《matlab程序设计》第四和五章matlab绘图

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1、 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。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。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）plot 最基本的二维图形指令plot的功能：plot命令自动打开一个图形窗口Figure 用直线连接相邻两数据点来绘制图形 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标轴上，可自定坐标轴，可把x,y 轴用对数坐标表示 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 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 可任

2、意设定曲线颜色和线型 可给图形加坐标网线和图形加注功能 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;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;plot(x1,y1,x2,y2)多条曲线绘图格式.plot(x,y,s)开关格式，开关量字符串s设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，)字母 颜色 标点 线型 y 黄色 点线 m 粉红 圈线 c 青 线 r 红 字线 g 绿色 实线 b 蓝

3、色 星形线 w 白色 ：点线 k 黑色 (-)点划（虚）线.实心点 d 菱形符（diamond）+十字符 h 六角星（hexagram）*八线符 o 空心圆圈 朝上三角符 p 五角星（pentagram）朝下三角符 s 方块符（square）朝左三角符 x 叉字符 朝右三角符允许设置的数据点型例1：x=0,0.48,0.84,1,0.91,0.6,0.14 plot(x)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)x=peaks;plot(x)x=1:length(peaks);y=pe

4、aks;plot(x,y)05101520253035404550-8-6-4-20246810 Z=peaks;returns a 49-by-49 matrix.Z=peaks(n);returns an n-by-n matrix.Z=peaks(V);returns an n-by-n matrix,where n=length(V).Z=peaks(X,Y);evaluates peaks at the given X and Y(which must be the same size)and returns a matrix the same size.subplot 子图分割命令

5、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=0:0.1:2*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)t=0:0.1:2*piy=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);subplot(3,1,1);plot(t,y)subplot(3,1,2);plot(t,y3)subplot(3,1,3);plot(t,y2)t=0:0.1:2*pi

6、y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);y3=sin(t+1)subplot(position,0.05,0.55,0.4,0.45);plot(t,y)subplot(position,0.55,0.55,0.4,0.45);plot(t,y3)subplot(position,0.35,0.05,0.4,0.45);plot(t,y2)注意：一旦区域叠加，则覆盖 figure(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

7、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plot(t,y,r-,t,y1,g:,t,y2,b*)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 在图形指定位置加标注 gtext 将标注加到图形任意位置 grid on(off)打开、关闭坐标网格线 legend 添加图例 axis 控制坐标轴的刻度例：t=0:0.1:10y1=sin(t);y2=cos(t);plot(t,y1,r,t,y2,b-);x=1.7*pi;1

8、.6*pi;y=-0.3;0.8;s=sin(t);cos(t);text(x,y,s);title(正弦和余弦曲线);legend(正弦,余弦);xlabel(时间t),ylabel(正弦、余弦);gtext(here your mouse hitted);grid on;axis的用法还有：axis(xmin xmax 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 holdt=0:pi/100:

9、2*pi;y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);plot(t,y)hold onplot(t,y1)plot(t,y2)semilogx semilogy loglog(1)直接保存：直接保存：方法一，菜单栏点击文件-另存为，输出图片；方法二，菜单栏点击文件-导出设置，选择参数，输出图片(2)saveas命令保存：命令保存：saveas(图形句柄,图名,图形格式)图形句柄：gcf,h等；图名：待保存的图形名称；图形格式取值：fig,jpeg,tiff,png,bmp,eps等(3)print命令保存：命令保存：print(图形句柄,-depsc2,-r60

10、0,abc.eps)print(图形句柄,-djpeg,-r600,abc.jpeg)x=-pi:2*pi/300:pi;y=sin(x);h=plot(x,y);saveas(h,Fig1,fig)saveas(h,Fig1,tiff)saveas(h,Fig1,bmp)例1：saveas命令 x=-pi:2*pi/300:pi;y=sin(x);plot(x,y);print(gcf,-dpng,Fig2.png)print(gcf,-dbitmap,Fig2.bmp)print(gcf,-depsc2,-r600,Fig2.eps)例2：print命令 print Fig3.jpeg-d

11、jpeg-r600例3：print命令 pcolor 常用于以二维平面图表现三维图形的效果，用颜色表示三维图形的高度。z=peaks(30)pcolor(z)Shading flatshading interph6=colorbar;pcolor 例子y=1:10;x=1:10;z=randn(10,10);pcolor(x,y,z);Shading flatshading interph6=colorbar;（三）二维等高（值）线图contour(Z,n)-绘制n条等高线c=contourc(Z,n)-计算n条等高线的坐标clable(c)-给等高线加标注例、在二维平面上绘制peaks函数的

12、10条等 高线contour(peaks,10);c=contourc(peaks,10);clabel(c)contour 例子y=1:10;x=1:10;z=randn(10,10);contour(x,y,z);c=contourc(x,y,z);clabel(c)（四）fill 绘制二维多边形并填充颜色t=0:0.1:10y1=sin(t);y2=cos(t);fill(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);title(正弦和余弦曲线);legend(正弦,余弦)xlabel(时间t

13、),ylabel(正弦、余弦)t=(1/16:1/8:1)*2*pi;%定义八角形的刻度x=sin(t);y=cos(t);h=fill(x,y,r);axis squareset(h,linewidth,5)set(gcf,color,w,position,400,350,250,150,menubar,none)set(gca,visible,off)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 errorbar 绘制误差棒图 compass 复数向量图(罗盘图)

14、feather 复数向量投影图(羽毛图)quiver 向量场图 area 区域图 pie 饼图 convhull 凸壳图 scatter 离散点图t=0:0.2:2*pi;y=cos(t);bar(y)t=0:.01:2*pi;polar(t,sin(2*t).*cos(2*t),-r)x=-2.9:0.1:2.9;y=randn(10000,1);hist(y,x)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(

15、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)subplot(8,1,7);stairs(t,h8(7,:);axis(off)subplot(8,1,8);stairs(t,h8(8,:);axis(off)或者或者:h2=1 1;1-1;h4=h2 h2;h2-h2;h8=h4 h4;

16、h4-h4;t=1:8;for i=1:8subplot(8,1,i);stairs(t,h8(i,:)axis(off)endx=0:pi/20:2*pi;y=sin(x);stairs(x,y)t=0:0.2:2*pi;y=cos(t);stem(y)theta=2*pi*rand(1,50);rose(theta)rose(theta,x)x可为行向量，默认为20t=-pi:pi/500:pi;y=tan(sin(t)-sin(tan(t);comet(t,y)与plot(t,y)的区别X=0:pi/30:2*pi;Y=sin(X);E=std(Y)*rand(1,length(X)/1

17、0;errorbar(X,Y,E)Z=eig(randn(20,20);compass(Z)theta=(-90:10:90)*pi/180;r=2*ones(size(theta);u,v=pol2cart(theta,r);feather(u,v);X,Y=meshgrid(-2:.2:2);Z=X.*exp(-X.2-Y.2);DX,DY=gradient(Z,.2,.2);contour(X,Y,Z)hold onquiver(X,Y,DX,DY)colormap hsvgrid offhold offY=1,5,3;3,2,7;1,5,3;2,6,1;area(Y)grid onco

18、lormap summerset(gca,Layer,top)title Stacked Area Plotx=1 3 0.5 2.5 2;explode=0 1 0 0 0;pie(x,explode)colormap jetxx=-1:.05:1;yy=abs(sqrt(xx);x,y=pol2cart(xx,yy);k=convhull(x,y);plot(x(k),y(k),r-,x,y,b+)load seamountscatter(x,y,5,z)scatter3(x,y,z,5,b)三维绘图的主要功能：绘制三维线图 绘制等高线图 绘制三维网线图 绘制三维曲面图、柱面图和球面图 绘

19、制三维多面体并填充颜色 plot3 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plot3(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,)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 大小 axis(xmin xmax ymin ymax zmin zmax)grid on(off)绘制三维网格 text(x,y,z,string)三维图形标注 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

20、(t),r:)010203040-1-0.500.51-1-0.500.5127%30%20%13%10%fill3=fill 三维多边形的绘制和填色与二维多边形完全相同 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)mesh 三维网线绘图函数 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，

21、矩阵的三维网线图z=rand(6);z=round(z)；mesh(z)；1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1mesh(z)0246024600.20.40.60.81h2=1 1;1-1;h4=h2 h2;h2-h2h8=h4 h4;h4-h4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 1 -1

22、-1 -1 -1 1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1mesh(h8)0246802468-1-0.500.51 生成坐标 X,Y=meshgrid(x,y)表达式点运算 Z=X.2+Y.2X，Y是nm的矩阵，维数可任定X Y Z默认方位角：，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x=-5:5;y=x;X,Y=meshgrid(x,y)Z=X.2+Y.2;m

23、esh(X,Y,Z)surf 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，空挡是黑色的（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 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)peaks为matlab自动生成的三维测试图形surf(X,Y,Z)-202-202-505xyPeaks-4-2024-4-2024-10-50510 surfc(X,Y,Z)带等高线的曲面图 X,Y,Z=peaks(30);surfc(X,Y,Z)-4-2024-4-2024

24、-10-50510 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-1-0.500.51-1-0.500.5100.20.40.60.81for i=1:2,for j=1:2,ax(i-1)*2+j)=subplot(2,2,(i-1)*2+j);end,endt=0:pi/10:2*pi;for i=1

25、:length(ax),cylinder(ax(i),2+cos(rand+1)*t);end例：创建4个坐标系，然后在4个坐标系中分别绘制旋转体-1-0.500.51-1-0.500.51-1-0.500.51 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);图形颜色的修饰 matlab 有极好的颜色表现功能，其颜色数据又构成了一维新的数据集合，也可称为四维图形 colormap(MAP)色图设定函数，MAP为m3维色图矩阵 colormap(R,G,B)色图设定函数 matlab 的颜色数据集合为红、绿、兰三颜色矩阵R，G，B，维数m3 r

26、,g,b在0 1区间连续取值，理论上颜色种类可达无穷多种 matlab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 蓝色 0 1 0 绿色 0 1 1 浅兰 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 0.5 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 图形颜色可根据需要任意生成，也可用matlab配备的色图函数 hsv 饱和值色图 gray 线性灰度色图 hot 暖色色图 cool 冷色色图 bone 兰色调灰色图 copper 铜色色图

27、pink 粉红色图 prism 光谱色图 jet 饱和值色图II flag 红、白、蓝交替色图注：surf(peaks);colormap hot或者 colormap(hot)shading faceted 网格修饰，缺省方式-202-202-505xyPeaks shading flat 去掉黑色线条，根据小方块的值确定颜色-202-202-505xyPeaks shading interp 颜色整体改变，根据小方块四角的值差补过度点的值确定颜色Surfl：有亮度figure(1);surf(peaks(30);colormap(hot);colorbar(horiz);figure(2)

28、;surf(peaks(30);colormap(cool);colorbar(vertical)%horiz表示水平色棒，vetical表垂直色棒 透视与消隐 用于网线图 裁剪修饰 用于网线图、曲面图 视角修饰 观察不同角度的三维视图 其它修饰：a.水线修饰 b.等高线修饰 透视与消隐p=peaks(30);mesh(p)；hidden on01020300102030-10-50510p=peaks(30);mesh(p);hidden off;01020300102030-10-5051002040600204060-10-50510 裁减修饰p=peaks;p(30:40,20:30)

29、=nan*p(30:40,20:30);surf(p)02040600204060-10-50510p=peaks;p(30:40,20:30)=nan*p(30:40,20:30);mesh(p)视角修饰(函数view(az,el)az-方位角；el-俯视角 省缺值为：az=-37.5;el=30例：观察不同视角的波峰图形z=peaks(40);subplot(2,2,1);mesh(z);subplot(2,2,2);mesh(z);view(-15,60);subplot(2,2,3);mesh(z);view(-90,0);subplot(2,2,4);mesh(z);view(-7,

30、-10);0204002040-10010az=-37.5,el=300204002040-10010az=-15,el=6002040-10-50510az=-90,el=00204002040-10010az=-7,el=-1001020300102030-10-50510 其它修饰：a.水线修饰（waterfall)waterfall(peaks(30)02040600204060-10-50510clf;shg,x=3*pi*(-1:0.05:1);y=x;X,Y=meshgrid(x,y);R=sqrt(X.2+Y.2)+eps;Z=sin(R)./R;h=surf(X,Y,Z);colormap(jet);shading interp,axis offfor i=1:20rotate(h,0 0 1,10);%图形绕z轴旋转10度/次mmm(i)=getframe;%捕获画面。endmovie(mmm,5,10)基本绘图函数 plot,contour，pcolor，plot3,mesh,surf 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