數(shù)據(jù)可視化處理實(shí)驗(yàn)

1、科學(xué)計(jì)算與數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)號(hào)姓名實(shí)驗(yàn)名稱數(shù)據(jù)可視化處理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握MATLAB中二維曲線圖、三維曲線圖、三維曲面圖的繪制方法2、 掌握MATLAB中常用統(tǒng)計(jì)圖的繪制方法3、 熟悉MATLAB中三維圖形常用編輯方法4、 了解MATLAB中動(dòng)畫的繪制方法實(shí)驗(yàn)方案1、 離散數(shù)據(jù)可視化實(shí)驗(yàn)：繪制離散函數(shù)的圖形，其中自變量的取值范圍是(0,16)的整數(shù)。 y=1./(n-3).2+1)-1./(n-9).2+4);plot(n,y,*)2、 二維曲線繪制實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證plot、subplot、axis、set、legend、xlabel、ylabel、zlabel、title、tex

2、t、grid、box、hold、plotyy、fplot等函數(shù)在繪制二維曲線中的功能和使用方法。a) 設(shè)置三個(gè)函數(shù)y,z,h均以x作為變量,驗(yàn)證函數(shù)plot,subplot,set, axis,并使用grid on為圖形加網(wǎng)格, box on加邊框線。b) 設(shè)計(jì)函數(shù)y1=2e-0.5x和y2=cos(4x)繪制其曲線，為其添加title(圖形名稱) ，label(x軸說(shuō)明)，ylabel(y軸說(shuō)明)，text(x,y,圖形說(shuō)明)，legend(圖例1,圖例2,)。c) 設(shè)計(jì)函數(shù)y1=0.2e-0.5xcos(4x) 和y2=2e-0.5xcos(x)，并在同一坐標(biāo)內(nèi)繪制曲線，驗(yàn)證hold on

3、/off命令的切換。d) 設(shè)計(jì)函數(shù)x=exp(i*t)和y=x;2*x;3*x在同一坐標(biāo)中，繪制3個(gè)同心圓，并加坐標(biāo)控制，并使用 grid on加網(wǎng)格線， box on加坐標(biāo)邊框，axis equal使坐標(biāo)軸采用等刻度。e) 設(shè)計(jì)函數(shù)y1=0.2e-0.5xcos(4x) 和y2=2e-0.5xcos(x)，以不同標(biāo)度在同一坐標(biāo)內(nèi)繪制曲線，驗(yàn)證函數(shù)plotyy。f) 設(shè)計(jì)函數(shù)f(x)=cos(tan(x)，使用用flpot函數(shù)繪制其曲線。3、 三維曲線繪制實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證plot3、mesh、surf等函數(shù)在繪制三維曲線、曲面中的功能和使用方法。a) 設(shè)計(jì)函數(shù)y=sin(t)， x=co

4、s(t)， z=(t+1).t.*sin(t).*cos(t)，并使用plot3函數(shù)繪制這三個(gè)函數(shù)的曲線。b) 設(shè)計(jì)函數(shù)z=sin(x+sin(y)-x/10;，分別繪制帶等高線的三維網(wǎng)格曲面函數(shù)meshc和帶底座的三維網(wǎng)格曲面函數(shù)meshz。并使用函數(shù)surf繪制該函數(shù)圖像4、 統(tǒng)計(jì)圖繪制實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證面域圖（area）、a) 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)組Y=3,8,9,4,1;6,3,5,2,7;5,4,3,8,6，使用area(x,Y,0)繪制相應(yīng)的面域圖。直方圖（bar、barh、bar3、bar3h）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)組Y=3,7,2,5,1;3,7,5,2,1;5,4,1,2,5，在同一個(gè)圖中分別

5、應(yīng)用以下函數(shù)bar(x,Y,stacked) bar3h(x,Y,grouped) 、bar3(x,Y,stacked)、barh(x,Y, grouped)畫出相應(yīng)的直方圖。b) 餅圖（pie、pie3）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)組a=1,1.6,1.2,0.8,2.1，在同一個(gè)圖中分別應(yīng)用以下函數(shù)pie(a,1 0 1 0 0)、pie3(a,double(a=min(a)畫出相應(yīng)的餅圖。c) 散點(diǎn)圖（scatter、scatter3、plotmatrix）：函數(shù)scatter設(shè)計(jì)函數(shù)Y = X.2 + rand(size(X)，使用函數(shù)scatter(X, Y)以X中數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)，以Y中數(shù)據(jù)位縱坐標(biāo)描繪

6、散點(diǎn)圖，點(diǎn)的形狀默認(rèn)使用圈。函數(shù)scatter3設(shè)計(jì)數(shù)組x=4229042.634230585.024231384.964231773.634233028.584233296.714235869.684236288.29;y=431695.4441585.8432745.6436933.7428734.4 431946.3428705.0432999.5;z=1.0191.0231.0111.0221.0201.0221.0221.023;使用函數(shù)scatter3(x,y,z)，繪制出相應(yīng)的三圍散點(diǎn)圖。d) plotmatrix設(shè)計(jì)函數(shù)x=randn(100,2)，并使用plotmatrix(

7、x)繪制出相應(yīng)的散點(diǎn)圖5、 三維圖形編輯（精細(xì)控制）實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證用view、rotate、colordef、colormap、shading、light、lighting、material、surfl等函數(shù)對(duì)三維圖形進(jìn)行精細(xì)控制的方法。a) 使用z=peaks(20);，將顏色填充設(shè)為默認(rèn)色，使用surfl(z)驗(yàn)證函數(shù)surfl的功能。b) 使用z=peaks(20);，將顏色填充設(shè)為默認(rèn)色，背景設(shè)為白色，使用rotate(h,-2,-2,0,20,2,2,0);驗(yàn)證函數(shù)rotate的功能。c) 使用z=peaks(10);，使用view(0,40);驗(yàn)證函數(shù)view的功能。6、

8、動(dòng)畫繪制實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證getframe與movie相結(jié)合繪制動(dòng)畫的方法。a) 首先設(shè)置創(chuàng)建山峰圖形數(shù)據(jù)b) 繪制帶光照的表面，限制繪圖范圍c) 旋轉(zhuǎn)山峰,從1到360度,每一度捕捉一幀d) view(-37.5+i,30)從水平-37.5+i度,垂直30度的方向看山峰e(cuò)) 每從一個(gè)角度看到一張圖像(幀),就存儲(chǔ)到mf) movie(m)把剛才存到m里的圖像連續(xù)播放一遍。實(shí)驗(yàn)記錄1、離散數(shù)據(jù)可視化實(shí)驗(yàn)：繪制離散函數(shù)的圖形，其中自變量的取值范圍是(0,16)的整數(shù)。 n=1:0.5:16; y=1./(n-3).2+1)-1./(n-9).2+4); plot(n,y,*)2、二維曲線繪制

9、實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證plot設(shè)置三個(gè)函數(shù)y,z,h均以x作為變量,驗(yàn)證函數(shù)plot,subplot,set, axis,并使用grid on為圖形加網(wǎng)格, box on加邊框線。x=0:0.1:5; y=sin(x); z=cos(x); h=tan(x); subplot(2,1,1);plot(x,y); subplot(2,1,2); plot(x,z); axis(0 4 0 20); h=plot(x,y); set(h,color,b); set(gca,XGrid,on,YGrid,off); set(gca,color,g);grid onbox on設(shè)計(jì)函數(shù)y1=2e-0.

10、5x和y2=cos(4x)繪制其曲線，為其添加title(圖形名稱) ，label(x軸說(shuō)明)，ylabel(y軸說(shuō)明)，text(x,y,圖形說(shuō)明)，legend(圖例1,圖例2,)。x=0:pi/100:1*pi;y1=2*exp(-0.5*x);y2=cos(4*pi*x);plot(x,y1,x,y2)title(x from 0 to 2pi); xlabel(Variable X); ylabel(Variable Y); text(0.8,1.5,曲線y1=2e-0.5x); text(2.5,1.1,曲線y2=cos(4pix);legend(y1,y2) 設(shè)計(jì)函數(shù)y1=0.2

11、e-0.5xcos(4x) 和y2=2e-0.5xcos(x)，并在同一坐標(biāo)內(nèi)繪制曲線，驗(yàn)證hold on/off命令的切換。x=0:pi/100:2*pi;y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x,y1)hold ony2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);plot(x,y2);hold off設(shè)計(jì)函數(shù)x=exp(i*t)和y=x;2*x;3*x在同一坐標(biāo)中，繪制3個(gè)同心圓，并加坐標(biāo)控制，并使用 grid on加網(wǎng)格線， box on加坐標(biāo)邊框，axis equal使坐標(biāo)軸采用等刻度。t=0:0.01:2*pi;x=exp(i*t);y=x

12、;2*x;3*x;plot(y)grid on; %加網(wǎng)格線box on; %加坐標(biāo)邊框axis equal %坐標(biāo)軸采用等刻度設(shè)計(jì)函數(shù)y1=0.2e-0.5xcos(4x) 和y2=2e-0.5xcos(x)，以不同標(biāo)度在同一坐標(biāo)內(nèi)繪制曲線，驗(yàn)證函數(shù)plotyy。 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);設(shè)計(jì)函數(shù)f(x)=cos(tan(x)，使用用flpot函數(shù)繪制其曲線。fplot(cos(tan(pi*x), 0,1,1e-4)3、三維曲線

13、繪制實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證plot3、mesh、surf等函數(shù)在繪制三維曲線、曲面中的功能和使用方法。設(shè)計(jì)函數(shù)y=sin(t)， x=cos(t)， z=(t+1).t.*sin(t).*cos(t)，并使用plot3函數(shù)繪制這三個(gè)函數(shù)的曲線。t=0:pi/100:10*pi;y=sin(t);x=cos(t);z=(t+1).t.*sin(t).*cos(t);plot3(x,y,z);title(Line in 3-D Space+WEIMAN);xlabel(X);ylabel(Y);zlabel(Z);grid on;設(shè)計(jì)函數(shù)z=sin(x+sin(y)-x/10;，分別繪制帶等高線的

14、三維網(wǎng)格曲面函數(shù)meshc和帶底座的三維網(wǎng)格曲面函數(shù)meshz。并使用函數(shù)surf繪制該函數(shù)圖像x,y=meshgrid(-7:0.5:7);z=sin(sqrt(x.4+y.4)./sqrt(x.4+y.4+eps);subplot(2,2,1);mesh(x,y,z);title(mesh(x,y,z)+weiman1)subplot(2,2,2);meshc(x,y,z);title(meshc(x,y,z) +weiman2)subplot(2,2,3);meshz(x,y,z)title(meshz(x,y,z) +weiman3)subplot(2,2,4);surf(x,y,z)

15、;title(surf(x,y,z);4、統(tǒng)計(jì)圖繪制實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證面域圖（area）x=-2:2Y=3,8,9,4,1;6,3,5,2,7;5,4,3,8,6 %(3*5)的Y數(shù)組的CS=flipud(cumsum(Y)area(x,Y,0)legend(因素A,因素B,因素C)grid on,colormap(jet)title(area+weiman)直方圖（bar、barh、bar3、bar3h）x=-2:2;Y=3,7,2,5,1;3,7,5,2,1;5,4,1,2,5;subplot(2,2,1)bar(x,Y,stacked)title(bar +weiman)xlabel

16、(x),ylabel(Sigma y), colormap(jet)legend(因素A,因素B,因素C)subplot(2,2,2)bar3h(x,Y,grouped)title( bar3h +weiman)subplot(2,2,4)bar3(x,Y,stacked)title(bar3 +weiman)subplot(2,2,3)barh(x,Y, grouped)title(barh +weiman)餅圖（pie、pie3）a=1,1.6,1.2,0.8,2.1;subplot(1,2,1)pie(a,1 0 1 0 0)axis equaltitle(pie +weiman)leg

17、end(因素A,因素B,因素C,因素D,因素E)subplot(1,2,2)pie3(a,double(a=min(a)colormap(jet)title(pie3 +weiman)legend(因素A,因素B,因素C,因素D,因素E)散點(diǎn)圖（scatter、scatter3、plotmatrix）1.scatter(X,Y)X = 1:10;Y = X.2 + rand(size(X);scatter(X, Y)set(gca,color,y);title( scatter +weiman)函數(shù)scatter3例子：x=4229042.634230585.024231384.9642317

18、73.634233028.584233296.714235869.684236288.29;y=431695.4441585.8432745.6436933.7428734.4 431946.3428705.0432999.5;z=1.0191.0231.0111.0221.0201.0221.0221.023;scatter3(x,y,z)set(gca,color,y);title( scatter3 +weiman)注：x,y,z必須是等長(zhǎng)度的數(shù)對(duì)（即三個(gè)等長(zhǎng)的矢量）Plotmatrix函數(shù)x=randn(100,2)plotmatrix(x)5、三維圖形編輯（精細(xì)控制）實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演

19、示驗(yàn)證用view、rotate、colordef、colormap、shading、light、lighting、material、surfl等函數(shù)對(duì)三維圖形進(jìn)行精細(xì)控制的方法。函數(shù)surfl功能z=peaks(20);colordefwhite;colormapjet;shadinginterp;surfl(z)title( surfl +weiman)函數(shù)rotate功能z=peaks(20); subplot(1,2,1);surf(z);title(Default+weiman); subplot(1,2,2);h=surf(z);title(Rotated+weiman); rota

20、te(h,-2,-2,0,20,2,2,0); 函數(shù)view功能z=peaks(10); subplot(1,2,1);surf(z);title(Default+weiman );subplot(1,2,2); subplot(1,2,2);h=surf(z);title(view+weiman );view(0,40); 6、動(dòng)畫繪制實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證getframe與movie相結(jié)合繪制動(dòng)畫的方法。%影片生成例子: 旋轉(zhuǎn)一個(gè)三維表面繪圖X, Y, Z=peaks(50); %創(chuàng)建山峰圖形數(shù)據(jù)surfl(X, Y, Z) %繪制帶光照的表面axis(-10 10 -10 10 -10 10) %限制繪圖范圍axis vis3d off %三維坐標(biāo)修正,關(guān)閉坐標(biāo)軸箭頭axis equal %等比例顯示三維坐標(biāo)shading interp %加個(gè)影子美化colormap(copper) %著色為銅色for i=1:360 %旋轉(zhuǎn)山峰,從1到360度,每一度捕捉一幀view(-37.5+i,30) %從水平-37.5+i度,垂直30度的方向看山 m(i)=getframe; %每從一個(gè)角度看到一張圖像(幀),就存儲(chǔ)到mend %每次看完,水平轉(zhuǎn)動(dòng)1度,直到