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    第5章MATLAB绘图000002.ppt

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    第5章MATLAB绘图000002.ppt

    第5章 MATLAB 绘图,MATLAB 7.X程序设计,2/33,5.1 图形窗口以其操作,1.图形窗口操作命令 P 207 figure 创建新的图形图像窗口 figure(gcf)显示当前图形窗口 gcf/shg 显示当前图形窗口 clf/clg 清除当前图形窗口 clc 清除命令窗口 home 光标到命令窗口的左上角 hold on 保持当前窗口 hold off 释放当前图形窗口 subplot(m,n,p)或subplot(mnp) 将图形窗口分成 m*n个窗口,p指定第一个窗口(从左到右,从上到下),MATLAB 7.X程序设计,3/33,例题:,x=0:0.02:2*pi; plot(x,sin(x) hold on plot(x,cos(x),r),MATLAB 7.X程序设计,4/33,例题,subplot(223) plot(x,cos(x),'r'),MATLAB 7.X程序设计,5/33,2.坐标轴、刻度和图形窗口缩放的操作 axis(xmin xmax ymin ymax) axis equal:纵、横坐标轴采用等长刻度。 axis square:产生正方形坐标系(缺省为矩形)。 axis auto:使用缺省设置。 axis off:取消坐标轴。 axis on:显示坐标轴,MATLAB 7.X程序设计,6/33,box on 是否四周都设定坐标轴 box off xlim(xmin xmax) 设定x轴的最大、最小值 grid on 是否绘制图形窗口的网格 grid off grid 在两者之间切换,MATLAB 7.X程序设计,7/33,P209 点型 线型和颜色,绘图函数的常用的颜色含义 类型 符号 蓝色(默认) b(Blue) 黄色 y(Yellow) 品红色(紫色) m(Magenta) 青色 c(Cyan) 红色 r(Red) 绿色 g(Green) 白色 w(White) 黑色 k(Black),MATLAB 7.X程序设计,8/33,绘图函数的常用的线形含义,类型 符号 实线(默认) - 点线 : 点划线 -. 虚线 -,MATLAB 7.X程序设计,9/33,绘图函数的常用的数据点形含义,类型 符号 实点标记(默认) . 圆圈标记 o 叉号形× x 星号标记 * 钻石形标记 d 向下的三角形标记 v 向上的三角形标记 向左的三角形标记 五角星标记 p,MATLAB 7.X程序设计,10/33,5.2二维绘图,Matlab7.0可以绘制二维数据曲线、函数曲线图、对数坐标图、数据散点图、条形图、饼图、极坐标图等 1.函数曲线图 fplot 函数实现 flot(fun, lim, tol, n, s) fun 函数名 ,多个函数时 fun1, fun2 ,fun3 . lim给定的绘图范围 比如 0,100 tol 给定绘图的相对误差 s 可以是线性、点型和颜色 n 表示至少用n+1 个点在lim给定的范围内绘制fun给定的函数的曲线 fun ,lim 必不可少 tol,n,s 可选参数,MATLAB 7.X程序设计,11/33,p210 实例1 再同一窗口绘制y=sinx ,y=cosx,y=sqrt(x)-1在0,2pi上的图像 fplot(sin(x),cos(x),sqrt(x)-1,0,2*pi) fplot('sin(x),cos(x),sqrt(x)-1', 0,2*pi, 'k:', 200);,MATLAB 7.X程序设计,12/33,x,y=fplot(fun,lim) 不绘制图形,只将fplot的计算结果保存到变量x和y中,MATLAB 7.X程序设计,13/33,2.数据曲线图 Plot:直角坐标系的二维图形的绘制函数 三种调用格式: 1) plot(y,s) 功能:当y是向量时,元素的序号作为x坐标,元素值作为y坐标,对应绘制线性直角坐标系的二维图形。 当y是矩阵时,元素的所在列号作为x坐标,元素值作为y坐标,分别对应绘制线性直角坐标系的二维图形,曲线条数等于输入参数矩阵的列数。,MATLAB 7.X程序设计,14/33,2) plot(x,y,s) 功能: (1) x和y均为向量,要求两向量的长度相同一致。分别作为x坐标和y坐标数据。 (2)x为向量,y为矩阵时,绘制y的行或列对于x的图形(其中行或列的选择取决于x,y的维数),若y为方阵,或y的列向量长度与x向量的长度致,则绘制出y矩阵的各列向量相对于x的一组二维图形;若y矩阵的行向量长度与x向量的长度一致,则绘制出y矩阵的各行向量相对于x的一组二维图形; (3)x为矩阵,y为向量,类似(2) (4)x,y同维的矩阵,则绘制出y列向量相对于x的列向量之间的一组二维图形,MATLAB 7.X程序设计,15/33,3)plot(x1,y1,s1,x2,y2,s2,xn,yn,sn) 功能:绘制(xi,yi,si)对应的二维图形。 S是表示所绘图形的线形、点型和颜色的字符串。函数调用格式中的S是线形、点型和颜色的组合字符,默认值为b-.(蓝色点划线标记)。,MATLAB 7.X程序设计,16/33,例 在0x2区间内,绘制曲线 y=2e-0.5xcos(4x) 程序如下: x=0:pi/100:2*pi; y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x); plot(x,y) 或者: fplot('2*exp(-0.5*x)*cos(4*pi*x)',0,2*pi);,MATLAB 7.X程序设计,17/33,例 绘制行向量( 1 8 6 5 4)的图形。,例 在区间 内, 绘制曲线 。,MATLAB 7.X程序设计,18/33,4)h=plot(.),求函数plot绘制曲线的句柄属性值,MATLAB 7.X程序设计,19/33,5) plotyy函数,Plotyy: 用不同标度在同一个坐标内绘制曲线 plotyy(x1,y1,x2,y2) 分别绘制(x1,y1)和(x2,y2)的图形。其中x1和y1、 x2和y2为对应的向量或矩阵。,MATLAB 7.X程序设计,20/33,例用不同标度在同一坐标内绘制曲线 y1=0.2e-0.5xcos(4x) 和y2=2e-0.5xcos(x)。 程序如下: x=0:pi/100:2*pi; y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x); y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x); plotyy(x,y1,x,y2);,MATLAB 7.X程序设计,21/33,3. 极坐标系绘图,Polar:极坐标系绘图函数 polar函数用来绘制极坐标图,其调用格式为: polar(theta,rho,选项) 其中theta为极坐标相角,rho为极坐标矢径,选项的内容与plot函数相似。 例 绘制r=sin(t)cos(t)的极坐标图,并标记数据点。 程序如下: t=0:pi/50:2*pi; r=sin(t).*cos(t); polar(t,r,'-*'); 。,MATLAB 7.X程序设计,22/33,例 画出心形线 的 图像。,例 画出星形线 的图像。,MATLAB 7.X程序设计,23/33,4.条形图,条形图用来表示一些数据的对比情况 bar(x,参数) 垂直方向 barh(x,参数) 水平方向 x为向量:以x序号为横坐标,x的各个元素为纵坐标 x为矩阵: 参数grouped,每行分成一组 stacked,每一行累加,再绘制 width 一组内条形的间距 默认0.8,MATLAB 7.X程序设计,24/33,Y = round(rand(5,3)*10); subplot(2,2,1) bar(Y,'group') title 'Group' subplot(2,2,2) bar(Y,'stack') title 'Stack' subplot(2,2,3) barh(Y,'stack') title 'Stack' subplot(2,2,4) bar(Y,1.5) title 'Width = 1.5',MATLAB 7.X程序设计,25/33,5.饼图,饼图常用来表示各种因素所占的比例 pie(x,参数) x为向量:绘制x中每一个元素占全部向量总和的百分比饼图。 x为矩阵:占全部矩阵元素的百分比 参数:1:表示分离,0:表示不分离,维数与x相同,MATLAB 7.X程序设计,26/33,例 x=1 2 3;4 5 6;7 8 9 explode=1 0 0 1 0 0 0 1 1 pie(x,explode),MATLAB 7.X程序设计,27/33,6.柱形图,概率分布图用于研究随机系统的数据分布情况 hist(y,x)绘制y在以x为中心的区间中分布个数的条形图,MATLAB 7.X程序设计,28/33, x=1 1 2 3 4 y=-10:1:5; hist(x,y),MATLAB 7.X程序设计,29/33,7.其他 p220222,MATLAB 7.X程序设计,30/33,5.3三维绘图,1.三维网格图与曲面图,在绘制三维网格图与曲面图时,往往先将要绘制图形的定义区域分成若干个网格,然后计算这些网格节点上的二元函数值。 网格绘制函数:meshgrid,MATLAB 7.X程序设计,31/33,meshgrid:网格坐标矩阵的生成函数 X,Ymeshgrid(x,y) 功能:由向量x和y产生在x-y平面的各网格点坐标矩阵(X,Y)。其中向量x为1×n的行向量,向量y为1×m的行向量,产生的网格点坐标矩阵(X,Y)的元素为 坐标对(Xij,Yij),i=1,.,m,j=1,.,n。,MATLAB 7.X程序设计,32/33,注意向量x和y相同时,meshgrid函数也可以写成X,Ymeshgrid(x)。,例如 语句 x=1 2 3 4; y=5 6 7; U,V=meshgrid(x,y) 功能:将x(1×n)向量和y(1×m)向量转换为(m×n)的矩阵。,MATLAB 7.X程序设计,33/33,Z=peaks(n)生成一个n阶高斯分布的方阵 X,Y,Z=peaks(n)并给出相应的x,y的矩阵。 Z=peaks(X,Y)由预先给定的向量X,Y生成高斯分布的矩阵。,MATLAB 7.X程序设计,34/33,三维网格图,mesh:三维网格图的绘制函数 mesh(z) mesh(x,y,z) mesh(x,y,z,c)其中c为的同维颜色矩阵。 功能:绘制三维网格图。当只有参数z时,以z矩阵的行下标作为x坐标轴,把z的列下标当作y坐标轴;x和y分别为x和y坐标轴的自变量。 当有x,y和z参数时,绘制出由坐标(xij, yij, zij)确定的三维网格图形。 meshc(x,y,z) 带等高线的网格图 meshz(x,y,z) 带底座的网格图 surf(x,y,z)绘制三维曲面 surfc(x,y,z)带等高线的三维曲面图,MATLAB 7.X程序设计,35/33,例 P227,在x: -4,4, y:-4,4区域上绘制z=x2+y2的三维网格图 x,y=meshgrid(-4:0.125:4); Z=x.2+y.2; Mesh(x,y,z),MATLAB 7.X程序设计,36/33,X,Y = meshgrid(-3:.125:3); Z = peaks(X,Y); meshc(X,Y,Z); axis(-3 3 -3 3 -10 5),MATLAB 7.X程序设计,37/33,X,Y = meshgrid(-3:.125:3); Z = peaks(X,Y); meshz(X,Y,Z),MATLAB 7.X程序设计,38/33,X,Y,Z = peaks(30); surfc(X,Y,Z) colormap hsv /设置曲面显示的颜色 axis(-3 3 -3 3 -10 5),MATLAB 7.X程序设计,39/33,2.三维曲线图 229页 plot3 :三维曲线图形函数 plot3(x,y,z, 's') 功能:绘制三维曲线。 其中当x,y和z是相同的向量时,则绘制以x,y和z元素为坐标的三维曲线;当x,y和z是同型矩阵时,则绘制以x,y和z元素为坐标的三维曲线,且曲线的条数等于矩阵的列数。s是指定绘制三维曲线的线型、数据点形和颜色的字符串,省略s时,将自动选择线型、数据点形和颜色。 线型、数据点形和颜色的含义同plot函数。,MATLAB 7.X程序设计,40/33,对参数方程表示的三维曲线的绘制还有一个简单形式ezplot3, 调用格式为: ezplot3 (x,y,z,tmin,tmax) 功能:绘制区间 范围内x = x(t), y = y(t)和z = z(t) 的三维曲线。 参数tmin,tmax的默认值为 。,MATLAB 7.X程序设计,41/33,例 绘制三维曲线,例 绘制三维曲线,MATLAB 7.X程序设计,42/33,t=0:pi/100:4*pi; ezplot3(t,sin(x),cos(x);,MATLAB 7.X程序设计,43/33, y=1:0.125:5; z=10*sin(y).*cos(x); plot3(x,y,z) grid on,MATLAB 7.X程序设计,44/33,5.5图形的注释(修饰),将标题、坐标轴标记、网格线及文字注 释加注到图形上,添加的方法有使用 insert菜单,图形属性编辑器和相应的命令。insert菜单下的菜单下: xlable 给x轴加标注 ylable 给y轴加标注 title 给图形加标题 text 在图形指定位置加标注 legend 添加图例 colorbar 添加颜色棒 line arrow 等等,MATLAB 7.X程序设计,45/33,添加标题的三种方法: 248249页 菜单 使用属性编辑器 使用title 函数,MATLAB 7.X程序设计,46/33,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m×3维色图矩阵 图形颜色可根据需要任意生成,也可用matlab配备的色图函数,256页 图形的颜色控制,MATLAB 7.X程序设计,47/33, 饱和色 0 0 0 黑色 0 0 1 兰色 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 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,MATLAB 7.X程序设计,48/33,matlab 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 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,MATLAB 7.X程序设计,49/33,颜色阴影的设置 shading 函数实现,MATLAB 7.X程序设计,50/33,shading faceted 网格修饰,缺省方式,MATLAB 7.X程序设计,51/33,shading flat 去掉黑色线条,根据小方块的值确定颜色,MATLAB 7.X程序设计,52/33,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,MATLAB 7.X程序设计,53/33,peaks(30);shading interp;colormap(hot),MATLAB 7.X程序设计,54/33,X,Y,Z=peaks(30);surfl(X,Y,Z) shading interp;colormap(cool);axis off,MATLAB 7.X程序设计,55/33,peaks(30);colormap(hot);colorbar('horiz') figure(2);colormap(cool);,MATLAB 7.X程序设计,56/33,视角修饰(函数view(az,el) 258页 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,-10);,MATLAB 7.X程序设计,57/33,

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