matlab绘图学习教程.pptx

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1、2023/3/141n 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第1页/共57页2023/3/1425.1 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，分别用于存储为长度相同的向量，分别用于存储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=2ecos(4x)例例5-

2、2 绘制曲线。绘制曲线。第2页/共57页2023/3/143 plot函数最简单的调用格式是只包含一个输入参数：函数最简单的调用格式是只包含一个输入参数：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条连续曲线，这实际上是绘制折线图。际上是绘制折线图。第3页/共57页2023/3/1445.1.2 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

3、同维的矩阵时，则绘制出多根不同颜色的曲线。同维的矩阵时，则绘制出多根不同颜色的曲线。曲线条数曲线条数等于等于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是同维矩阵时，则以是同维矩阵时，则以x,y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，曲曲线条数线条数等于矩阵的等于矩阵的列数列数。第4页/共57页2023/3/145 (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，当输入参数是实矩阵时，则按列绘制函数，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线，曲线条数等于输入参数矩阵的列

4、数。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列数。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。多条曲线。第5页/共57页2023/3/1462.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。每一向量对可以绘制出一条曲线，这样可量对，每一组向量对的长度可以不同。每

5、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多条曲线。以在同一坐标内绘制出多条曲线。第6页/共57页2023/3/147 (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。制曲线，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。第7页/共57页2023/3/1483.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标度的两个图形，可以使如果需要绘制出具有不同纵坐标标度的两个图形，可

6、以使用用plotyy绘图函数。调用格式为：绘图函数。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。横坐标的标度相同，纵坐对应另一条曲线。横坐标的标度相同，纵坐标有两个，左纵坐标用于标有两个，左纵坐标用于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。第8页/共57页2023/3/149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 cos(4x)和和 y2=2ecos(x)。程序如下：程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y1=0.2*exp(-0.5*x).*co

7、s(4*pi*x);y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);plotyy(x,y1,x,y2);第9页/共57页2023/3/14104.图形保持图形保持 hold on/off命令控制是保持原有图形还是刷新原有图形，不带参数的命令控制是保持原有图形还是刷新原有图形，不带参数的hold命命令在两种状态之间进行切换。令在两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)。第10页/共57页2023/3/14115.1.3 设置曲线样式设置曲线样式 MAT

8、LAB提供了一些绘图选项，用于确定所绘曲线的线型、颜色和数据点标记符提供了一些绘图选项，用于确定所绘曲线的线型、颜色和数据点标记符号，它们可以组合使用。例如，号，它们可以组合使用。例如，“b-.”表示蓝色点划线表示蓝色点划线，“y:d”表示黄色虚线并表示黄色虚线并用菱形符标记数据点。当选项省略时用菱形符标记数据点。当选项省略时，MATLAB规定，线型一律用实线，颜色将规定，线型一律用实线，颜色将根据曲线的先后顺序依次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，其调用格式为：函数中加绘图选项，其调用格式为：plot(x1,y1,选项选项1,x2,y2

9、,选项选项2,xn,yn,选项选项n)第11页/共57页2023/3/1412曲线的色彩、线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

10、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(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菱形菱形菱形菱形第12页/共57页2023/3/1413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。第13页/共57页2023/3/14145.1.4 图形标注与坐标控制图形标注与坐标控制

11、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)legend(图例图例1,图例图例2,)第14页/共57页2023/3/1415 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。例如制字符，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。例如，text(0.3,0.5,sin(omegat+

12、beta)将得到标注效将得到标注效果sin(t+)。例例5-7 在在0 x2 区间内，绘制曲线区间内，绘制曲线 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第15页/共57页2023/3/1416axis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。

13、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.坐标控制坐标控制第16页/共57页2023/3/1417 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命令控制是画还是不画网格线，不带参数的格线，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。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换。命令在两种状态之间进行切换。例例5-8

14、 在同一坐标中，可以绘制在同一坐标中，可以绘制3个同心个同心 圆，并加坐标控制。圆，并加坐标控制。第17页/共57页2023/3/14185.1.5 图形的可视化编辑图形的可视化编辑 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的有关命令可以完成对窗口中各种图形对象的编辑处理。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。在图形窗口上有一个菜单栏和工具栏。菜单栏包含在图形窗口上有一个菜单栏和工具栏。菜单栏包含File、Edit、View、Insert、Tools、Desktop、Window

15、和和Help共7个菜单项，工具栏包含个菜单项，工具栏包含13个命令按钮个命令按钮。第18页/共57页2023/3/14195.1.6 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为相对为相对允许误差，其系统默认值为允许误差，其系统默认值为2e-3。选项定义与选项定义与plot函数相同。函数相同。第19页/共57页2023/3/1420例例5-9 用用fplot函数绘制

16、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),0,1,1e-4)第20页/共57页2023/3/14215.1.7 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mnmn个绘图区，即每行个绘图区，即每行n n个，共个，共m m行，区号按行优先行，区号按行优先编号，且选定第编号，且选定第p p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。绘制图形。例例5

17、-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。第21页/共57页2023/3/14225.2 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(x1,y1,选项选项1,x2,y2,选项选项2,)例例5-11 应用上述

18、函数作图。应用上述函数作图。第22页/共57页2023/3/14232.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。第23页/共57页2023/3/14245.2.2 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，常见的有条形图、阶梯图、杆图和中，二维

19、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：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,)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)。第24页/共57页2023/3/1425 MATLAB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、复数的相量图等等。百分比的饼图

20、、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：2347,1827,2043,3025，试试用饼图作统计分析。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：、2-3i 和。第25页/共57页2023/3/14265.3 隐函数绘图隐函数绘图 MATLAB提供了一提供了一个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

21、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。第26页/共57页2023/3/1427(2)对于隐函数对于隐函数f=f(x,y)，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。第27页/

22、共57页2023/3/1428(3)对于参数方程对于参数方程x=x(t)和和y=y(t)，ezplot函数的调用格式为：函数的调用格式为：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。例例5-15 隐函数绘图应用举例。隐函数绘图应用举例。第28页/共57页2023/3/14295.4 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，其调用格式为：函数用法十分相似，其调

23、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)其中每一组其中每一组x,y,z组成一组曲线的坐标参数，选项的组成一组曲线的坐标参数，选项的定义和定义和plot函数相同。当函数相同。当x,y,z是同维向量时，则是同维向量时，则x,y,z 对应元素构成一条三维曲线。当对应元素构成一条三维曲线。当x,y,z是同维矩阵时，是同维矩阵时，则以则以x,y,z对应列元素绘制三维曲线，曲线条数等于矩阵列数。对应列元素绘制三维曲线，曲线条数等于矩阵列数。第29页/共57页2023/3/1430程序如下：程序如下：t=0:pi/100:20*pi;x

24、=sin(t);y=cos(t);z=t.*sin(t).*cos(t);plot3(x,y,z);title(Line in 3-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。第30页/共57页2023/3/14315.4.2 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函数产生平面区域内的网格坐标矩阵。其格式为函数产生平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，

25、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的每一列都是向量的每一列都是向量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。第31页/共57页2023/3/14322.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是网格点上的高是网格点上的高度矩阵度矩阵，c用于指定在不同高度下的颜色范围。用于指定在不同高

26、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。第32页/共57页2023/3/1433 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xyxy平面上绘制曲面平面上绘制曲面的底座。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

27、三维曲面图种三维曲面图。第33页/共57页2023/3/14343.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peaks 函数，称为多峰函数，常用于三维曲面的演示函数，称为多峰函数，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。第34页/共57页2023/3/14355.4.3 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、饼在介绍二维图形时，曾提到条形图、杆图、饼图和填充图等

28、特殊图形，它们还可以以三维形图和填充图等特殊图形，它们还可以以三维形式出现，使用的函数分别是式出现，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)第35页/共57页2023/3/1436stem3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函数等效于三维函数函数等效于三维函数fillfill，可在三维空间

29、，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)第36页/共57页2023/3/1437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。(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。例例5-21 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。第37页/共57页2023/3/14385.5 图形

30、修饰处理图形修饰处理5.5.1 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，其调用格式为：其调用格式为：view(az,el)其中其中,az为方位角为方位角，el为仰角，它们均以度为单位。系统缺省的视点定义为方位角为仰角，它们均以度为单位。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第38页/共57页2023/3/14395.5.2 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，还可以用含有除用字符表示颜色外，还可以用含有3个元素的向量表示颜色。向个元素的向量

31、表示颜色。向量元素在量元素在0,1范围取值，范围取值，3个元素分别表示红、绿、蓝个元素分别表示红、绿、蓝3 3种颜色的相对亮度，称种颜色的相对亮度，称为为RGB三元组三元组。第39页/共57页2023/3/1440若干常用色的若干常用色的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

32、 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灰色灰色灰色灰色第40页/共57页2023/3/14412.色图色图 色图色图(Colorm

33、ap)是是MATLAB系统引入的概念系统引入的概念。在MATLAB中，每个图形窗口只能有一个色图。色图是每个图形窗口只能有一个色图。色图是m3 的数值矩阵，它的每一行是的数值矩阵，它的每一行是RGB三元组。色图矩阵可以人为地生成，也可以调用三元组。色图矩阵可以人为地生成，也可以调用MATLAB提供的函提供的函数来定义色图矩阵。数来定义色图矩阵。Colormap(CM)第41页/共57页2023/3/1442Matlab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

34、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pinkpinkpinkpink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

35、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、蓝色和黑色第42页/共57页2023/3/14433.三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格片上涂上颜色三维表面图实际上就

36、是在网格图的每一个网格片上涂上颜色。surf函数用缺省的函数用缺省的着色方式对网格片着色。除此之外，还可以用着色方式对网格片着色。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应的颜色进行着色，但网格线仍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，其颜色是黑色。这是系统的缺省着色方式。保留着，其颜色是黑色。这是系统的缺省着色方式。第43页/共57页2023/3/1444 shading flat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命令将每个网格片用同一个颜色进行着色，且网格线

37、也用相应的颜色，从而使得图形表面显得更加光滑色，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处理，得出的表面图显得最光滑。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。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。第44页/共57页2023/3/14455.5.3 光照处理光照处理 MATLAB提供了灯光设置的函数，其调用格式为：提供了灯光设置的函数，其调用格式为：light(color,选项选项1,style,选项选项2,position,选项选项3)第45页/共57页2023/3/14465.5.4 图形的裁剪处理图形

38、的裁剪处理 例例5-25 绘制三维曲面图，并进行插值着色处绘制三维曲面图，并进行插值着色处 理，裁掉图中理，裁掉图中x和和y都小于都小于0部分。部分。第46页/共57页2023/3/14475.6 图像处理与动画制作图像处理与动画制作5.6.1 图像处理图像处理 1.imread和和imwrite函数函数 imread和和imwrite函数分别用于将图像文件读入函数分别用于将图像文件读入MATLAB工作空间，以及将工作空间，以及将图像数据和色图数据一起写入一定格式的图像文件图像数据和色图数据一起写入一定格式的图像文件。MATLAB支持多种图像文支持多种图像文件格式，如件格式，如.bmp、.jp

39、g、.jpeg、.tif等等。第47页/共57页2023/3/14482.image和和imagesc函数函数 这两个函数用于图像显示。为了保证图像的显示效果，一般还应使用这两个函数用于图像显示。为了保证图像的显示效果，一般还应使用colormap函数设置图像色图。函数设置图像色图。例例5-26 有一图像文件有一图像文件，在图形窗口在图形窗口 显示该图像。显示该图像。第48页/共57页2023/3/1449 5.6.2 动画制作动画制作 MATLAB提供提供getframe、moviein和和movie函数进行动画制作。函数进行动画制作。1.moviein函数函数 moviein(n)函数用来

40、建立一个足够大的函数用来建立一个足够大的n n列矩阵。该矩阵用来保存列矩阵。该矩阵用来保存n n幅画面的数幅画面的数据，以备播放。之所以要事先建立一个大矩阵，是为了提高程序运行速度据，以备播放。之所以要事先建立一个大矩阵，是为了提高程序运行速度。第49页/共57页2023/3/14502.getframe函数函数 getframe函数可截取一幅画面信息函数可截取一幅画面信息(称为动画中的一帧称为动画中的一帧)，一幅画面信息形成一，一幅画面信息形成一个很大的列向量。显然，保存个很大的列向量。显然，保存n n幅图面就需一个大矩阵幅图面就需一个大矩阵。m(:,i)=getframe3.movie函数

41、函数 movie(m,n)函数播放由矩阵函数播放由矩阵m m所定义的画面所定义的画面n n次，缺省时播放一次次，缺省时播放一次。例例5-27 绘制了绘制了peaks函数曲面并且将它绕函数曲面并且将它绕z轴旋转。轴旋转。第50页/共57页2023/3/1451步骤步骤步骤步骤 指令例子指令例子指令例子指令例子1 1 1 1数据准备数据准备数据准备数据准备产生自变量向量产生自变量向量产生自变量向量产生自变量向量产生相应的函数向量产生相应的函数向量产生相应的函数向量产生相应的函数向量 t=pi*(0:100)/100 t=pi*(0:100)/100 y=sin(t).*sin(9*t)y=sin(

42、t).*sin(9*t)2 2 2 2选定图形窗及子图位置选定图形窗及子图位置选定图形窗及子图位置选定图形窗及子图位置figure(n)figure(n)figure(n)figure(n)指定子图形的窗号指定子图形的窗号指定子图形的窗号指定子图形的窗号 figure(n)figure(n)表示第几幅图形表示第几幅图形表示第几幅图形表示第几幅图形 subplot(2,2,3)subplot(2,2,3)，22 22 图的第三幅图的第三幅图的第三幅图的第三幅图图图图 subplot(1,3,2),13subplot(1,3,2),13图的第图的第图的第图的第2 2 2 2幅图幅图幅图幅图 3 3

43、 3 3调用高层绘图指令调用高层绘图指令调用高层绘图指令调用高层绘图指令 plot(t,y,b-)plot(t,y,b-)图形用蓝色线条图形用蓝色线条图形用蓝色线条图形用蓝色线条4 4 4 4图形注释图形注释图形注释图形注释图名、坐标名、文字说明图名、坐标名、文字说明图名、坐标名、文字说明图名、坐标名、文字说明title(title(调制波形调制波形调制波形调制波形）。）。）。）。xlabel(t)xlabel(t)legend()legend()图例图例图例图例，texttext（）文字说文字说文字说文字说明明明明5 5 5 5图形的精细修饰，利用工具或图形的精细修饰，利用工具或图形的精细修

44、饰，利用工具或图形的精细修饰，利用工具或命令命令命令命令 set set（h h，MarkerSizeMarkerSize，1010）6 6 6 6打印和贴图打印和贴图打印和贴图打印和贴图在图形编辑状态打印或进行贴图在图形编辑状态打印或进行贴图在图形编辑状态打印或进行贴图在图形编辑状态打印或进行贴图1.二维图形绘制的一般步骤二维图形绘制的一般步骤第51页/共57页2023/3/1452步骤步骤步骤步骤指令例子指令例子指令例子指令例子 1 1数据准备：数据准备：数据准备：数据准备：产生自变量向量产生自变量向量产生自变量向量产生自变量向量产生相应的函数向量产生相应的函数向量产生相应的函数向量产生相

45、应的函数向量 t=pi*(0:100)/100 t=pi*(0:100)/100 x=f1(t);y=f2 x=f1(t);y=f2（t t）z=f3(x,y)z=f3(x,y)2 2选定图形窗及子图位置选定图形窗及子图位置选定图形窗及子图位置选定图形窗及子图位置figure(n)figure(n)figure(n)figure(n)指定子图形的窗号指定子图形的窗号指定子图形的窗号指定子图形的窗号 figure(n)figure(n)表示第几幅图形表示第几幅图形表示第几幅图形表示第几幅图形 subplot(2,2,3)subplot(2,2,3)，22 22 图的第三幅图图的第三幅图图的第三幅

46、图图的第三幅图 subplot(1,3,2),13subplot(1,3,2),13图的第图的第图的第图的第2 2 2 2幅图幅图幅图幅图 3 3调用高层绘图指令调用高层绘图指令调用高层绘图指令调用高层绘图指令 plot3(t,y,z,b-)plot3(t,y,z,b-)图形用蓝色线条图形用蓝色线条图形用蓝色线条图形用蓝色线条 mesh(x,y,z)mesh(x,y,z)，surf(x,y,z)surf(x,y,z)4 4着色、明暗、灯光等着色、明暗、灯光等着色、明暗、灯光等着色、明暗、灯光等 colormap,shading,light colormap,shading,light 5 5视

47、角视角视角视角 view view 6 6图形的精细修饰，利用工图形的精细修饰，利用工图形的精细修饰，利用工图形的精细修饰，利用工具或命令具或命令具或命令具或命令 set set（h h，MarkerSizeMarkerSize，1010）2.三维图形绘制的一般步骤三维图形绘制的一般步骤第52页/共57页2023/3/14533.绘制图上图绘制图上图 有时为了需要，需要在图上画图，可能是为了局部放大，或其他目的。有时为了需要，需要在图上画图，可能是为了局部放大，或其他目的。例题：例题：第53页/共57页2023/3/1454有时为了比较，需要将几幅图形以阵列的形式画有时为了比较，需要将几幅图形

48、以阵列的形式画有时为了比较，需要将几幅图形以阵列的形式画有时为了比较，需要将几幅图形以阵列的形式画出来，这时就要用到出来，这时就要用到出来，这时就要用到出来，这时就要用到subplotsubplot函数。是一个函数。是一个函数。是一个函数。是一个2x22x2图形图形图形图形阵列的分布绘制的小程序阵列的分布绘制的小程序阵列的分布绘制的小程序阵列的分布绘制的小程序有时画图的时候，阵列并不是有时画图的时候，阵列并不是有时画图的时候，阵列并不是有时画图的时候，阵列并不是mxnmxn这样的情况，这样的情况，这样的情况，这样的情况，比如说第一行是两幅图；而第二行是一幅图，这时比如说第一行是两幅图；而第二行

49、是一幅图，这时比如说第一行是两幅图；而第二行是一幅图，这时比如说第一行是两幅图；而第二行是一幅图，这时我们就要变通的使用我们就要变通的使用我们就要变通的使用我们就要变通的使用subplotsubplot函数了，请看函数了，请看函数了，请看函数了，请看有时用有时用有时用有时用subplotsubplot函数来分布图形阵列是可能图形的函数来分布图形阵列是可能图形的函数来分布图形阵列是可能图形的函数来分布图形阵列是可能图形的定位让我们感到不是很理想，这时还有一个办法可定位让我们感到不是很理想，这时还有一个办法可定位让我们感到不是很理想，这时还有一个办法可定位让我们感到不是很理想，这时还有一个办法可以

50、采用，就是利用以采用，就是利用以采用，就是利用以采用，就是利用axesaxes函数来函数来函数来函数来“随心所欲随心所欲随心所欲随心所欲”的定位。的定位。的定位。的定位。看看看看4.多子图的绘制多子图的绘制第54页/共57页2023/3/1455 常用的几个标注的函数是常用的几个标注的函数是:text;xlabel(ylabel,zlabel);title 在标注的时候字体，位置以及方向等可以使用在标注的时候字体，位置以及方向等可以使用MATLAB自己默认的，也可以自自己默认的，也可以自己去设定。己去设定。5.图形标注的一些问题图形标注的一些问题第55页/共57页2023/3/1456 下面以