MATLAB基礎(chǔ)及應(yīng)用(第4版)3

1、第四章 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)MATLAB基礎(chǔ)及應(yīng)用（第4版）主編：于潤偉第3章 MATLAB繪圖第3章 MATLAB繪圖 本章要點本章要點 二維圖形的繪制 圖形的修飾與控制 特殊二維圖形的繪制 三維圖形的繪制第3章 MATLAB繪圖3.1 二維繪圖 一、二維繪圖一、二維繪圖 1plot(x) 說明：x可以是向量或矩陣。2plot(x，y) 說明：x，y可以是向量或矩陣。3plot(x，y，參數(shù)) 說明：x，y可以是向量或矩陣，參數(shù)選項為一個字符串，決定二維圖形的顏色、線型及數(shù)據(jù)點的圖標(biāo)。 4plot (x1, y1, 參數(shù)1，x2, y2, 參數(shù)2，) 說明：可以用同一函數(shù)在同一坐標(biāo)系中畫多幅圖形，x1

2、，y1確定第一條曲線的坐標(biāo)值，參數(shù)1為第一條曲線的選項參數(shù)；x2，y2為第二曲線的坐標(biāo)值，參數(shù)2為第二條曲線的選項參數(shù)；其他圖形以次類推。第3章 MATLAB繪圖二、圖形修飾 1坐標(biāo)軸的調(diào)整（1）坐標(biāo)軸比例控制 函數(shù)：axis（xmin xmax ymin ymax） 說明：將圖形的x軸范圍限定在xmin xmax之間，y軸的范圍限定在ymin ymax 之間。 MATLAB繪制圖形時，按照給定的數(shù)據(jù)值確定坐標(biāo)軸參數(shù)范圍。（2）坐標(biāo)軸特性控制 函數(shù)：axis（控制字符串） 說明：控制字符串根據(jù)如表所示的功能控制圖形。第3章 MATLAB繪圖字符串函數(shù)功能字符串函數(shù)功能auto自動設(shè)置坐標(biāo)系（默

3、認(rèn)）：xmin=min(x)、 xmax=max(x)、ymin=min(y)、ymax=max(y)ij使用矩陣坐標(biāo)系。即：坐標(biāo)原點在左上方，x坐標(biāo)從左向右增大，y坐標(biāo)從上向下增大square將圖形設(shè)置為正方形圖形xy使用笛卡兒坐標(biāo)系equal將圖形的x，y坐標(biāo)軸的單位刻度設(shè)置為相等on打開所有軸標(biāo)注、標(biāo)記和背景normal關(guān)閉axis(square)和axis(equal)函數(shù)的作用off關(guān)閉所有軸標(biāo)注、標(biāo)記和背景第3章 MATLAB繪圖（3）坐標(biāo)刻度標(biāo)示函數(shù)：set(gca，xtick，標(biāo)示向量)set(gca，ytick，標(biāo)示向量)說明：按照標(biāo)示向量設(shè)置x，y軸的刻度標(biāo)示。函數(shù)：set

4、(gca，xticklabel，字符串|字符串)set(gca, yticklabel ,字符串|字符串)說明：按照字符串設(shè)置x，y軸的刻度標(biāo)注。第3章 MATLAB繪圖4文字標(biāo)示文字標(biāo)示有關(guān)圖形的標(biāo)題、坐標(biāo)軸標(biāo)注等圖形文字標(biāo)識類函數(shù)如下：函數(shù)：title（字符串）說明：圖形標(biāo)題。函數(shù)：xlabel（字符串）說明：x軸標(biāo)注。函數(shù)：ylabel（字符串）說明：y軸標(biāo)注。函數(shù)：text（x，y，字符串）說明：在坐標(biāo)（x，y）處標(biāo)注說明文字。函數(shù)：gtext（字符串）說明：用鼠標(biāo)在特定處標(biāo)注說明文字。第3章 MATLAB繪圖3圖例注解 函數(shù)：legend（字符串1，字符串2，參數(shù)）說明：此函數(shù)在圖中

5、開啟一個注解視窗，依據(jù)繪圖的先后順序，依次輸出字符串對各個圖形進(jìn)行注解說明。如字符串1表示第一個出現(xiàn)的線條，字符串2表示第二個出現(xiàn)的線條，參數(shù)字符串確定注解視窗在圖形中的位置，其含義如下表所示。參數(shù)含義參數(shù)含義0盡量不與數(shù)據(jù)沖突，自動放置在最佳位置3放置在圖形的左下角1放置在圖形的右上角（默認(rèn)）4放置在圖形的右下角2放置在圖形的左上角-1放置在圖形視窗外右邊第3章 MATLAB繪圖三、圖形控制 1圖形的保持圖形的保持函數(shù)：hold on說明：保持當(dāng)前圖形及軸系的所有特性函數(shù)：hold off說明：解除圖形保持2網(wǎng)格控制網(wǎng)格控制函數(shù)：grid on說明：在所畫的圖形中添加網(wǎng)格線函數(shù)：grid o

6、ff說明：在所畫的圖形中去掉網(wǎng)格線第3章 MATLAB繪圖3圖形窗口的分割圖形窗口的分割函數(shù)：subplot(m，n，p)說明：將當(dāng)前窗口分割成mn個小區(qū)域，并指定第p個區(qū)域為當(dāng)前的繪圖區(qū)域。區(qū)域的編號原則是“先上后下，先左后右”。4圖形的填充圖形的填充函數(shù)：fill(x，y，顏色參數(shù))說明：在由數(shù)據(jù)所構(gòu)成的多邊形內(nèi)，用所指定的顏色填充。如果該多邊形不是封閉的，則用初始點和終點的連線將其封閉。顏色參數(shù)三維控制符同plot函數(shù)。第3章 MATLAB繪圖3.2 特殊二維圖形繪圖 一、特殊坐標(biāo)二維圖形一、特殊坐標(biāo)二維圖形 函數(shù)名稱命令格式說明對數(shù)坐標(biāo)圖形semilogx(x，y，參數(shù))繪制半對數(shù)坐標(biāo)

7、圖形，其中橫軸取以10為底的對數(shù)坐標(biāo)，縱軸為線性坐標(biāo)。對x，y的要求與plot函數(shù)相同semilogy(x，y，參數(shù))繪制半對數(shù)坐標(biāo)圖形，其縱軸取以10為底的對數(shù)坐標(biāo)，橫軸為線性坐標(biāo)。對x，y的要求與plot函數(shù)相同loglog(x，y，參數(shù))繪制坐標(biāo)軸都取以10為底的對數(shù)坐標(biāo)圖形。對x，y的要求與plot函數(shù)相同極坐標(biāo)圖形polar(theta，radius，參數(shù))函數(shù)繪制相角為theta、半徑為radius的極坐圖形。相角為弧度制第3章 MATLAB繪圖二、特殊二維圖形 函數(shù)名稱命令格式說明繪圖函數(shù)fplot（x, min , max）x為函數(shù)名。用來繪制給定函數(shù)x在區(qū)間min , max

8、內(nèi)的變化圖形餅圖pie(x, 參數(shù))若x為向量，繪制x的每一元素占全部向量元素總和的百分比圖形；若x為矩陣，繪制x的每一元素占全部矩陣元素總和的百分比的圖形。參數(shù)表示某元素對應(yīng)的扇塊是否從整個餅圖中分離出來，若為零，表示不分離；非零，則分離出來。參數(shù)向量維數(shù)應(yīng)與x相同條形圖bar(x，參數(shù))繪制垂直方向的條形圖。若x為向量，則以其元素序號為橫坐標(biāo)，以元素為縱坐標(biāo)繪圖。若x為矩陣，同時參數(shù)字符串為group或缺省，則以行號為橫坐標(biāo)，每列元素為縱坐標(biāo)繪圖；若參數(shù)字符串為stack，則以列號為橫坐標(biāo)，以列向量的累加值為縱坐標(biāo)，繪制分組式條形圖；若參數(shù)為數(shù)字，則給定線條的寬度，缺省值為0.8，若大于1

9、，則條形圖重疊barh(x，參數(shù)，)水平方向的條形圖。與垂直方向條形圖函數(shù)用法相同梯形圖stairs(x)x為向量。繪制以x向量序號為橫坐標(biāo)，以x向量的各個對應(yīng)元素為縱坐標(biāo)的梯形圖stairs(x,y)x，y均為向量。繪制以x向量的各個對應(yīng)元素為橫坐標(biāo)，以y向量的各個對應(yīng)元素為縱坐標(biāo)的梯形圖概率分布hist(y,x)x，y均為向量。繪制y在以x為中心的區(qū)間中分布個數(shù)的條形圖原子向量compass(x)x為向量。繪制相對于原點的向量圖compass(x,y)以復(fù)數(shù)坐標(biāo)系的原點為起點，繪制出有箭頭的一組復(fù)數(shù)向量，其中向量x表示復(fù)數(shù)的實部，向量y表示復(fù)數(shù)的虛部水平向量feather(x)x，y均為向

10、量。與compass函數(shù)的用法相同，兩者的區(qū)別是起點不同，compass函數(shù)起始于坐標(biāo)原點，feather函數(shù)起始于向量各元素的序號feather(x,y)第3章 MATLAB繪圖3.3 三維圖形一、三維數(shù)據(jù)的產(chǎn)生一、三維數(shù)據(jù)的產(chǎn)生 1peaks函數(shù)函數(shù)用于創(chuàng)建雙峰函數(shù)和用雙峰函數(shù)繪圖。函數(shù)：x，y，z=peaks(n)說明：x、y、z均為nn的方陣。其中x的每一列的元素都相同，每一行的元素均是在-3，3區(qū)間內(nèi)的n等分；y的每一行的元素都相同，每一列的元素均是在-3，3區(qū)間內(nèi)的n等分；n的缺省值為49。 2meshgrid函數(shù)函數(shù)按指定方式創(chuàng)建網(wǎng)格矩陣。函數(shù)：X，Y=meshgrid(a,b)

11、說明：將等長度向量a，b，轉(zhuǎn)換為二維網(wǎng)格數(shù)據(jù)，再以一組z軸的數(shù)據(jù)對應(yīng)到這個二維網(wǎng)格，即可得到三維數(shù)據(jù)。第3章 MATLAB繪圖二、三維曲線圖 MATLAB提供了plot3函數(shù)繪制三維曲線圖形。該函數(shù)將繪制二維圖形的函數(shù)plot的特性擴(kuò)展到了三維空間，其功能和使用方法類似于繪制二維圖形的函數(shù)。其格式為：plot3(x1，y1，z1，參數(shù)1，x2，y2，z2，參數(shù)2，)1矢量曲線圖矢量曲線圖 如果x，y和z是同樣長度的矢量，則繪制出一條在三維空間貫穿的曲線。2矩陣曲線圖矩陣曲線圖 如果x，y和z是mn的矩陣，則繪制出m條三維空間曲線。第3章 MATLAB繪圖三、三維曲面圖形 函數(shù)名稱命令格式說明三

12、維網(wǎng)格曲面mesh(x，y，z，c)mesh(x，y，z)mesh(z，c)mesh(z)當(dāng)x，y為nm矩陣時，且x矩陣的所有行向量相同、y矩陣的所有列向量相同時，mesh函數(shù)將自動執(zhí)行meshgrid(x，y)，將x，y轉(zhuǎn)換為三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)矩陣。z和c分別為mn矩陣，c表示網(wǎng)格曲面的顏色分布，若省略，則網(wǎng)格曲面的顏色亮度與z方向上的高度值成正比。x，y若均為省略，則三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)矩陣取值x=1：n，y= 1：m帶等高線的三維網(wǎng)格曲面meshc(x，y，z，c)mesh(x，y，z)meshc(z，c)meshc(z)繪制有等高線（XY平面）的三維網(wǎng)格曲面。這些函數(shù)類似于mesh函數(shù)，不同的是該函

13、數(shù)還在XY平面上繪制曲面在Z軸方向上的等高線帶底座的三維網(wǎng)格曲面meshz(x，y，z，c)meshz(x，y，z)meshz(z，c)meshz(z)繪制帶有底座的三維網(wǎng)格曲面。這些函數(shù)類似mesh函數(shù)，不同的是該函數(shù)還在XY平面上繪制曲面的底座填充顏色的三維網(wǎng)格曲面surf(x，y，z，c)surf (x, y, z)surf (z，c)surf (z)函數(shù)mesh繪制連接三維空間的一些四邊形所構(gòu)成的曲面，該曲面只有四邊形的邊用某種顏色繪出，四邊形的內(nèi)部是透明的。surf函數(shù)繪制的曲面也由一些四邊形所構(gòu)成，不同的是四邊形的邊是黑色的，其內(nèi)部用不同的顏色填充第3章 MATLAB繪圖3.4 圖形交互式編輯nMATLAB圖形窗口不僅僅是一個被動的顯示窗口，而且是一個可以對圖形進(jìn)行編輯的交互式操作界面，允許用戶直接在圖形上標(biāo)記字符、直線或箭頭，甚至可以直接繪圖。n3.4.1 圖形編輯工具n單擊FileNewFigure，可以新建一個MATLAB圖形窗口；也可以通過繪圖函數(shù)打開圖形窗口。例如在命令窗口輸入以下程序（也可以編輯M文件）：n t=li