数据和函数的可视化.pptx

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1、 2023/3/12Matlab Language1 引言引言世界顶级的数值计算工具软件世界顶级的数值计算工具软件MATLAB具有极其强具有极其强大的大的数据可视化数据可视化功能，功能，可制作具有出版质量图形可制作具有出版质量图形。在前面的课程中，已经使用了在前面的课程中，已经使用了数据可视化命令数据可视化命令plot。详细介绍详细介绍MATLAB这一部分的内容可以写这一部分的内容可以写一本书一本书。我们只能介绍我们只能介绍MATLAB数据可视化的基础，数据可视化的基础，2-D数据数据可视化、可视化、3-D数据可视化初步。数据可视化初步。二维图形二维图形是将平面坐标上的数据点连接起来的平面图是

2、将平面坐标上的数据点连接起来的平面图形。可以采用直角坐标系、对数坐标、极坐标等形式。形。可以采用直角坐标系、对数坐标、极坐标等形式。数据点可以用向量或矩阵形式给出，类型可以是实型数据点可以用向量或矩阵形式给出，类型可以是实型或复型。或复型。第1页/共29页 2023/3/12Matlab Language2 3.1 二维曲线绘图的基本操作二维曲线绘图的基本操作plot指令的基本调用格式指令的基本调用格式（1）plot(x)x为向量时，以该元素的下标为横坐标、元素值为纵坐标绘出曲线为向量时，以该元素的下标为横坐标、元素值为纵坐标绘出曲线x为实数二维数组时，则按列绘制每列元素值相对其下标的曲线，曲

3、线数等为实数二维数组时，则按列绘制每列元素值相对其下标的曲线，曲线数等于于x数组的列数。数组的列数。x为复数二维数组时，则按列分别以数组的实部和虚部为横、纵坐标绘制多为复数二维数组时，则按列分别以数组的实部和虚部为横、纵坐标绘制多条曲线条曲线（2）plot(x,y)x、y为同维数组时，绘制以为同维数组时，绘制以x、y元素为横纵坐标的曲线元素为横纵坐标的曲线x为向量，为向量，y为二维数组、且其列数或行数等于为二维数组、且其列数或行数等于x的元素数时，绘制多条不同的元素数时，绘制多条不同颜色的曲线颜色的曲线x为二维数组，为二维数组，y为向量时，情况与上相同，只是为向量时，情况与上相同，只是y仍为纵

4、坐标。仍为纵坐标。（3）plot(x1,y1,x2,y2,)绘制以绘制以x1为横坐标、为横坐标、y1为纵坐标的曲线为纵坐标的曲线1，以，以x2为横坐标、为横坐标、y2为纵坐标的曲为纵坐标的曲线线2，等等。，等等。其中其中x为横坐标，为横坐标，y为纵坐标，绘制为纵坐标，绘制y=f(x)函数曲线。函数曲线。第2页/共29页 2023/3/12Matlab Language3 例例3.1使用直角坐标系使用直角坐标系在在0，2区间内，绘制曲线区间内，绘制曲线x=0:pi/100:2*pi;y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x);plot(x,y)第3页/共29页 2023/3/12M

5、atlab Language4 例例3.2 使用参数方程绘制曲线使用参数方程绘制曲线绘制曲线绘制曲线t=-pi:pi/100:pi;x=t.*cos(3*t);y=t.*sin(t).2;plot(x,y)第4页/共29页 2023/3/12Matlab Language5 绘制图形的辅助操作绘制图形的辅助操作 曲线线形控制符曲线线形控制符 曲线颜色控制符曲线颜色控制符 符号-:-.-含义 实线 虚线 点划线 双划线 符号 b g rcmykw含义兰绿红青品红黄黑白第5页/共29页 2023/3/12Matlab Language6 曲线的色彩、线型和曲线的色彩、线型和 数据点形数据点形曲线的

6、曲线的线形控制符、颜色控制符、数据点形控制符线形控制符、颜色控制符、数据点形控制符可以组可以组合使用合使用其先后次序不影响绘图结果其先后次序不影响绘图结果也可以单独使用。也可以单独使用。第6页/共29页 2023/3/12Matlab Language7 例例3.9 绘制图形的辅助操作绘制图形的辅助操作Specify Line properties t=(0:15)*2*pi/15;y=sin(t);subplot(3,2,1),plot(t,y);title(Lins style is default)subplot(3,2,2),plot(t,y,o);title(Lins style i

7、s o)subplot(3,2,3),plot(t,y,k:);title(Lins style is k:)subplot(3,2,4),plot(t,y,k:*);title(Lins style is k:*)subplot(3,2,5),plot(t,y,m-d);title(Lins style is m-d)subplot(3,2,6),plot(t,y,r-p);title(Lins style is r-p)第7页/共29页 2023/3/12Matlab Language8 第8页/共29页 2023/3/12Matlab Language9 坐标、刻度和分格线控制坐标、刻度

8、和分格线控制 第9页/共29页 2023/3/12Matlab Language10 例例 3.10 坐标控制坐标控制 绘制椭圆，长轴为绘制椭圆，长轴为3.25，短轴为，短轴为1.15t=0:2*pi/99:2*pi;x=1.15*cos(t);y=3.25*sin(t);%y为长轴，为长轴，x为短轴为短轴subplot(2,2,1);plot(x,y);axis offtitle(axis off);subplot(2,2,2);plot(x,y);axis image;title(axis image);subplot(2,2,3);plot(x,y);axis equal;title(a

9、xis Equal);subplot(2,2,4);plot(x,y);axis square;title(axis Square);第10页/共29页 2023/3/12Matlab Language11 第11页/共29页 2023/3/12Matlab Language12 刻度、分格线和坐标框刻度、分格线和坐标框 分格线与分格线与grid指令指令 grid on画出分格线画出分格线grid off不画分格线不画分格线MATLAB的的缺省设置是不画分格线；缺省设置是不画分格线；分格线的疏密取决于坐标刻度（改变坐标刻度，可改分格线的疏密取决于坐标刻度（改变坐标刻度，可改变分格线的疏密）。变

10、分格线的疏密）。坐标框坐标框box on控制加边框线控制加边框线box off 控制不加边框线控制不加边框线刻度设置刻度设置指令及格式：指令及格式：set(gca,xtick,xs,ytick,ys)xs、ys可以使任何合法的实数向量，用于分别设置可以使任何合法的实数向量，用于分别设置x、y轴的刻度。轴的刻度。第12页/共29页 2023/3/12Matlab Language13 图形标识图形标识 图形标识包括：图形标识包括：图名（图名（title）坐标轴名（坐标轴名（xlabel、ylabel）图形文本注释（图形文本注释（text）图例（图例（legend）简捷使用格式简捷使用格式 tit

11、le(s)%s为字符串变量或常量为字符串变量或常量xlabel(s)ylabel(s)legend(s)text(x,y,s)%指定坐标（指定坐标（x,y）处加注文字）处加注文字 第13页/共29页 2023/3/12Matlab Language14 图形标识图形标识（续）（续）精细指令形式精细指令形式 字体样式设置：字体样式设置：fontnamearg arg fontsize arg string 其中，其中，String为要输出的字符串，其前面的均为为要输出的字符串，其前面的均为属性控制属性控制，使用方法见下表。，使用方法见下表。第14页/共29页 2023/3/12Matlab La

12、nguage15 图形标识图形标识（续）（续）第15页/共29页 2023/3/12Matlab Language16 例例3.12在正弦曲线上标注特殊值在正弦曲线上标注特殊值t=(0:100)/100*2*pi;y=sin(t);plot(t,y)text(3*pi/4,sin(3*pi/4),fontsize16leftarrowsin(t)=.707)text(pi,sin(pi),fontsize16leftarrowsin(t)=0)text(5*pi/4,sin(5*pi/4),fontsize16sin(t)=-.707rightarrow,.HorizontalAlignmen

13、t,right)其中，其中，HorizontalAlignment,right设置图形标识为水平右对齐设置图形标识为水平右对齐第16页/共29页 2023/3/12Matlab Language17 2.特殊图形特殊图形直方图直方图(柱形图柱形图)bar垂直直方图垂直直方图累计式累计式分组式分组式水平直方图水平直方图累计式累计式分组式分组式第17页/共29页 2023/3/12Matlab Language18 例例3.15x=-2.9:0.2:2.9;bar(x,exp(-x.*x),r)第18页/共29页 2023/3/12Matlab Language19 例例3.16北京市从业人员统计

14、北京市从业人员统计1990年年1995年年2000年年第一产业第一产业 90.770.673.9（万人）（万人）第二产业第二产业 281.6 271 214.6第三产业第三产业 254.8 323.7 326.5执行以下语句：执行以下语句：year=1990 1995 2000;people=90.7 281.6 254.8;70.6 271 323.7;73.9 214.6 326.5;bar(year,people,stack);legend(fontsize6第一产业第一产业,fontsize6第二产业第二产业,fontsize6第三第三产业产业);第19页/共29页 2023/3/12

15、Matlab Language20 累计式直方图累计式直方图第20页/共29页 2023/3/12Matlab Language21 bar(year,people,group);%分组式直方图分组式直方图legend(fontsize6第一产业第一产业,fontsize6第二产业第二产业,fontsize6第三产业第三产业);第21页/共29页 2023/3/12Matlab Language22 barh(year,people,group);%分组式直方图分组式直方图legend(fontsize6first,fontsize6second,fontsize6third);第22页/共2

16、9页 2023/3/12Matlab Language23 barh(year,people,stack);%累积式直方图累积式直方图legend(fontsize6 first,fontsize6second,fontsize6third);第23页/共29页 2023/3/12Matlab Language24 饼图指令饼图指令pie 饼图指令饼图指令pie 用来用来表示各元素占总和的百分数表示各元素占总和的百分数。该指令第。该指令第二输入变量是与第一变量同长的二输入变量是与第一变量同长的0-1向量，向量，1使对应扇块突使对应扇块突出。出。a=1,1.6,1.2,0.8,2.1;subpl

17、ot(1,2,1),pie(a,1 0 1 0 0),legend(1,2,3,4,5)subplot(1,2,2),b=int8(a=min(a)pie3(a,b)colormap(cool)第24页/共29页 2023/3/12Matlab Language25 第25页/共29页 2023/3/12Matlab Language26 离散杆图离散杆图stem 余弦波的采样信号图余弦波的采样信号图t=linspace(-2*pi,2*pi,20);h=stem(t,cos(t);第26页/共29页 2023/3/12Matlab Language27 3.三维绘图的基本操作三维绘图的基本操

18、作三维线图指令三维线图指令plot3三维绘图指令中，三维绘图指令中，plot3最易于理解，它的使用格式与最易于理解，它的使用格式与plot十分相似，只是对应第十分相似，只是对应第3 维空间的参量。维空间的参量。t=(0:0.02:2)*pi;x=sin(t);y=cos(t);z=cos(2*t);plot3(x,y,z,b-,x,y,z,bd);view(-82,58);box onlegend(链链,宝石宝石)第27页/共29页 2023/3/12Matlab Language28 三维线图绘制结果三维线图绘制结果第28页/共29页 2023/3/12Matlab Language29 感谢您的观看！第29页/共29页