第五章 matlab绘图g.ppt

《第五章 matlab绘图g.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章 matlab绘图g.ppt（93页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第五章第五章 MATLAB绘图绘图1/21/20231n n 二维数据曲线图二维数据曲线图n n 其他二维图形其他二维图形n n 隐函数绘图隐函数绘图n n三维图形三维图形n n图形修饰处理图形修饰处理n n图像处理与动画制作图像处理与动画制作1/21/202325.1 二维数据曲线图二维数据曲线图5.1.1 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，分别用于为长度相同的向量，分别用于存储存储x坐标和坐标和y坐标数据。坐标数据。例例5-1 在在0 x2 区间内，绘制曲线区间内，绘制曲线 y=2e-0

2、.5xcos(4x)例例5-2 绘制曲线。绘制曲线。1/21/20233 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 x是实向量时，以该向量是实向量时，以该向量元素的下标为横坐标，元素值为纵坐标画元素的下标为横坐标，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。出一条连续曲线，这实际上是绘制折线图。1/21/202345.1.2 绘制多根二维曲线绘制多根二维曲线 1.plot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)(1)当当x是向量，是向量，y是有一维与是有一维与x x同维

3、的矩阵同维的矩阵时，则绘制出多根不同颜色的曲线。时，则绘制出多根不同颜色的曲线。曲线曲线条数条数等于等于y矩阵的矩阵的另一维数另一维数，x被作为这些被作为这些曲线共同的横坐标曲线共同的横坐标。(2)当当x,y是同维矩阵时，则以是同维矩阵时，则以x,y对应列元对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数曲线条数等于矩阵的等于矩阵的列数列数。1/21/20235 (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，当函数，当输入参数是实矩阵时，则按列绘制每列元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线，曲线条数等于输素值相对其下标的曲线，曲线条

4、数等于输入参数矩阵的列数。入参数矩阵的列数。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、纵坐标绘制多条以元素实部和虚部为横、纵坐标绘制多条曲线。曲线。1/21/202362.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，每分别组成一组向量对，每一组向量对的长度可以不同。每一向量对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，这样可以在同一坐可以绘制出一条曲线

5、，这样可以在同一坐标内绘制出多条曲线。标内绘制出多条曲线。1/21/20237 (2)(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,yx,y按对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，按对应列元素为横、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。例例5-3 分析下列程序绘制的曲线。分析下列程序绘制的曲线。1/21/202383.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，中，如果需要绘制出具有不如果需要绘制出具有不同纵坐标标度的两个图形，可以使用同纵坐标标度的两个图形，可以使用plotyy绘图函数。调用格式为：绘图函数。调用格

6、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对应另一对应另一条曲线。横坐标的标度相同，纵坐标有两条曲线。横坐标的标度相同，纵坐标有两个，左纵坐标用于个，左纵坐标用于x1,y1数据对，右纵坐标数据对，右纵坐标用于用于x2,y2数据对数据对。1/21/20239例例5-4 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：x=0:pi/100:2*pi;y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);y2=2*exp(-

7、0.5*x).*cos(pi*x);plotyy(x,y1,x,y2);1/21/2023104.图形保持图形保持 hold on/off命令控制是保持原有图形还是命令控制是保持原有图形还是刷新原有图形，不带参数的刷新原有图形，不带参数的hold命令在两命令在两种状态之间进行切换。种状态之间进行切换。例例5-5 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)。1/21/2023115.1.3 设置曲线样式设置曲线样式 MATLAB提供了一些绘图选项，用于确定提供了一些绘图选项，用于确定所绘曲线的线

8、型、颜色和数据点标记符号，所绘曲线的线型、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-.”表示蓝表示蓝色点划线色点划线，“y:d”表示黄色虚线并用菱形表示黄色虚线并用菱形符标记数据点。当选项省略时符标记数据点。当选项省略时，MATLAB规规定，线型一律用实线，颜色将根据曲线的先定，线型一律用实线，颜色将根据曲线的先后顺序依次后顺序依次。要设置曲线样式可以在要设置曲线样式可以在plot函数中加绘图选函数中加绘图选项，其调用格式为：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)1/21/202312曲线的色彩、线

9、型和数据点型参数定义曲线的色彩、线型和数据点型参数定义颜颜颜颜 色色色色 符符符符 号号号号含含含含 义义义义数数数数 据据据据 点点点点 型型型型含含含含 义义义义线线线线 型型型型含含含含 义义义义b b b b蓝色蓝色蓝色蓝色.点点点点-实线实线实线实线g g g g 绿色绿色绿色绿色x x x xX X X X符号符号符号符号:点线点线点线点线r r r r 红色红色红色红色+号号号号-.-.-.-.点划线点划线点划线点划线c c c c 篮绿色篮绿色篮绿色篮绿色h h h h六六六六角角角角星星星星形形形形-虚线虚线虚线虚线m m m m 紫红色紫红色紫红色紫红色*星号星号星号星号(

10、空白空白空白空白)不画线不画线不画线不画线y y y y 黄色黄色黄色黄色s s s s方形方形方形方形k k k k 黑色黑色黑色黑色d d d d菱形菱形菱形菱形1/21/202313例例5-6 在同一坐标内，分别用不同线型和颜色在同一坐标内，分别用不同线型和颜色 绘制曲线绘制曲线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。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

11、)1e-2);%查找查找y1与与y2相等点相等点(近似相等近似相等)的下标的下标x1=x(k);%取取y1与与y2相等点的相等点的x坐标坐标y3=0.2*exp(-0.5*x1).*cos(4*pi*x1);%求求y1与与y2值相等点的值相等点的y坐标坐标plot(x,y1,x,y2,k:,x1,y3,rp);1/21/2023145.1.4 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)lege

12、nd(图例图例1,图例图例2,)1/21/202315 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格式的控制格式的控制字符，这样就可以在图形上添加希腊字母、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。例如数学符号及公式等内容。例如，text(0.3,0.5,sin(omegat+beta)将得到将得到标注效标注效果果sin(t+)。1/21/202316x=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 t

13、o 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);%加图例加图例例例5-7 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1/21/202317axis函数的调用格式为：函数的调用格式为：axis(xmin xmax

14、 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。2.坐标控制坐标控制1/21/202318 给坐标加网格线用给坐标加网格线用gridgrid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

15、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，不带命令控制是加还是不加边框线，不带参数的参数的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。1/21/202319t=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 off;%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例例5-8 在同一坐标中，可以绘制在同一坐标中，可以绘制3个同心个同心 圆，并加坐

16、标控制。圆，并加坐标控制。1/21/2023205.1.5 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图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。形对象的编辑处理。在图形窗口上有一个菜单栏和工具栏。菜单在图形窗口上有一个菜单栏和工具栏。菜单栏包含栏包含File、Edit、View、Insert、Tools、Desktop、Window和和Help共共7个菜单项，工个菜单项，工具栏包含具栏包含13个命令按钮个命令按钮。

17、1/21/2023215.1.6 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，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函数函数相同。相同。1/21/202322例例5-9 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：fplot(cos(tan(pi*x),0,1

18、,1e-4)1/21/2023235.1.7 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m mn n个绘图区，个绘图区，即每行即每行n n个，共个，共m m行，区号按行优先编号，行，区号按行优先编号，且选定第且选定第p 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5-10 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。1/21/202324clf;t=(pi

19、*(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(2,1,2)subplot(position,0.2,0.05,0.6,0.45)%在指定位置上开辟子图，并成为当在指定位置上开辟子图，并成为当前图前图left,bottom,width,heightplot(t,y12,b-,t,y1,-y1,r:);axis(0,pi,-1,1);例例例例5-1

20、0 5-10 在图形窗口中，以子图形式同时绘制多根曲线。在图形窗口中，以子图形式同时绘制多根曲线。在图形窗口中，以子图形式同时绘制多根曲线。在图形窗口中，以子图形式同时绘制多根曲线。1/21/2023255.2 其他二维图形其他二维图形5.2.1 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提供了绘制对数和半对数坐标 曲线的函数，调用格式为：曲线的函数，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(

21、x1,y1,选项选项1,x2,y2,选项选项2,)1/21/202326x=0 2 5 7 10 12 15 17 20 21;y=0.1 0.2 0.5 0.6 0.9 1 1.2 1.26 1.22 1.2;subplot(2,2,1),plot(x,y);subplot(2,2,2),semilogx(x,y);subplot(2,2,3),semilogy(x,y);subplot(2,2,4),loglog(x,y);1/21/2023272.极坐标图极坐标图 polar函数用来绘制极坐标图，其调用格式函数用来绘制极坐标图，其调用格式为为：polar(theta,rho,选项选项)其

22、中其中theta为为极坐标极角极坐标极角，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。1/21/202328clft=0:pi/50:2*pi;r=sin(t).*cos(t);polar(t,r,-*);例例5-12 绘制绘制r=sin(t)cos(t)的极坐标图，并的极坐标图，并标记数据点。标记数据点。1/21/2023295.2.2 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：等，所采用的函数分别是：b

23、ar(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,)1/21/202330 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(

24、2,2,4);fill(x,y,y);title(fill(x,y,y);axis(0,7,-2,2);例例5-13 分别以条形图、阶梯图、杆图和填充图分别以条形图、阶梯图、杆图和填充图 形式绘制曲线形式绘制曲线y=2sin(x)。1/21/202331 MATLAB提供的统计分析绘图函数还有很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、复数的相量图等等。比的饼图、复数的相量图等等。例例5-14 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)分别为分别为：2347,1827,2043

25、,3025，试用饼图试用饼图作统计分析。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。1/21/202332clfsubplot(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,四季四季度度);subplot(1,2,2);compass(7+2.9i,2-3i,-1.5-6i);title(相量图相量图);1/21/2023335.3 隐函数绘图隐函数绘图 MATLAB提供了一提供了一个个ezplot函数绘制隐函函数绘制隐函 数图形，下面介绍其用法

26、。数图形，下面介绍其用法。(1)对于函数对于函数f=f(x)，ezplot函数的调用格函数的调用格 式为式为：ezplot(f)：在默认区间在默认区间-2x2绘制绘制f=f(x)的图形。的图形。ezplot(f,a,b)：在区间在区间axb绘制绘制f=f(x)的图形的图形。1/21/202334(2)对于隐函数对于隐函数f=f(x,y)，ezplot函数的调用函数的调用格式为：格式为：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)：在区在区间间xminxxmax和和yminyyma

27、x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绘绘制制f(x,y)=0的图形的图形。1/21/202335(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 tmax绘制绘制x=x(t)和和y=y(t)的图形。的图形。1/21/202336clfsubplot(2,2,1);ezplot(x2+y2-9);axis eq

28、ualsubplot(2,2,2);ezplot(x3+y3-5*x*y+1/5)subplot(2,2,3);ezplot(cos(tan(pi*x),0,1)subplot(2,2,4);ezplot(8*cos(t),4*sqrt(2)*sin(t),0,2*pi)例例5-15 隐函数绘图应用举例。隐函数绘图应用举例。1/21/2023375.4 三维图形三维图形5.4.1 三维曲线三维曲线 plot3函数与函数与plot函数用法十分相似，其调函数用法十分相似，其调用格式为：用格式为：plot3(x1,y1,z1,选项选项1,x2,y2,z2,选项选项2,xn,yn,zn,选项选项n)其

29、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，选项的选项的定义和定义和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对应元素构成一条三维曲线。当线。当x,y,z是同维矩阵时，则以是同维矩阵时，则以x,y,z对应列对应列元素绘制三维曲线，曲线条数等于矩阵列元素绘制三维曲线，曲线条数等于矩阵列数。数。1/21/202338程序如下：程序如下：t=0:pi/100:20*pi;x=sin(t);y=cos(t);z=t.*sin(t).*cos(t);plot3(x,y,z);title(Line in 3-

30、D Space);xlabel(X);ylabel(Y);zlabel(Z);grid on;例例5-16 绘制三维曲线。绘制三维曲线。1/21/2023395.4.2 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网格坐标矩阵。其格式为面区域内的网格坐标矩阵。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 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 Y的每的每一列都是向量一列都是向量y，

31、列数等于向量，列数等于向量x的元素的的元素的个数。个数。1/21/2023402.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5-17 绘制三维曲面图绘制三维曲面图z=sin(x+sin(y)-x/10。1/21/202341n nx,y=meshgrid(0:0.25:4*

32、pi);n nz=sin(x+sin(y)-x/10;n nsurf(x,y,z);n naxis(0 4*pi 0 4*pi-2.5 1);n nfiguren nmesh(x,y,z);n naxis(0 4*pi 0 4*pi-2.5 1);1/21/202342 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和带底座的三维网格曲面函数和带底座的三维网格曲面函数meshz。其用法与其用法与meshmesh类似，不同的是类似，不同的是meshc还在还在xyxy平面上绘制曲面在平面上绘制曲面在z z轴方向的等高线，轴方向的等高线，meshz还在还在xyx

33、y平面上绘制曲面的底座。平面上绘制曲面的底座。例例5-18 在在xy平面内选择区域平面内选择区域-8,8-8,8，绘，绘 制制4种三维曲面图种三维曲面图。1/21/202343n n x,yx,y=meshgrid(-8:0.5:8);=meshgrid(-8:0.5:8);n nz=sin(sqrt(x.2+y.2)./sqrt(x.2+y.2+eps);z=sin(sqrt(x.2+y.2)./sqrt(x.2+y.2+eps);n nsubplot(2,2,1);subplot(2,2,1);n nmesh(x,y,zmesh(x,y,z););n ntitle(mesh(x,y,zti

34、tle(mesh(x,y,z)n nsubplot(2,2,2);subplot(2,2,2);n nmeshc(x,y,zmeshc(x,y,z););n ntitle(meshc(x,y,ztitle(meshc(x,y,z)n nsubplot(2,2,3);subplot(2,2,3);n nmeshz(x,y,zmeshz(x,y,z)n ntitle(meshz(x,y,ztitle(meshz(x,y,z)n nsubplot(2,2,4);subplot(2,2,4);n nsurf(x,y,zsurf(x,y,z););n ntitle(surf(x,y,ztitle(sur

35、f(x,y,z)1/21/2023443.标准三维曲面标准三维曲面 球面函数球面函数sphere函数的调用格式为函数的调用格式为：x,y,z=sphere(n)柱面函数柱面函数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，称为多峰函数，常用于三维曲面的演示函数，常用于三维曲面的演示。例例5-19 绘制标准三维曲面图形。绘制标准三维曲面图形。1/21/202345t=0:pi/20:2*pi;x,y,z=cylinder(2+sin(t),30);subplot(2,2,1);surf(x,y,

36、z);title(x,y,z=cylinder(2+sin(t),30)subplot(2,2,2);x,y,z=sphere;%20X20surf(x,y,z);title(x,y,z=sphere)subplot(2,1,2);x,y,z=peaks(30);%30X30surf(x,y,z);title(x,y,z=peaks(30)1/21/2023465.4.3 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、饼图在介绍二维图形时，曾提到条形图、杆图、饼图在介绍二维图形时，曾提到条形图、杆图、饼图在介绍二维图形时，曾提到条形图、杆图、饼图和填充图等特殊图形，它们还可以

37、以三维形式出和填充图等特殊图形，它们还可以以三维形式出和填充图等特殊图形，它们还可以以三维形式出和填充图等特殊图形，它们还可以以三维形式出现，使用的函数分别是现，使用的函数分别是现，使用的函数分别是现，使用的函数分别是bar3bar3、stem3stem3、pie3 pie3 和和和和fill3fill3。bar3bar3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(y)bar3(x,y)bar3(x,y)1/21/202347stem3函数绘制离散序列数据的三维杆图，常函数绘制离散序列数据的三

38、维杆图，常用格式为：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函数等效于二维函数函数等效于二维函数fillfill，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)1/21/202348例例5-20 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。(

39、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。1/21/202349 clearsubplot(2,2,1);bar3(magic(4)subplot(2,2,2);y=2*sin(0:pi/10:2*pi);stem3(y);subplot(2,2,3);x=2347,1827,2043,3025;explode=0 0 1 0%pie3(x);pie3(x,explode)subplot(2,2,4);fill3(rand(3,5),rand(3,5),rand(3,5),y)1/21/2023505.5 图形修饰处理图形修饰处理5.5.1 视点处理视点处理

40、 MATLAB提供了设置视点的函数提供了设置视点的函数view，其调其调用格式为：用格式为：view(az,el)其中其中,az为方位角为方位角，el为仰角，它们均以度为为仰角，它们均以度为单位。系统缺省的视点定义为方位角单位。系统缺省的视点定义为方位角-37.5,仰角仰角30。例例5.22 从四个方位来观看函数从四个方位来观看函数1/21/202351clearclfsubplot(2,2,1)peaks(50)title(az=-37.5,el=30);subplot(2,2,2)peaks(50)view(90,0)title(az=90,el=0);subplot(2,2,3)peak

41、s(50)view(30,45)title(az=30,el=45);subplot(2,2,4)peaks(50)view(2)title(az=0,el=90);%二维平面图二维平面图1/21/2023525.5.2 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。向量元素个元素的向量表示颜色。向量元素在在0,1范围取值，范围取值，3个元素分别表示红、个元素分别表示红、绿、蓝绿、蓝3 3种颜色的相对亮度，称为种颜色的相对亮度，称为RGB三元三元组组。1/21/202353若干常用色的若干

42、常用色的RGB值值Red(Red(Red(Red(红红红红)Green(Green(Green(Green(绿绿绿绿)Blue(Blue(Blue(Blue(蓝蓝蓝蓝)颜颜颜颜 色色色色0 0 0 00 0 0 00 0 0 0黑黑黑黑1 1 1 11 1 1 11 1 1 1白白白白1 1 1 10 0 0 00 0 0 0红红红红0 0 0 01 1 1 10 0 0 0绿绿绿绿0 0 0 00 0 0 01 1 1 1蓝蓝蓝蓝1 1 1 11 1 1 10 0 0 0黄黄黄黄1 1 1 10 0 0 01 1 1 1洋红洋红洋红洋红0 0 0 01 1 1 11 1 1 1青蓝青蓝青蓝青

43、蓝2/32/32/32/30 0 0 01 1 1 1天蓝天蓝天蓝天蓝1 1 1 11/21/21/21/20 0 0 0橘黄橘黄橘黄橘黄0.50.50.50.50 0 0 00 0 0 0深红深红深红深红0.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.5灰色灰色灰色灰色1/21/2023542.色图色图 色图色图(Colormap)是是MATLAB系统引入的概系统引入的概念念。在。在MATLAB中，中，每个图形窗口只能有每个图形窗口只能有一个色图。色图是一个色图。色图是m3 的数值矩阵，它的的数值矩阵，它的每一行是每一行是RGB三元组。色图矩阵可以人为三元组。色图矩阵可

44、以人为地生成，也可以调用地生成，也可以调用MATLAB提供的函数提供的函数来定义色图矩阵。来定义色图矩阵。Colormap(CM)1/21/202355Matlab的预定义色图矩阵的预定义色图矩阵CMCMCMCMCM功功功功 能能能能 描描描描 述述述述hsvhsvhsvhsv色彩饱和值色彩饱和值色彩饱和值色彩饱和值(以红色开始和结束以红色开始和结束以红色开始和结束以红色开始和结束)hothothothot从黑到红到黄到白从黑到红到黄到白从黑到红到黄到白从黑到红到黄到白coolcoolcoolcool青蓝和洋红的色度青蓝和洋红的色度青蓝和洋红的色度青蓝和洋红的色度pinkpinkpinkpin

45、k粉红的彩色度粉红的彩色度粉红的彩色度粉红的彩色度graygraygraygray线性灰度线性灰度线性灰度线性灰度bonebonebonebone带一点蓝色的灰度带一点蓝色的灰度带一点蓝色的灰度带一点蓝色的灰度jetjetjetjethsvhsvhsvhsv的一种变形的一种变形的一种变形的一种变形(以蓝色开始和结束以蓝色开始和结束以蓝色开始和结束以蓝色开始和结束)coppercoppercoppercopper线性铜色度线性铜色度线性铜色度线性铜色度primprimprimprim三三三三棱棱棱棱镜镜镜镜，交交交交替替替替为为为为红红红红色色色色、橘橘橘橘黄黄黄黄色色色色、黄黄黄黄色色色色、绿

46、绿绿绿色和天蓝色色和天蓝色色和天蓝色色和天蓝色flagflagflagflag交替为红色、白色、蓝色和黑色交替为红色、白色、蓝色和黑色交替为红色、白色、蓝色和黑色交替为红色、白色、蓝色和黑色1/21/2023563.三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命令将每个网格片用其高

47、度对应的颜色进行着色，但网格线仍保留着，对应的颜色进行着色，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。1/21/202357 shading 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。值处理，得出的表面图显得最光滑。例例5-23 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。1/21

48、/202358x,y,z=sphere(20);colormap(copper);subplot(1,3,1);surf(x,y,z);shading faceted title(shading faceted)axis equalsubplot(1,3,2);surf(x,y,z);shading flat;%网格的每个线段和表面都有相同的网格的每个线段和表面都有相同的颜色颜色title(shading flat)axis equalsubplot(1,3,3);surf(x,y,z);shading interp;colormap(hot)title(shading interp)axis

49、 equal1/21/202359透视与消隐透视与消隐 用于网线图用于网线图1/21/202360n n透视与消隐p=peaks(30);mesh(p)；hidden on1/21/202361p=peaks(30);mesh(p);hidden off1/21/2023625.5.3 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)1/21/202363光照控制光照控制 n nMATLAB 7MATLAB 7语言提供了许多函数在图形中进行对光源的定语

50、言提供了许多函数在图形中进行对光源的定位并改变光照对象的特征。位并改变光照对象的特征。函函 数数 名名功功 能能 描描 述述camlight设置并移动关于摄像头的光源设置并移动关于摄像头的光源lightangle在球坐标下设置或定位一个光源在球坐标下设置或定位一个光源light设置光源设置光源lighting选择光源模式选择光源模式material设置图形表面对光照的反映模式设置图形表面对光照的反映模式1/21/202364clearx,y,z=sphere(20);subplot(1,2,1);surf(x,y,z);axis equal;light(Position,0,1,1);%设置光