Matlab的高级绘.ppt

《Matlab的高级绘.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Matlab的高级绘.ppt（64页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第四讲 Matlab 绘图Matlab语言丰富的图形表现方法，使得数学计算结果可以方便地、多样性地实现了可视化，这是其它语言所不能比拟的。Matlab语言的绘图功能n 不仅能绘制几乎所有的标准图形，而且其表现形式也是丰富多样的。n Matlab语言不仅具有高层绘图能力，而且还具有底层绘图能力句柄绘图方法。n 在面向对象的图形设计基础上，使得用户可以用来开发各专业的专用图形。一、二维绘图（一）plot 最基本，最重要的二维图形指令plot的功能：n plot命令自动打开一个图形窗口Figuren 用直线连接相邻两数据点来绘制图形n根据图形坐标大小自动缩扩坐标轴，将数据标尺及单位标注自动加到两个坐

2、标轴上，可自定坐标轴，可把x,y 轴用对数坐标表示n如果已经存在一个图形窗口，plot命令则清除当前图形，绘制新图形。n可单窗口单曲线绘图；可单窗口多曲线绘图；可单窗口多曲线分图绘图；可多窗口绘图。n可任意设定曲线颜色和线型。n可给图形加坐标网线和图形加注功能。plot的调用格式n plot(x)缺省自变量绘图格式，x为向量,以x元素值为纵坐标，以相应元素下标为横坐标绘图。n plot(x,y)基本格式，以y(x)的函数关系作出直角坐标图，如果y为nm的矩阵，则以x 为自变量，作出m条曲线。nplot(x1,y1,x2,y2)多条曲线绘图格式。nplot(x,y,s)开关格式，开关量字符串s设

3、定曲线颜色和绘图方式，使用颜色字符串的前13个字母，如 yellowyel表示等。或plot(x1,y1,s1,x2,y2,s2，)S的标准设定值如下：的标准设定值如下：颜色线型 字母 颜色类别 标点 线型 y 黄色 -实线 m 粉红 ：点线 c 青 -.点虚线 r 大红 -虚线 g 绿色 b 蓝色 w 白色 k 黑色 顶点标记类型符号 实点 .o 圆圈标记 乘号标记加号标记*星号标记s 方块标记d 钻石标记 V 向下三角形标记 向上三角形标记p 五角星标记 1.单窗口单曲线绘图例1：x=0,0.48,0.84,1,0.91,0.6,0.14 x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,plot

4、(x)2.单窗口多曲线绘图例2：t=0:pi/100:2*pi;y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);plot(t,y,t,y1,t,y2)例3：t=0:pi/100:2*pi;y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);plot(t,y,:,t,y1,-.,t,y2,-);y3=cos(t);y4=cos(t+0.25);y5=cos(t+0.5);plot(t,y3);hold on;plot(t,y4);plot(t,y5);x=peaks;plot(x)%产生49 49高斯分布的矩阵y=1:length(peaks)

5、;x=peaks;plot(x,y)3.单窗口多曲线分图绘图subplot 子图分割命令调用格式：subplot(m,n,p)按从左至右，从上至下排列 行列绘图序号t=0:pi/100:2*pi;y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);subplot(1,3,1);plot(t,y);subplot(1,3,2);plot(t,y1);subplot(1,3,3);plot(t,y2);subplot(3,1,1);plot(t,y);subplot(3,1,2);plot(t,y1);subplot(3,1,3);plot(t,y2);4.多窗口绘图 fi

6、gure(n)创建窗口函数，n为窗 口顺序号。t=0:pi/100:2*pi;y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);plot(t,y)%自动出现第一个窗口figure(2)plot(t,y1)%在第二窗口绘图figure(3)plot(t,y2)%在第三窗口绘图5.可任意设置颜色与线型例：plot(t,y,r-,t,y1,g:,t,y2,b*)6.图形加注功能将标题、坐标轴标记、网格线及文字注释加注到图形上，这些函数为：title 给图形加标题 xlable 给x轴加标注 ylable 给y轴加标注 text(xt,yt,s)在图形指定位置加标注 gtex

7、t 将标注加到图形任意位置 grid on(off)打开、关闭坐标网格线 legend 添加绘制曲线线型、色彩的图例 axis 控制坐标轴的刻度例：t=0:0.1:10;y1=sin(t);y2=cos(t);plot(t,y1,r,t,y2,b-);x=1.7*pi;1.6*pi;y=-0.3;0.8;s=sin(t);cos(t);text(x,y,s);gtext(s);%将标注加到图形任意位置title(正弦和余弦曲线);legend(正弦,余弦)xlabel(时间t),ylabel(正弦、余弦)grid axis square246810 axis的用法还有：axis(xmin xm

8、ax ymin ymax)用行向量中 给出的值设定坐标轴的最大和最小值。如axis(-2 2 0 5)axis equal 将两坐标轴设为相等 axis on(off)显示和关闭坐标轴的标 记、标志 axis auto 将坐标轴设置返回自动缺 省值7.fplot 绘制数值函数二维曲线fplot的调用格式:fplot(fun,lims)绘制函数fun在x区间 lims=xmin xmax ymin ymax的函数图。fplot(fun,lims,corline)以指定线形绘图。x,y=fplot(fun,lims)只返回绘图点的值,而不绘图。用plot(x,y)来绘图。figure(1);fpl

9、ot(sin(x),tan(x),cos(x),2*pi*-1 1-1 1)figure(2);fplot(humps,0 1,rp)8.ezplot 符号函数的简易绘图函数ezplot的调用格式：ezplot(f)这里f为包含单个符号变量x的符号表达式，在x轴的默认范围 -2*pi 2*pi内绘制f(x)的函数图ezplot(f,xmin,xmax)给定区间ezplot(f,xmin,xmax,figure(n)指定绘图窗口绘图。ezplot(sin(x);grid on;ezplot(sin(x),cos(y),-4*pi 4*pi,figure(2);grid on（二）特殊二维绘图函数

10、 fill 平面多边形填色 bar 绘制直方图 polar 绘制极坐标图 hist 绘制统计直方图 stairs 绘制阶梯图 stem 绘制火柴杆图 rose 绘制统计扇形图 comet 绘制彗星曲线 area 区域图 pie 饼图 convhull 凸壳图 scatter 离散点图 errorbar 绘制误差棒图 compass 复数向量图(罗盘图)feather 复数向量投影图(羽毛图)quiver 向量场图例：绘制二维多边形并填充颜色例：x=1 2 3 4 5;y=4 1 5 1 4;fill(x,y,r)例，绘制阶梯曲线x=0:pi/20:2*pi;y=sin(x);stairs(x,

11、y)例：阶梯绘图h2=1 1;1-1;h4=h2 h2;h2-h2;h8=h4 h4;h4-h4;t=1:8;subplot(8,1,1);stairs(t,h8(1,:);axis(off)subplot(8,1,2);stairs(t,h8(2,:);axis(off)subplot(8,1,3);stairs(t,h8(3,:);axis(off)subplot(8,1,4);stairs(t,h8(4,:);axis(off)subplot(8,1,5);stairs(t,h8(5,:);axis(off)subplot(8,1,6);stairs(t,h8(6,:);axis(off

12、)subplot(8,1,7);stairs(t,h8(7,:);axis(off)subplot(8,1,8);stairs(t,h8(8,:);axis(off)h2=1 1;1-1;h4=h2 h2;h2-h2;h8=h4 h4;h4-h4;t=1:8;for i=1:8subplot(8,1,i);stairs(t,h8(i,:)axis(off)end例：绘制极坐标绘图t=0:2*pi/90:2*pi;y=cos(4*t);polar(t,y)例：绘制火柴杆绘图和直方图 t=0:0.2:2*pi;y=cos(t);figure(1);stem(y)figure(2);bar(y)例：

13、绘制彗星曲线图 t=-pi:pi/500:pi;y=tan(sin(t)-sin(tan(t);comet(t,y)x=magic(6),area(x)x=1 2 3 4 5 6 7;y=0 0 0 1 0 0 0;pie(x,y)pie(x,y,north,south,east,west,middle,fa,white)二、三维绘图 三维绘图的主要功能：n 绘制三维线图n 绘制等高线图n 绘制伪彩色图n 绘制三维网线图n 绘制三维曲面图、柱面图和球面图n 绘制三维多面体并填充颜色（一）三维线图nplot3 基本的三维图形指令调用格式：plot3(x,y,z)x,y,z是长度相同的向量plot

14、3(X,Y,Z)X,Y,Z是维数相同的矩阵plot3(x,y,z,s)带开关量plot3(x1,y1,z1,s1,x2,y2,z2,s2,)n二维图形的所有基本特性对三维图形全都适用。定义三维坐标轴n大小 axis(xmin xmax ymin ymax zmin zmax)n grid on(off)绘制三维网格n text(x,y,z,string)三维图形标注n 子图和多窗口也可以用到三维图形中例：绘制三维线图t=0:pi/50:10*pi;plot3(t,sin(t),cos(t),r:)例：二维图形在三维空间的排列x=linspace(0,3*pi);%x轴的数据z1=sin(x);

15、%在x-z的平面内画图z2=sin(2*x);z3=sin(3*x);y1=zeros(size(x);%数据的预定义y3=zeros(size(x);y2=y3/2;plot3(x,y1,z1,x,y2,z2,x,y3,z3);grid on;xlabel(x-axis);ylabel(y-axis);zlabel(z-axis);title(sin(x),sin(2x),sin(3x);(二)三维饼图pie3(4 3 6 8 9)（三）三维多边形nfill3=fill 三维多边形的绘制和填色与二维多边形完全相同n调用格式：fill3(x,y,z,s)与二维相同例：用随机顶点坐标画出5个粉色

16、的三角形，并用黄色的表示顶点y1=rand(3,5);y2=rand(3,5);y3=rand(3,5);fill3(y1,y2,y3,m);hold on;plot3(y1,y2,y3,yo)（四）三维网格图nmesh 三维网线绘图函数n调用格式：mesh(z)z为nm的矩阵，x与y 坐标为元素的下标 mesh(x,y,z)x,y,z分别为三维空 间的坐标位置例:矩阵的三维网线图z=rand(6);z=round(z)%取最近的整数mesh(z);三维网线图作图要领n生成坐标 X,Y=meshgrid(x,y)n表达式点运算 Z=X.2+Y.2X，Y是nm的矩阵，维数可任定X nY mZ默认

17、方位角：37。5，俯角30。nm维 meshgrid 网线坐标值计算函数 z=f(x,y)根据x,y坐标找出z的高度例：绘制z=x2+y2的三维网线图形 x=-5:5;y=x;X,Y=meshgrid(x,y)Z=X.2+Y.2 mesh(X,Y,Z)坐标矩阵坐标向量纵坐标矩阵绘图函数ncolormap(R,G,B)色图设定函数nMatlab 的颜色数据集合为红、绿、兰三颜色矩阵R，G，B，维数m3nr,g,b在0 1区间连续取值，理论上颜色种类可达无穷多种nMatlab使用三维向量表示一种颜色，常用颜色数据见下表 饱和色 0 0 0 黑色 0 0 1 兰色 0 1 0 绿色 0 1 1 浅兰

18、 1 0 0 红色 1 0 1 粉红 1 1 0 黄色 1 1 1 白色 调和色0.5 0.5 05 灰色0.5 0 0 暗红色1 0.62 0.4 铜色0.49 1 0.8 浅绿0.49 1 0.83 宝石兰（五）三维曲面图nsurf 三维曲面绘图函数，与网格图 看起来一样与三维网线图的区别：网线图：线条有颜色，空挡是白色的（无颜色）曲面图：线条是黑色的，空挡有颜色（把线条之间的空挡填充颜色，沿z轴按每一网格变化n调用格式：surf(x,y,z)绘制三维曲面图，x,y,z 为图形坐标向量例：X,Y,Z=peaks(30)surf(X,Y,Z)peaks为Matlab自动生成的三维测试图形 x

19、=-5:5;y=x;X,Y=meshgrid(x,y);Z=X.2+Y.2;surf(X,Y,Z);surfc(X,Y,Z)带等高线的曲面图 X,Y,Z=peaks(30);surfc(X,Y,Z)surfl(X,Y,Z)被光照射带阴影 的曲面图X,Y,Z=peaks(30);surfl(X,Y,Z)cylinde(r,n)三维柱面绘图函数 r 为半径；n为柱面圆周等分数例：绘制三维陀螺锥面t1=0:0.1:0.9;t2=1:0.1:2;r=t1-t2+2;x,y,z=cylinder(r,30);surf(x,y,z);grid on 为球面等分数，缺省为20例：绘制三维球面x,y,z=sphere(30);surf(x,y,z);小结：n基本绘图函数 plot,plot3,mesh,surfn要求掌握以上绘图函数的用法、简单图形标注、简单颜色设定