第4章MATLAB绘图.ppt

第第4章章MATLAB绘图绘图4.1 二维数据曲线图二维数据曲线图4.2 其它二维图形其它二维图形4.3 隐函数绘图隐函数绘图4.4 三维图形三维图形4.5 图形修饰处理图形修饰处理4.6 图像处理与动画设计图像处理与动画设计 不管是数值计算还是符号计算，无论计算不管是数值计算还是符号计算，无论计算多么完善，结果多么准确，人们还是难以直接多么完善，结果多么准确，人们还是难以直接从大量的数据中感受它们的具体含义和内在规从大量的数据中感受它们的具体含义和内在规律。人们希望通过图形直观感受科学计算结果律。人们希望通过图形直观感受科学计算结果的全局意义和许多内在本质。的全局意义和许多内在本质。MATLAB除可靠的科学计算功能之外，还除可靠的科学计算功能之外，还具有非常强大的图形表达功能，既可绘制二维具有非常强大的图形表达功能，既可绘制二维图形，又可绘制三维图形，还可通过标注、视图形，又可绘制三维图形，还可通过标注、视点、颜色、光照等操作对图形进行修饰。点、颜色、光照等操作对图形进行修饰。MATLAB在两类绘图命令，一类是直接在两类绘图命令，一类是直接对图形句柄进行操作的对图形句柄进行操作的低层绘图命令低层绘图命令，另一，另一类是在低层命令基础上建立越来的类是在低层命令基础上建立越来的高层绘图高层绘图命令命令。高层绘图命令简单明了、方便高效。高层绘图命令简单明了、方便高效。利用高层绘图函数，用户不需要过多考虑绘利用高层绘图函数，用户不需要过多考虑绘图细节，只需给出一些基本参数就能得到所图细节，只需给出一些基本参数就能得到所需的图形。需的图形。本章介绍二维和三维图形的高层绘图函本章介绍二维和三维图形的高层绘图函数以及其他图形控制函数的使用方法。数以及其他图形控制函数的使用方法。4.1 二维数据曲线图二维数据曲线图 二维数据曲线是将平面坐标上的数据点连二维数据曲线是将平面坐标上的数据点连接起来的平面图形。接起来的平面图形。4.1.1 绘制单根二维曲线绘制单根二维曲线 plot函数的基本调用格式为：函数的基本调用格式为：plot(x,y)其中其中x和和y为长度相同的向量为长度相同的向量;存储存储x坐标数据坐标数据和和y坐标数据坐标数据。例例4-1 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：nclc,clear,close allnx=0:pi/100:2*pi;ny=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);nplot(x,y)*注意指数函数与余弦函数之间要用注意指数函数与余弦函数之间要用点乘点乘运算！运算！例例4-2 绘制曲线绘制曲线程序如下：程序如下：nclc,clear,close allnt=0:0.1:2*pi;nx=t.*sin(3*t);ny=t.*sin(t).*sin(t);nplot(x,y);plot函数最简单的调用格式是只包含一个输函数最简单的调用格式是只包含一个输入参数：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，以该向量元是实向量时，以该向量元素的下标为横坐标，元素值为纵坐标画出一素的下标为横坐标，元素值为纵坐标画出一条连续曲线，这实际上是绘制折线图。条连续曲线，这实际上是绘制折线图。nclc,clear,close allnx=0:pi/100:2*pi;ny=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);nplot(x)nfigure,plot(y)当当x是复数向量时，则分别以向量元素是复数向量时，则分别以向量元素实实部和虚部为横、纵坐标部和虚部为横、纵坐标绘制一条曲线。如下绘制一条曲线。如下面的程序可以绘制一个单位圆。面的程序可以绘制一个单位圆。nclc,clear,close allnt=0:0.01:2*pi;nx=exp(i*t);nplot(x)4.1.2 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是有一维与是有一维与x同维的矩阵时，同维的矩阵时，则绘制出多根不同颜色的曲线则绘制出多根不同颜色的曲线。曲线条数等。曲线条数等于于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被作为这些曲线共同的横坐标。的横坐标。n clc,clear,close allnx=linspace(0,2*pi,100);ny=sin(x);1+sin(x);2+sin(x);nplot(x,y)(2)当当x,y是同维矩阵时，则以是同维矩阵时，则以x,y对应列元素为对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的阵的列数列数。nclc,clear,close allnx1=linspace(0,2*pi,100);nx2=linspace(0,3*pi,100);nx3=linspace(0,4*pi,100);nx=x1;x2;x3;ny=sin(x1);1+sin(x2);2+sin(x3);nplot(x,y)(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，当输入参数是函数，当输入参数是实矩阵时，则按列绘制每列元素值相对其下标的曲实矩阵时，则按列绘制每列元素值相对其下标的曲线，曲线条数等于输入参数矩阵的线，曲线条数等于输入参数矩阵的列数列数。nclc,clear,close allnx1=linspace(0,2*pi,100);nx2=linspace(0,3*pi,100);nx3=linspace(0,4*pi,100);nx=x1;x2;x3;ny=sin(x1);1+sin(x2);2+sin(x3);nplot(x)nfigure,plot(y)(4)当输入参数是复数矩阵时，则按列分别以元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、纵坐标绘制多条曲线。素实部和虚部为横、纵坐标绘制多条曲线。nclc,clear,close allnt=0:0.01:2*pi;nx=exp(i*t);ny=x;2*x;3*x;nplot(y)2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，每一组向每一组向量对的长度可以不同量对的长度可以不同。每一向量对可以绘制。每一向量对可以绘制出一条曲线，这样可以在同一坐标内绘制出出一条曲线，这样可以在同一坐标内绘制出多条曲线。下列程序可以在同一坐标中同时多条曲线。下列程序可以在同一坐标中同时绘制出绘制出3条正弦曲线！条正弦曲线！n在同一坐标中绘制在同一坐标中绘制3条正弦曲线：条正弦曲线：nclc,clear,close allnx1=linspace(0,2*pi,100);nx2=linspace(0,3*pi,100);nx3=linspace(0,4*pi,100);nplot(x1,sin(x1),x2,1+sin(x2),x3,2+sin(x3)(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按对按对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。条数等于矩阵的列数。如例如例4-3所示所示。例例4-3 分析下列程序绘制的曲线。分析下列程序绘制的曲线。nclc,clear,close allnx1=linspace(0,2*pi,100);nx2=linspace(0,3*pi,100);nx3=linspace(0,4*pi,100);ny1=sin(x1);ny2=1+sin(x2);ny3=2+sin(x3);nx=x1;x2;x3;ny=y1;y2;y3;nplot(x,y,x1,y1-1)3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，可以使用坐标标度的两个图形，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，左纵坐横坐标的标度相同，纵坐标有两个，左纵坐标用于标用于x1,y1数据对，右纵坐标用于数据对，右纵坐标用于x2,y2数据对。数据对。例例4-4 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：nclc,clear,close allnx=0:pi/100:2*pi;ny1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);ny2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);nplotyy(x,y1,x,y2)4图形保持图形保持 hold on/off 该命令控制是保持原有图形还该命令控制是保持原有图形还是刷新原有图形，不带参数的是刷新原有图形，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。例例4-5所示所示。例例4-5 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：nclc,clear,close allnx=0:pi/100:2*pi;ny1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);nplot(x,y1)nhold onny2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);nplot(x,y2,r);nhold off4.1.3 设置曲线样式设置曲线样式 MATLAB提供了一些绘图选项，用于确提供了一些绘图选项，用于确定所绘曲线的定所绘曲线的线型线型、颜色和数据点标记符号颜色和数据点标记符号，它们可以组合使用。例如，它们可以组合使用。例如，“b-.”表示蓝色点表示蓝色点划线，划线，“y:d”表示黄色虚线并用菱形符标记数表示黄色虚线并用菱形符标记数据点。当选项省略时，线型一律用实线，颜色据点。当选项省略时，线型一律用实线，颜色将根据曲线的先后顺序确定将根据曲线的先后顺序确定。要设置曲线样式可以在要设置曲线样式可以在plot函数中加绘图函数中加绘图选项，其调用格式为：选项，其调用格式为：plot(x1,y1,选项选项1,x2,y2,选项选项2,xn,yn,选项选项n)例例4-6 在同一坐标内，分别用不同线型和颜色绘制曲在同一坐标内，分别用不同线型和颜色绘制曲线线y1=0.2e-0.5xcos(4x)和和y2=2e-0.5xcos(x)，标记两标记两曲线交叉点。曲线交叉点。程序如下：程序如下：nclc,clear,close allnx=linspace(0,2*pi,1000);ny1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);ny2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);nk=find(abs(y1-y2)1e-2);nx1=x(k);ny3=0.2*exp(-0.5*x1).*cos(4*pi*x1);nplot(x,y1,x,y2,k:,x1,y3,rp);4.1.4 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调用格式为：有关图形标注函数的调用格式为：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)or gtext()legend(图例图例1,图例图例2,)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，还可使用字符外，还可使用LaTeX格式的控制字符，格式的控制字符，这样就可以在图形上添加这样就可以在图形上添加希腊字母、数学符希腊字母、数学符号及公式号及公式等内容。例如：等内容。例如：ntext(0.3,0.5,The useful bfMatlab)将得到将得到:The useful MATLABntext(0.3,0.5,sin(omegat+beta)将得到标注效果将得到标注效果sin(t+)。例例4-7 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：nclc,clear,close allnx=0:pi/100:2*pi;ny1=2*exp(-0.5*x);ny2=cos(4*pi*x);nplot(x,y1,x,y2)ntitle(x from 0 to 2pi);%加图形标题加图形标题nxlabel(Variable X);%加加X轴说明轴说明nylabel(Variable Y);%加加Y轴说明轴说明ntext(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ntext(2.5,1.1,曲线曲线y2=cos(4pix);nlegend(y1,y2)%加图例加图例2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。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，命令控制是画还是不画网格线，不带参数的不带参数的grid命令在两种状态之间进行切命令在两种状态之间进行切换。换。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命令控制是加还是不加边框线，命令控制是加还是不加边框线，不带参数的不带参数的box命令在两种状态之间进行切命令在两种状态之间进行切换。换。例例4-8 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：nclc,clear,close allnt=0:0.01:2*pi;nx=exp(i*t);ny=x;2*x;3*x;nplot(y)ngrid on;%加网格线加网格线nbox on;%加坐标边框加坐标边框naxis equal%坐标轴采用等刻度坐标轴采用等刻度4.1.5 图形的可视化编辑图形的可视化编辑 MATLAB 在图形窗口中提供了可视化的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图形编辑工具，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栏中的有关命令可以完成对窗口中各种图形对象的编辑处理。对象的编辑处理。在图形窗口上有一个菜单栏和工具栏。菜在图形窗口上有一个菜单栏和工具栏。菜单栏包含单栏包含File、Edit、View、Insert、Tools、Desktop、Window和和Help共共8个菜单项，工具个菜单项，工具栏包含栏包含14个命令按钮。个命令按钮。4.1.6 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，个绘图区，即每行即每行n个，共个，共m行，行，区号按行优先编号区号按行优先编号，且选定第且选定第p个区为当前活动区。在每一个绘个区为当前活动区。在每一个绘图区允许以不同的坐标系单独绘制图形。图区允许以不同的坐标系单独绘制图形。例例4-9 在图形窗口中，以子图形式同时绘制在图形窗口中，以子图形式同时绘制多根曲线。多根曲线。程序见程序见example4_9.m 4.2 其他二维图形其他二维图形4.2.1 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，为相对允许误差，其系统默认值为其系统默认值为2e-3。选项定义与选项定义与plot函数相同。例如：函数相同。例如：nfplot(sin(x),0,2*pi,*)nfplot(sin(x),cos(x),0,2*pi,-1.5,1.5,1e-3,r.)例例4-10 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：nfplot(cos(tan(pi*x),0,1,1e-4)4.2.2 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提供了绘制对数和半对数坐标曲线的函数，调用格式为：线的函数，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,)例例4-11 绘制绘制y=10 x2的对数坐标图并与直角线性坐标图的对数坐标图并与直角线性坐标图进行比较。进行比较。nclc,clear,close allnx=0:0.1:10;ny=10*x.*x;nsubplot(2,2,1);plot(x,y);ntitle(plot(x,y);grid on;nsubplot(2,2,2);semilogx(x,y);ntitle(semilogx(x,y);grid on;nsubplot(2,2,3);semilogy(x,y);ntitle(semilogy(x,y);grid on;nsubplot(2,2,4);loglog(x,y);ntitle(loglog(x,y);grid on;2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；为极坐标矢径；选项的内容与选项的内容与plot函数相似函数相似。例例4-12 绘制绘制r=sin(t)cos(t)的极坐标图，并标记数的极坐标图，并标记数据点。据点。nclc,clear,close allnt=0:pi/50:2*pi;nr=sin(t).*cos(t);npolar(t,r,-*);n与下列程序比较：与下列程序比较：nclc,clear,close allnt=0:pi/50:2*pi;nr=sin(t).*cos(t);nplot(t,r,-*);4.2.3 二维统计分析图二维统计分析图在在MATLAB中，二维统计分析图形很多，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，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：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,)例例4-13 分别以条形图、阶梯图、杆图和填充图形式绘分别以条形图、阶梯图、杆图和填充图形式绘制曲线制曲线y=2sin(x)。程序如下：程序如下：nclc,clear,close allnx=0:pi/10:2*pi;ny=2*sin(x);nsubplot(2,2,1);bar(x,y,g);ntitle(bar(x,y,g);axis(0,7,-2,2);nsubplot(2,2,2);stairs(x,y,b);ntitle(stairs(x,y,b);axis(0,7,-2,2);nsubplot(2,2,3);stem(x,y,k);ntitle(stem(x,y,k);axis(0,7,-2,2);nsubplot(2,2,4);fill(x,y,y);ntitle(fill(x,y,y);axis(0,7,-2,2);MATLAB提供的统计分析绘图函数还有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很多，例如，用来表示各元素占总和的百分比的比的饼图饼图、复数的相量图复数的相量图等等。等等。例例4-14 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)分分别为：别为：2347,1827,2043,3025，试用饼图作统，试用饼图作统计分析。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。程序如下：程序如下：nclc,clear,close allnsubplot(1,2,1);npie(2347,1827,2043,3025);ntitle(饼图饼图);nlegend(一季度一季度,二季度二季度,三季度三季度,四四季度季度);nsubplot(1,2,2);ncompass(7+2.9i,2-3i,-1.5-6i);ntitle(相量图相量图);4.3 隐函数绘图隐函数绘图 MATLAB提供了一个提供了一个ezplot函数绘制隐函函数绘制隐函数图形，下面介绍其用法。数图形，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)的的图形。图形。ezplot(f,a,b)：在区间在区间axb绘制绘制f=f(x)的的图形。图形。(2)对于隐函数对于隐函数f=f(x,y)，ezplot函数的调用格式函数的调用格式为：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的图形。的图形。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)对于参数方程对于参数方程x=x(t)和和y=y(t)，ezplot函数函数的调用格式为：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 tmax绘制绘制x=x(t)和和y=y(t)的图形。的图形。例例4-15 隐函数绘图应用举例。隐函数绘图应用举例。程序如下：程序如下：nclc,clear,close allnsubplot(2,2,1);nezplot(x2+y2-9);axis equalnsubplot(2,2,2);nezplot(x3+y3-5*x*y+1/5)nsubplot(2,2,3);nezplot(cos(tan(pi*x),0,1)nsubplot(2,2,4);nezplot(8*cos(t),4*sqrt(2)*sin(t),0,2*pi)4.4 三维图形三维图形4.4.1 三维曲线三维曲线 plot3函数与函数与plot函数用法十分相似，函数用法十分相似，其调用格式为：其调用格式为：plot3(x1,y1,z1,选项选项1,xn,yn,zn,选项选项n)其中每一组其中每一组x,y,z组成一组曲线的坐标参数，组成一组曲线的坐标参数，选项的定义和选项的定义和plot函数相同。当函数相同。当x,y,z是同维是同维向量时，则向量时，则x,y,z 对应元素构成一条三维曲线。对应元素构成一条三维曲线。当当x,y,z是同维矩阵时，则以是同维矩阵时，则以x,y,z对应列元对应列元素绘制三维曲线，曲线条数等于素绘制三维曲线，曲线条数等于矩阵列数矩阵列数。例例4-16 绘制三维曲线绘制三维曲线:程序如下：程序如下：nclc,clear,close allnt=0:pi/100:20*pi;nx=sin(t);ny=cos(t);nz=t.*sin(t).*cos(t);nplot3(x,y,z);ntitle(Line in 3-D Space);nxlabel(X);ylabel(Y);zlabel(Z);ngrid on;4.4.2 三维曲面三维曲面1产生三维数据产生三维数据 在在MATLAB中，利用中，利用meshgrid函数产生平函数产生平面区域内的面区域内的网格坐标矩阵网格坐标矩阵。其格式为：。其格式为：x=a:d1:b;y=c:d2:d;X,Y=meshgrid(x,y);语句执行后，矩阵语句执行后，矩阵X的每一行都是向量的每一行都是向量x，行数等于向量行数等于向量y的元素的个数，矩阵的元素的个数，矩阵Y的每一的每一列都是向量列都是向量y，列数等于向量列数等于向量x的元素的个数。的元素的个数。下面说明网格坐标矩阵的用法：下面说明网格坐标矩阵的用法：nclc,clear,close allnx=1:4;y=5:10;nX,Y=meshgrid(x,y);nZ=X+Y;2绘制三维曲面的函数绘制三维曲面的函数 surf函数和函数和mesh函数的调用格式为：函数的调用格式为：mesh(x,y,z,c)surf(x,y,z,c)一般情况下，一般情况下，x,y,z是维数相同的矩阵。是维数相同的矩阵。x,y是网格坐标矩阵，是网格坐标矩阵，z是网格点上的高度矩阵，是网格点上的高度矩阵，c用于指定在不同高度下的颜色范围。用于指定在不同高度下的颜色范围。例例4-17 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：nclc,clear,close allnx,y=meshgrid(0:0.25:4*pi);nz=sin(x+sin(y)-x/10;nmesh(x,y,z);naxis(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和带底座的和带底座的三维网格曲面函数三维网格曲面函数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平面上绘制曲面在平面上绘制曲面在z轴方向的等高线，轴方向的等高线，meshz还在还在xy平面平面上绘制曲面上绘制曲面的底座。的底座。例例4-18 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：nclc,clear,close allnx,y=meshgrid(-8:0.5:8);nz=sin(sqrt(x.2+y.2)./sqrt(x.2+y.2+eps);nsubplot(2,2,1);nmesh(x,y,z);ntitle(mesh(x,y,z)nsubplot(2,2,2);nmeshc(x,y,z);ntitle(meshc(x,y,z)nsubplot(2,2,3);nmeshz(x,y,z)ntitle(meshz(x,y,z)nsubplot(2,2,4);nsurf(x,y,z);ntitle(surf(x,y,z)3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，称为函数，称为多峰函数，常用于三维曲面的演示。多峰函数，常用于三维曲面的演示。例例4-19 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：nclc,clear,close allnt=0:pi/20:2*pi;nx,y,z=cylinder(2+sin(t),30);nsubplot(2,2,1);nsurf(x,y,z);nsubplot(2,2,2);nx,y,z=sphere;nsurf(x,y,z);nsubplot(2,1,2);nx,y,z=peaks(30);nsurf(x,y,z);4.4.3 其它三维图形其它三维图形 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)stem3函数绘制离散序列数据的三维杆图，函数绘制离散序列数据的三维杆图，常用格式为：常用格式为：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，可在三维空间可在三维空间内绘制出填充过的多边形，常用格式为：内绘制出填充过的多边形，常用格式为：fill3(x,y,z,c)例例4-20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。程序如下：程序如下：nclc,clear,close allnsubplot(2,2,1);nbar3(magic(4)nsubplot(2,2,2);ny=2*sin(0:pi/10:2*pi);nstem3(y);nsubplot(2,2,3);npie3(2347,1827,2043,3025);nsubplot(2,2,4);nfill3(rand(3,5),rand(3,5),rand(3,5),y)例例4-21 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：nclc,clear,close allnsubplot(1,2,1)nX,Y,Z=peaks(30);nwaterfall(X,Y,Z)nxlabel(X-axis),ylabel(Y-axis),zlabel(Z-axis);nsubplot(1,2,2);ncontour3(X,Y,Z,12,k);%其中其中12代表高度的等代表高度的等级数级数nxlabel(X-axis),ylabel(Y-axis),zlabel(Z-axis);4.5 图形修饰处理图形修饰处理4.5.1 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，其调用格其调用格式为：式为：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。为仰角，它们均以度为单位。系统缺省的视点定义为方位角系统缺省的视点定义为方位角-37.5,仰角仰角30。例例4-22从不同视点观察三维曲线从不同视点观察三维曲线。nclc,clear,close allnt=linspace(0,3*pi,100);x=t;t;t;ny=zeros(size(t);ones(size(t)/2;ones(size(t);nz=sin(t);sin(2*t);sin(2*t);nsubplot(2,2,1);plot3(x,y,z);ngrid,xlabel(X-axis),ylabel(Y-axis),zlabel(Z-axis);ntitle(DefaultAZ=-37.5,EL=30);view(-37.5,30);nsubplot(2,2,2);plot3(x,y,z);ngrid,xlabel(X-axis),ylabel(Y-axis),zlabel(Z-axis);ntitle(AZ Rotated to 52.5);view(-37.5+90,30);nsubplot(2,2,3);plot3(x,y,z);ngrid,xlabel(X-axis),ylabel(Y-axis),zlabel(Z-axis);ntitle(EL Increased to 60);view(-37.5,60);nsubplot(2,2,4);plot3(x,y,z);ngrid,xlabel(X-axis),ylabel(Y-axis),zlabel(Z-axis);ntitle(AZ=0,EL=90);view(0,90);4.5.2 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，还可以除用字符表示颜色外，还可以用含有用含有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。（见表见表4-4）2色图色图 色图色图(Color map)是是MATLAB系统引入系统引入的概念。在的概念。在MATLAB中，每个图形窗口只中，每个图形窗口只能有一个色图。色图是能有一个色图。色图是m3 的数值矩阵，的数值矩阵，它的每一行是它的每一行是RGB三元组。色图矩阵可以三元组。色图矩阵可以人为地生成，也可以调用人为地生成，也可以调用MATLAB提供的提供的函数来定义色图矩阵。函数来定义色图矩阵。(见表见表4-5，定义色图矩阵的函数，定义色图矩阵的函数)3三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。个网格片上涂上颜色。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，其应的颜色进行着色，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。颜色是黑色。这是系统的缺省着色方式。shading flat命令将每个网格片用同一个颜色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，从而进行着色，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。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。例例4-23 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：nclc,clear,close allnx,y,z=sphere(20);ncolormap(copper);nsubplot(1,3,1);nsurf(x,y,z);naxis equalnsubplot(1,3,2);nsurf(x,y,z);shading flat;naxis equalnsubplot(1,3,3);nsurf(x,y,z);shading interp;naxis equal4.5.3 图形的裁剪处理图形的裁剪处理例例4-24 绘制三维曲面图，并进行插值着色处理，裁绘制三维曲面图，并进行插值着色处理，裁掉图中掉图中x和和y都小于都小于0部分。程序如下：部分。程序如下：nclc,clear,close allnx,y=meshgrid(-5:0.1:5);nz=cos(x).*cos(y).*exp(-sqrt(x.2+y.2)/4);nsurf(x,y,z);sha