(x轴说明轴说明)ylabel(y轴说明轴说明)text(x,y,图形说明图形说明)legend(图例图例1,图例图例2,)383.1 二维图形l函数中的说明文字，除使用标准的函数中的说明文字，除使用标准的ASCII字符外，字符外，还可使用还可使用LaTeX格式的控制字符，这样就可以在格式的控制字符，这样就可以在图形上添加希腊字母、数学符号及公式等内容。图形上添加希腊字母、数学符号及公式等内容。例如，例如，text(0.3,0.5,sin(omegat+beta)将得将得到标注效果到标注效果sin(t+)。393.1 二维图形l例例3-12 在在0 x2 区间内，绘制曲线区间内，绘制曲线y1=2e-0.5x和和y2=cos(4x)，并给图形添加图形标注。并给图形添加图形标注。程序如下：程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y1=2*exp(-0.5*x);y2=cos(4*pi*x);plot(x,y1,x,y2)title(x from 0 to 2pi);%加图形标题加图形标题xlabel(Variable X);%加加X轴说明轴说明ylabel(Variable Y);%加加Y轴说明轴说明text(0.8,1.5,曲线曲线y1=2e-0.5x);%在指定位置添加图形说明在指定位置添加图形说明text(2.5,1.1,曲线曲线y2=cos(4pix);legend(y1,y2)%加图例加图例40例3-13：绘制正弦和余弦曲线，并加入网格和标注cleart=0:0.1:10;y1=sin(t);y2=cos(t);plot(t,y1,r,t,y2,b-);x=1.7*pi;1.6*pi;y=-0.3;0.7;s=sin(t);cos(t);text(x,y,s);指定位置加标注指定位置加标注title(正弦和余弦曲线正弦和余弦曲线);标题标题legend(正弦正弦,余弦余弦)%添加图例注解添加图例注解xlabel(时间时间)x坐标名坐标名ylabel(正弦正弦&余弦余弦)y坐标名坐标名grid on%添加网格添加网格axis square%将图形设置为正方形将图形设置为正方形413.1 二维图形l2坐标控制坐标控制axis函数的调用格式为：函数的调用格式为：axis(xmin xmax ymin ymax zmin zmax)axis函数功能丰富，常用的格式还有：函数功能丰富，常用的格式还有：axis equal：纵、横坐标轴采用等长刻度。纵、横坐标轴采用等长刻度。axis square：产生正方形坐标系产生正方形坐标系(缺省为矩形缺省为矩形)。axis auto：使用缺省设置。使用缺省设置。axis off：取消坐标轴。取消坐标轴。axis on：显示坐标轴。显示坐标轴。423.1 二维图形l给坐标加网格线用给坐标加网格线用grid命令来控制。命令来控制。grid on/off命令控制是画还是不画网格线，不带参数的命令控制是画还是不画网格线，不带参数的grid命令在两种状态之间进行切换。命令在两种状态之间进行切换。l给坐标加边框用给坐标加边框用box命令来控制。命令来控制。box on/off命命令控制是加还是不加边框线，不带参数的令控制是加还是不加边框线，不带参数的box命令在两种状态之间进行切换。命令在两种状态之间进行切换。433.1 二维图形l例例3-14 在同一坐标中，可以绘制在同一坐标中，可以绘制3个同心圆，个同心圆，并加坐标控制。并加坐标控制。程序如下：程序如下：t=0:0.01:2*pi;x=exp(i*t);y=x;2*x;3*x;plot(y)grid on;%加网格线加网格线box on;%加坐标边框加坐标边框axis equal%坐标轴采用等刻度坐标轴采用等刻度443.1 二维图形l3.1.5 图形的可视化编辑图形的可视化编辑MATLAB 6.5版本在图形窗口中提供了可视化的图版本在图形窗口中提供了可视化的图形编辑工具，利用图形窗口菜单栏或工具栏中形编辑工具，利用图形窗口菜单栏或工具栏中的有关命令可以完成对窗口中各种图形对象的的有关命令可以完成对窗口中各种图形对象的编辑处理。编辑处理。在图形窗口上有一个菜单栏和工具栏。菜单栏包在图形窗口上有一个菜单栏和工具栏。菜单栏包含含File、Edit、View、Insert、Tools、Window和和Help共共7个菜单项，工具栏包含个菜单项，工具栏包含11个命令按个命令按钮。钮。453.1 二维图形l3.1.6 对函数自适应采样的绘图函数对函数自适应采样的绘图函数fplot函数的调用格式为：函数的调用格式为：fplot(fname,lims,tol,选项选项)其中其中fname为函数名，以字符串形式出现，为函数名，以字符串形式出现，lims为为x,y的取值范围，的取值范围，tol为相对允许误差，其系统默为相对允许误差，其系统默认值为认值为2e-3。选项定义与选项定义与plot函数相同。函数相同。463.1 二维图形l例例3-15 用用fplot函数绘制函数绘制f(x)=cos(tan(x)的曲线。的曲线。命令如下：命令如下：f plot(cos(tan(pi*x),0,1,1e-4)473.1 二维图形l3.1.7 图形窗口的分割图形窗口的分割subplot函数的调用格式为：函数的调用格式为：subplot(m,n,p)该函数将当前图形窗口分成该函数将当前图形窗口分成mn个绘图区，即每行个绘图区，即每行n个，共个，共m行，区号按行优先编号，且选定第行，区号按行优先编号，且选定第p个区为当前活动区。在每一个绘图区允许以不个区为当前活动区。在每一个绘图区允许以不同的坐标系单独绘制图形。同的坐标系单独绘制图形。例例3-16 在图形窗口中，以子图形式同时绘制多根在图形窗口中，以子图形式同时绘制多根曲线。曲线。48例例3-16采用图形窗口分割方法进行比较显示采用图形窗口分割方法进行比较显示 cleart=0:pi/10:2*pi;y1=sin(t);y2=cos(t);y3=cos(t+pi/2);y4=cos(t+pi);%将图形窗口分将图形窗口分割成两行两列割成两行两列，要画的图形为第要画的图形为第1行第行第1列列subplot(2,2,1);plot(t,y1);%将图形窗口分将图形窗口分割成两行两列割成两行两列，要画的图形为第要画的图形为第1行第行第2列列49例例3-16采用图形窗口分割方法进行比较显示采用图形窗口分割方法进行比较显示 subplot(2,2,2);plot(t,y2);%将图形窗口分割将图形窗口分割 成两行两列成两行两列，要画的要画的 图形为第图形为第2行第行第1列列subplot(2,2,3);plot(t,y3);%将图形窗口分割将图形窗口分割 两成行两列，要画的两成行两列，要画的 图形为第图形为第2行第行第2列列subplot(2,2,4);plot(t,y4);503.2 其他二维图形其他二维图形l3.2 其他二维图形其他二维图形3.2.1 其他坐标系下的二维数据曲线图其他坐标系下的二维数据曲线图1对数坐标图形对数坐标图形MATLAB提供了绘制对数和半对数坐标曲线的函提供了绘制对数和半对数坐标曲线的函数，调用格式为：数，调用格式为：semilogx(x1,y1,选项选项1,x2,y2,选项选项2,)semilogy(x1,y1,选项选项1,x2,y2,选项选项2,)loglog(x1,y1,选项选项1,x2,y2,选项选项2,)51l2极坐标图极坐标图polar函数用来绘制极坐标图，其调用格式为：函数用来绘制极坐标图，其调用格式为：polar(theta,rho,选项选项)其中其中theta为极坐标极角，为极坐标极角，rho为极坐标矢径，选项的内容与为极坐标矢径，选项的内容与plot函数相似。函数相似。例例3-17 绘制绘制r=sin(t)cos(t)的极坐标图，并标记数据点。的极坐标图，并标记数据点。程序如下：程序如下：t=0:pi/50:2*pi;r=sin(t).*cos(t);polar(t,r,-*);3.2 其他二维图形其他二维图形52l3.2.2 二维统计分析图在在MATLAB中，二维统计分析图形很多，常见的有条形图、中，二维统计分析图形很多，常见的有条形图、阶梯图、杆图和填充图等，所采用的函数分别是：阶梯图、杆图和填充图等，所采用的函数分别是：bar(x,y,选项选项)stairs(x,y,选项选项)stem(x,y,选项选项)fill(x1,y1,选项选项1,x2,y2,选项选项2,)3.2 其他二维图形其他二维图形53l例例3-18 分别以条形图、阶梯图、杆图和填充图形式绘制曲线分别以条形图、阶梯图、杆图和填充图形式绘制曲线y=2sin(x)。程序如下：程序如下：x=0:pi/10:2*pi;y=2*sin(x);subplot(2,2,1);bar(x,y,g);title(bar(x,y,g);axis(0,7,-2,2);subplot(2,2,2);stairs(x,y,b);title(stairs(x,y,b);axis(0,7,-2,2);subplot(2,2,3);stem(x,y,k);title(stem(x,y,k);axis(0,7,-2,2);subplot(2,2,4);fill(x,y,y);title(fill(x,y,y);axis(0,7,-2,2);3.2 其他二维图形其他二维图形54lMATLAB提供的统计分析绘图函数还有很多，例如，提供的统计分析绘图函数还有很多，例如，用来表示各元素占总和的百分比的饼图、复数的相量图用来表示各元素占总和的百分比的饼图、复数的相量图等等。等等。例例3-19 绘制图形：绘制图形：(1)某企业全年各季度的产值某企业全年各季度的产值(单位：万元单位：万元)分别为：分别为：2347,1827,2043,3025，试用饼图作统计分析。，试用饼图作统计分析。(2)绘制复数的相量图：绘制复数的相量图：7+2.9i、2-3i和和-1.5-6i。3.2 其他二维图形其他二维图形55l程序如下：程序如下：subplot(1,2,1);pie(2347,1827,2043,3025);title(饼图饼图);legend(一季度一季度,二季度二季度,三季度三季度,四季度四季度);subplot(1,2,2);compass(7+2.9i,2-3i,-1.5-6i);title(相量图相量图);3.2 其他二维图形其他二维图形563.3 隐函数绘图隐函数绘图l3.3 隐函数绘图隐函数绘图MATLAB提供了一个提供了一个ezplot函数绘制隐函数图形，函数绘制隐函数图形，下面介绍其用法。下面介绍其用法。(1)对于函数对于函数f=f(x)，ezplot函数的调用格式为：函数的调用格式为：ezplot(f)：在默认区间在默认区间-2x2绘制绘制f=f(x)的图的图形。形。ezplot(f,a,b)：在区间在区间axb绘制绘制f=f(x)的图形。的图形。57l(2)对于隐函数对于隐函数f=f(x,y)，ezplot函数的调用格函数的调用格式为：式为：ezplot(f)：在默认区间在默认区间-2x2和和-2y2绘制绘制f(x,y)=0的图形。的图形。ezplot(f,xmin,xmax,ymin,ymax)：在区间在区间xminxxmax和和yminyymax绘制绘制f(x,y)=0的的图形。图形。ezplot(f,a,b)：在区间在区间axb和和ay b绘制绘制f(x,y)=0的图形。的图形。3.3 隐函数绘图隐函数绘图58l(3)对于参数方程对于参数方程x=x(t)和和y=y(t)，ezplot函函数的调用格式为：数的调用格式为：ezplot(x,y)：在默认区间在默认区间0t2绘制绘制x=x(t)和和y=y(t)的图形。的图形。ezplot(x,y,tmin,tmax)：在区间在区间tmin t z=peaks(40);mesh(z);%网格线网格线 figure%产生新的图形窗口产生新的图形窗口surf(z);%着色表面图着色表面图67l例例3-24 绘制三维曲面图绘制三维曲面图z=sin(x+sin(y)-x/10。程序如下：程序如下：x,y=meshgrid(0:0.25:4*pi);z=sin(x+sin(y)-x/10;mesh(x,y,z);axis(0 4*pi 0 4*pi-2.5 1);此外，还有带等高线的三维网格曲面函数此外，还有带等高线的三维网格曲面函数meshc和和带底座的三维网格曲面函数带底座的三维网格曲面函数meshz。其用法与其用法与mesh类似，不同的是类似，不同的是meshc还在还在xy平面上绘制平面上绘制曲面在曲面在z轴方向的等高线，轴方向的等高线，meshz还在还在xy平面上平面上绘制曲面的底座。绘制曲面的底座。3.4 三维图形三维图形68l例例3-25 在在xy平面内选择区域平面内选择区域-8,8-8,8，绘制绘制4种三维曲面图。种三维曲面图。程序如下：程序如下：x,y=meshgrid(-8:0.5:8);z=sin(sqrt(x.2+y.2)./sqrt(x.2+y.2+eps);subplot(2,2,1);mesh(x,y,z);title(mesh(x,y,z)subplot(2,2,2);meshc(x,y,z);title(meshc(x,y,z)subplot(2,2,3);meshz(x,y,z)title(meshz(x,y,z)subplot(2,2,4);surf(x,y,z);title(surf(x,y,z)3.4 三维图形三维图形69l3标准三维曲面标准三维曲面sphere函数的调用格式为：函数的调用格式为：x,y,z=sphere(n)cylinder函数的调用格式为：函数的调用格式为：x,y,z=cylinder(R,n)MATLAB还有一个还有一个peaks 函数，称为多峰函数，函数，称为多峰函数，常用于三维曲面的演示。常用于三维曲面的演示。3.4 三维图形三维图形70l例例3-26 绘制标准三维曲面图形。绘制标准三维曲面图形。程序如下：程序如下：t=0:pi/20:2*pi;x,y,z=cylinder(2+sin(t),30);subplot(2,2,1);surf(x,y,z);subplot(2,2,2);x,y,z=sphere;surf(x,y,z);subplot(2,1,2);x,y,z=peaks(30);surf(x,y,z);3.4 三维图形三维图形71观察点clearz=peaks(40);subplot(2,2,1);mesh(z);%绘制绘制子图子图1（默认视点）（默认视点）subplot(2,2,2);mesh(z);view(-15,60);%指定子图指定子图2的视点的视点subplot(2,2,3);mesh(z);view(-90,0);%指定子图指定子图3的视点的视点subplot(2,2,4);mesh(z);view(-7,-10);%指定子图指定子图4的视点的视点72l3.4.3 其他三维图形其他三维图形在介绍二维图形时，曾提到条形图、杆图、饼图和在介绍二维图形时，曾提到条形图、杆图、饼图和填充图等特殊图形，它们还可以以三维形式出现，填充图等特殊图形，它们还可以以三维形式出现，使用的函数分别是使用的函数分别是bar3、stem3、pie3 和和fill3。bar3函数绘制三维条形图，常用格式为：函数绘制三维条形图，常用格式为：bar3(y)bar3(x,y)3.4 三维图形三维图形73lstem3函数绘制离散序列数据的三维杆图，常用函数绘制离散序列数据的三维杆图，常用格式为：格式为：stem3(z)stem3(x,y,z)pie3函数绘制三维饼图，常用格式为：函数绘制三维饼图，常用格式为：pie3(x)fill3函数等效于三维函数函数等效于三维函数fill，可在三维空间内绘制可在三维空间内绘制出填充过的多边形，常用格式为：出填充过的多边形，常用格式为：fill3(x,y,z,c)3.4 三维图形三维图形74l例例3-27 绘制三维图形：绘制三维图形：(1)绘制魔方阵的三维条形图。绘制魔方阵的三维条形图。(2)以三维杆图形式绘制曲线以三维杆图形式绘制曲线y=2sin(x)。(3)已知已知x=2347,1827,2043,3025，绘制饼图。绘制饼图。(4)用随机的顶点坐标值画出五个黄色三角形。用随机的顶点坐标值画出五个黄色三角形。3.4 三维图形三维图形75l程序如下：程序如下：subplot(2,2,1);bar3(magic(4)subplot(2,2,2);y=2*sin(0:pi/10:2*pi);stem3(y);subplot(2,2,3);pie3(2347,1827,2043,3025);subplot(2,2,4);fill3(rand(3,5),rand(3,5),rand(3,5),y)3.4 三维图形三维图形76l例例3-28 绘制多峰函数的瀑布图和等高线图。绘制多峰函数的瀑布图和等高线图。程序如下：程序如下：subplot(1,2,1);X,Y,Z=peaks(30);waterfall(X,Y,Z)xlabel(X-axis),ylabel(Y-axis),zlabel(Z-axis);subplot(1,2,2);contour3(X,Y,Z,12,k);%其中其中12代表高度的等级代表高度的等级数数xlabel(X-axis),ylabel(Y-axis),zlabel(Z-axis);3.4 三维图形三维图形773.5 图形修饰处理图形修饰处理l3.5 图形修饰处理图形修饰处理3.5.1 视点处理视点处理MATLAB提供了设置视点的函数提供了设置视点的函数view，其调用格式其调用格式为：为：view(az,el)其中其中az为方位角，为方位角，el为仰角，它们均以度为单位。系为仰角，它们均以度为单位。系统缺省的视点定义为方位角统缺省的视点定义为方位角-37.5,仰角仰角30。783.5.2 色彩处理色彩处理1颜色的向量表示颜色的向量表示MATLAB除用字符表示颜色外，还可以用含除用字符表示颜色外，还可以用含有有3个元素的向量表示颜色。向量元素在个元素的向量表示颜色。向量元素在0,1范围取值，范围取值，3个元素分别表示红、绿、个元素分别表示红、绿、蓝蓝3种颜色的相对亮度，称为种颜色的相对亮度，称为RGB三元组三元组。3.5 图形修饰处理图形修饰处理79l2色图色图色图色图(Color map)是是MATLAB系统引入的概念。系统引入的概念。在在MATLAB中，每个图形窗口只能有一个中，每个图形窗口只能有一个色图。色图是色图。色图是m3 的数值矩阵，它的每一的数值矩阵，它的每一行是行是RGB三元组。色图矩阵可以人为地生三元组。色图矩阵可以人为地生成，也可以调用成，也可以调用MATLAB提供的函数来定提供的函数来定义色图矩阵。义色图矩阵。3.5 图形修饰处理图形修饰处理80l3三维表面图形的着色三维表面图形的着色三维表面图实际上就是在网格图的每一个网三维表面图实际上就是在网格图的每一个网格片上涂上颜色。格片上涂上颜色。surf函数用缺省的着色函数用缺省的着色方式对网格片着色。除此之外，还可以用方式对网格片着色。除此之外，还可以用shading命令来改变着色方式。命令来改变着色方式。shading faceted命令将每个网格片用其高度对命令将每个网格片用其高度对应的颜色进行着色，但网格线仍保留着，应的颜色进行着色，但网格线仍保留着，其颜色是黑色。这是系统的缺省着色方式。其颜色是黑色。这是系统的缺省着色方式。3.5 图形修饰处理图形修饰处理81lshading flat命令将每个网格片用同一个颜命令将每个网格片用同一个颜色进行着色，且网格线也用相应的颜色，色进行着色，且网格线也用相应的颜色，从而使得图形表面显得更加光滑。从而使得图形表面显得更加光滑。shading interp命令在网格片内采用颜色插值命令在网格片内采用颜色插值处理，得出的表面图显得最光滑。处理，得出的表面图显得最光滑。3.5 图形修饰处理图形修饰处理82l例例3-29 3种图形着色方式的效果展示。种图形着色方式的效果展示。程序如下：程序如下：x,y,z=sphere(20);colormap(copper);subplot(1,3,1);surf(x,y,z);axis equalsubplot(1,3,2);surf(x,y,z);shading flat;axis equalsubplot(1,3,3);surf(x,y,z);shading interp;axis equal3.5 图形修饰处理图形修饰处理83l3.5.3 光照处理光照处理MATLAB提供了灯光设置的函数，其调用提供了灯光设置的函数，其调用格式为：格式为：light(Color,选项选项1,Style,选项选项2,Position,选项选项3)3.5 图形修饰处理图形修饰处理84l例例3-30 光照处理后的球面。光照处理后的球面。程序如下：程序如下：x,y,z=sphere(20);subplot(1,2,1);surf(x,y,z);axis equal;light(Posi,0,1,1);shading interp;hold on;plot3(0,1,1,p);text(0,1,1,light);subplot(1,2,2);surf(x,y,z);axis equal;light(Posi,1,0,1);shading interp;hold on;plot3(1,0,1,p);text(1,0,1,light);3.5 图形修饰处理图形修饰处理85l3.5.4 图形的裁剪处理图形的裁剪处理例例3-31 绘制三维曲面图，并进行插值着色处理，裁掉图中绘制三维曲面图，并进行插值着色处理，裁掉图中x和和y都小于都小于0部分。部分。程序如下：程序如下：x,y=meshgrid(-5:0.1:5);z=cos(x).*cos(y).*exp(-sqrt(x.2+y.2)/4);surf(x,y,z);shading interp;pause%程序暂停程序暂停i=find(x=0&y=0);z1=z;z1