4-MATLAB计算的图形绘制.ppt
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1、第四讲 MATLAB的图形绘制作作为为一一个个功功能能强强大大的的工工具具软软件件,Matlab具具有有很很强强的的图图形形处处理理功功能能,提提供供了了大大量量的的二二维维、三三维维图图形形函函数数。由由于于系系统统采采用用面面向向对对象象的的技技术术和和丰丰富富的矩阵运算,所以在图形处理方面既方便又高效的矩阵运算,所以在图形处理方面既方便又高效。一、二维曲线的绘制(一)基本图形函数(二)图形的修饰(三)图形的比较显示常用格式常用格式:plot(x)%绘制以绘制以x为纵坐标的二维曲线为纵坐标的二维曲线plot(x,y)%绘制以绘制以x为横坐标为横坐标,y为纵坐标的二维曲线为纵坐标的二维曲线p
2、lot(x1,y1,x2,y2,)%绘绘制制多多条条曲曲线线,不不同同的的矩矩阵阵对对之之间间,其,其维维数可以不同数可以不同 说明:说明:x和和y可以是向量或矩阵。可以是向量或矩阵。一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制(一)(一)基本图形函数基本图形函数 【例例1 1】:x1=1 4 3;plot(x1)(一)(一)基本图形函数基本图形函数注:当注:当x是实向量时,是实向量时,以该向量的序号为以该向量的序号为横坐标,元素值为横坐标,元素值为纵坐标画出一条连纵坐标画出一条连续曲线,这实际上续曲线,这实际上是绘制折线图。是绘制折线图。一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制x2=3 5 7 6;12
3、 24 15 14;3 6 9 7;plot(x2)(一)(一)基本图形函数基本图形函数注:当注:当x是实矩阵时,是实矩阵时,则以其序号为横坐则以其序号为横坐标,按列绘制每列标,按列绘制每列元素值相对于其序元素值相对于其序号的曲线。号的曲线。一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制x3=1 2 3;y3=1 2 3;4 3 6;plot(x3,y3)(一)(一)基本图形函数基本图形函数注:注:当当x是向量,是向量,y是有一维与是有一维与x同维的同维的矩阵时,则绘制出矩阵时,则绘制出多根不同颜色的曲多根不同颜色的曲线。曲线条数等于线。曲线条数等于y矩阵的另一维数,矩阵的另一维数,x被作为这些曲线共被
4、作为这些曲线共同的横坐标。同的横坐标。一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制x3=1 2 3;y3=1 2 3;4 3 6;7 8 9;plot(x3,y3)(一)(一)基本图形函数基本图形函数一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制x4=3 5 7 6;12 24 15 14;3 6 9 7;y4=1 3 4 2;6 8 7 5;5 4 3 9;plot(x4,y4)(一)(一)基本图形函数基本图形函数注:注:如果如果x和和y都是都是矩阵,则大小必须矩阵,则大小必须相同,矩阵相同,矩阵x的每列的每列和和y的每列画一条曲的每列画一条曲线。线。一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制x=0:pi/10:2
5、*pi;y1=sin(x);y2=cos(x);plot(x,y1,x,y2)(一)(一)基本图形函数基本图形函数一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制plot(x,y1,r+-,x,y2,k*:)%多多种种颜颜色色或或线线型来区分不同的数据组型来区分不同的数据组(一)(一)基本图形函数基本图形函数一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制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(s)%书写图名书写图名xlabel(s)%横坐标轴名横坐标轴名 ylabel(s)%纵坐标轴名纵坐标轴名 text(xt,yt,s)%在图形的在图形的(xt,yt)坐标处书写文
6、字注释坐标处书写文字注释 legend(s,pos)%在指定位置建立图例在指定位置建立图例(二)(二)图形修饰图形修饰一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制函函数数中中的的说说明明文文字字,除除使使用用标标准准的的ASCII字字符符外外,还还可可使使用用LaTeX格格式式的的控控制制字字符符,这这样样就就可可以以在在图图形形上上添添加加希希腊腊字字母母、数数学学符符号号及及公公式式等等内内容容。例例如如,text(0.3,0.5,sin(omegat+beta)将将得得到到标注效果标注效果sin(t+)。(二)(二)图形修饰图形修饰一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制2坐标控制坐标控制axis函
7、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。(二)(二)图形修饰图形修饰一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制3.分格分格线线使用使用grid命令命令显显示分格示分格线线。格式:
8、格式:grid on%显显示分格示分格线线 grid off%不不显显示分格示分格线线 grid%在以上两个命令在以上两个命令间间切切换换说说明明:不不显显示示分分格格线线是是MATLAB的的默默认认设设置置。分分格格线线的的疏疏密密取取决决于于坐坐标标刻刻度度,如如果果要要改改变变分分格格线线的的疏密,必疏密,必须须先定先定义义坐坐标标刻度。刻度。(二)(二)图形修饰图形修饰一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制【例2】:x=0:pi/10:2*pi;y1=sin(x);y2=cos(x);plot(x,y1,x,y2)grid on(二)(二)图形修饰图形修饰一、二维曲线的绘制一、二维曲线的
9、绘制 xlabel(Independent Variable X)ylabel(Dependent Variable Y)title(Sine and Cosine Curve)gtext(sin(x)(二)(二)图形修饰图形修饰gtext(s)-用鼠标把用鼠标把字符串放到图形上字符串放到图形上一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制text(1.5,0.3,cos(x)axis(0 2*pi-0.8 0.8)(二)(二)图形修饰图形修饰一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制legend(sin(x),cos(x),4)(二)(二)图形修饰图形修饰一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制1同一窗口多次叠
10、绘同一窗口多次叠绘格式:格式:hold on%使当前坐标系和图形保留使当前坐标系和图形保留 hold off%使当前坐标系和图形不保留使当前坐标系和图形不保留 hold%在以上两个命令中切换在以上两个命令中切换说明:说明:在设置了在设置了“hold on”后,如果画多个图形对象,后,如果画多个图形对象,则在生成新的图形时保留当前坐标系中已存在的图形对则在生成新的图形时保留当前坐标系中已存在的图形对象,象,MATLAB会根据新图形的大小,重新改变坐标系的会根据新图形的大小,重新改变坐标系的比例。比例。(三)(三)图形的比较显示图形的比较显示一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制【例例3 3】:在在
11、同同一一窗窗口口画画出出函函数数sinx在在区区间间0 2的曲的曲线线和和cosx在区在区间间-的曲的曲线线。x1=0:0.1:2*pi;plot(x1,sin(x1)(三)(三)图形的比较显示图形的比较显示一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制hold onx2=-pi:0.1:pi;plot(x2,cos(x2)(三)(三)图形的比较显示图形的比较显示注:注:坐标系的范围由坐标系的范围由02转变为转变为-2。一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制2.同一窗口多个子图同一窗口多个子图如果需要在同一个图形窗口中布置几幅独立的如果需要在同一个图形窗口中布置几幅独立的子图,可以在子图,可以在plot命
12、令前加上命令前加上subplot命令来将一命令来将一个图形窗口划分为多个区域,每个区域一幅子图个图形窗口划分为多个区域,每个区域一幅子图。格式:格式:subplot(m,n,k)%使使(mn)幅子图中的第幅子图中的第k幅成为当前图幅成为当前图clf%清除子图清除子图 !说明:说明:子图的序号编排原则是:左上方为第子图的序号编排原则是:左上方为第1幅,先幅,先向右后向下向右后向下向右后向下向右后向下依次排列,子图彼此之间独立。依次排列,子图彼此之间独立。(三)(三)图形的比较显示图形的比较显示一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制【例例4 4】:在多个窗口中绘制图形。在多个窗口中绘制图形。x=0:
13、0.1:2*pi;subplot(2,2,1)%将图形窗口分割将图形窗口分割为为2行行2列,第列,第1行行第第1列(左上方)列(左上方)为当前图为当前图 plot(x,sin(x)(三)(三)图形的比较显示图形的比较显示一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制subplot(2,2,2)%右上方为当前图右上方为当前图 plot(x,cos(x)(三)(三)图形的比较显示图形的比较显示一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制y3=exp(x);subplot(2,2,3)%左下方为当前图左下方为当前图plot(x,y3)(三)(三)图形的比较显示图形的比较显示一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制subp
14、lot(224)%右下方为当前图,省略逗号右下方为当前图,省略逗号 plot(x,log(3*x)(三)(三)图形的比较显示图形的比较显示一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制3.双双纵纵坐坐标图标图格式:格式:plotyy(x1,y1,x2,y2)%以以左左、右右不不同同纵纵轴轴绘绘制两条曲制两条曲线线说说明明:左左纵纵轴轴用用于于(x1,y1)(x1,y1)数数据据,右右纵纵轴轴用用于于(x2,y2)(x2,y2)数数据据来来绘绘制制两两条条曲曲线线。坐坐标标轴轴的的范范围、刻度都自动产生。围、刻度都自动产生。(三)(三)图形的比较显示图形的比较显示一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制【例例
15、5 5】: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)(三)(三)图形的比较显示图形的比较显示一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制(三)(三)图形的比较显示图形的比较显示格式:格式:plot3(x,y,z,s)%绘制三维曲线绘制三维曲线 plot3(x1,y1,z1,s1,x2,y2,z2,s2,)%绘制多绘制多条三维曲线条三维曲线说明:当说明:当x、y、z是同维向量时,则绘制以是同维向量时,则绘制以x、y、z元素为坐
16、标的三维曲线;当元素为坐标的三维曲线;当x、y、z是同维矩阵时,是同维矩阵时,则绘制三维曲线的条数等于矩阵的列数。则绘制三维曲线的条数等于矩阵的列数。s是指定线是指定线型、色彩、数据点形的字符串。型、色彩、数据点形的字符串。二、二、MATLABMATLAB的三维图形绘制的三维图形绘制(一)(一)三维曲线图三维曲线图【例例6 6】:绘制方程绘制方程 在在的图像。的图像。t=0:pi/10:2*pi;x=sin(t);y=cos(t);z=t;plot3(x,y,z,m:p)二、二、MATLABMATLAB的三维图形绘制的三维图形绘制(一)(一)三维曲线图三维曲线图 二、二、MATLABMATLA
17、B的三维图形绘制的三维图形绘制(一)(一)三维曲线图三维曲线图 grid on xlabel(Dependent Variable X)ylabel(Dependent Variable Y)zlabel(Independent Variable Z)title(Sine and Cosine Curve)二、二、MATLABMATLAB的三维图形绘制的三维图形绘制(一)(一)三维曲线图三维曲线图 二、二、MATLABMATLAB的三维图形绘制的三维图形绘制(一)(一)三维曲线图三维曲线图(二)(二)三维网线图和曲面图三维网线图和曲面图1.meshgrid命令命令为了绘制三维立体图形,为了绘制
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