第12章MATLAB710二维图形.ppt
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1、第12章 二维图形,MATLAB7.0不仅具有强大的数值计算功能,在数据可视化方面也是独占鳌头,可以满足广大用户各方面的需求。对于普通用户来说,抽象的数据往往是晦涩难懂的;但MATLAB通过图形编辑窗口和绘图函数方便地绘制二维、三维甚至多维的图形,把杂乱离散的数据以形象的图形显示出来,便大大有助于用户了解数据的性质和内在联系。 MATLAB7.0的图形功能可以分为“高层”和“底层”两部分。“高层”是指利用图形编辑窗口和绘图函数创建和修改图形,而“底层”是指利用图形句柄对图形的各个对象进行操作。本书的第12、13章内容属于“高层”绘图范畴,有关“底层”的知识将在第14章详细介绍。本章着眼于MAT
2、LAB7.0的二维图形绘制,二维图形是MATLAB图形的基础,也是应用最广泛的图形类型之一,其主要内容包括:MATLAB7.0图形窗口的使用、二维图形的绘制、二维图形的编辑、以及特殊二维图形的绘制和编辑和MATLAB7.0动画功能的使用。,12.1 绘制二维图形,用户在MATLAB7.0中绘制图形,既可以调用绘图函数,还可以在系统自带的图形编辑窗口中进行操作。关于图形编辑窗口的内容,本章将于后续章节专门讲解。本节介绍二维图形的绘制方法,主要内容包括:基本二维图形的绘制步骤、二维图形的绘制函数、快速绘制函数、子图的绘制、图形叠绘、双纵坐标图形绘制及交互式图形的绘制。,12.1.1 二维图形绘图步
3、骤,在MATLAB中用图形函数绘图的一般操作步骤分为7步,如表所示,下面以绘制一个简单三角函数的图形为例,详细介绍各个步骤。,12.1.2 绘制二维图形,基本的二维绘图函数是plot函数,其余的函数都是围绕其发展扩充形成的。本小节将详细介绍MATLAB7.0中调用plot函数的3种常用方式。,12.1.3 快速绘图函数,通过调用plot函数,用户可以把数值矩阵用图形表示出来,但在下面两种情况下,函数plot并不适用: 用户不想刻意控制自变量范围和函数值范围,而只是想大致了解数据的图形轮廓; 由于数据资料的不足,用户不能够掌握数据的细微变化规律和相互联系的时候。 此时,用户可以使用MATLAB提
4、供的另外两个函数:fplot和ezplot。这两个函数称为“便捷绘图函数”,使用这两个函数进行绘图时,用户不需要设置,仅仅让系统内部自动调整自变量的范围和间隔。,12.1.4 绘制子图,MATLAB7.0的绘图功能十分灵活,不但可以在一个图形窗口中绘制多个完全独立的子图,称为绘制子图;也允许用户在一个图形中绘制多条曲线,称为图形叠绘。本小节首先介绍子图的绘制方法。 当用户需要进行相关图形的比较或者是同类图形的分析时,比较方便的方式是把若干图形在同一个图形窗口显示出来。针对用户的这一点需要,MATLAB7.0提供了子图的绘制功能,并约定了符合常规思维习惯的分栏方式。例如,用户希望比较函数的平方、
5、立方和四次方的函数曲线,那么可以输入如下代码,3个函数的图形分别作为子图显示在同一个图形窗口中。,12.1.5 图形叠绘,12.1.4小节已经解决了“一个窗口绘制多图”的问题,本小节将介绍如何“一个坐标轴绘制多曲线”。在实际工作中,用户常常需要即已经绘制完成的图形上再次添加或删减图形,这时可以调用hold函数,hold函数的调用格式和功能如下: hold on:启动图形保持功能,在原图的基础上,再次绘制的图形将全部添加到图形窗口中,并自动调整坐标轴范围; hold off:关闭图形保持功能; hold:在图形保功能保持和关闭状态之间切换。,12.1.6 绘制双Y轴图形,当用户需要把同一个自变量
6、的两个、甚至多个不同量纲、不同数量级的函数的图形绘制在同一个图形中时,使用常用的单坐标是不能有效解决问题的,但是调用双坐标图形绘制函数plotyy却可以方便地达到目的。plotyy函数具体的调用格式及具体功能如下: plotyy(x1,y1,x2,y2):以左、右不同纵轴绘制x1-y1、x2-y2两条曲线; plotyy(x1,y1,x2,y2,FUN):以左、右不同纵轴绘制x1-y1、x2-y2两条曲线,且两曲线形式由FUN指定; plotyy(x1,y1,x2,y2,FUN1,FUN2):以左、右不同纵轴绘制x1-y1、x2-y2两条曲线,且两曲线形式分别由FUN1和FUN2指定。,12.
7、1.7 交互式绘图函数,为了方便读者绘制和分析图形,MATLAB7.0不但提供了plot、plotyy等图形绘制函数,还允许用户使用键盘鼠标等外设进行直接绘图。本小节介绍两个相关的函数:ginput和zoom。 ginput函数是通过鼠标来读取图形中任意一点的坐标,其常用调用格式如下: x,y = ginput(n):鼠标在图形上取n个数据点的坐标值(n为正整数),并保存在x,y中; x,y = ginput:鼠标在图形上取若干数据点的坐标值,直到用户按“回车”键结束取点,并保存在x,y中。,12.2 编辑二维图形,为了使图形更加清晰易读并增加表现力,用户需要在完成图形初步绘制后,对图形的若干
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