Matlab工程應用基礎-4-2

1、第4章 Matlab的圖形功能 3.等高線圖形的繪制 函數(shù) contour 和 contour3 可繪制出二維和三維圖形的等高線。contour和 contour3 的調(diào)用方式相同，只是 contour3 要繪制相應的 z 軸。contour調(diào)用方式： contour(Z)：直接繪制矩陣 Z 的等高線； contour(X,Y,Z)：用 X 和 Y 指定等高線的 x、y 坐標； contour(Z,n) 和 contour(X,Y,Z,n)：繪制 n 條等高線； contour(Z,V) 和 contour(X,Y,Z,V)：向量 V 的元素指定等高線的位置，該向量長度 length(V)對應

2、繪制的等高線條數(shù)。第4章 Matlab的圖形功能 繪制高斯三維分布曲面的等高線及二維等高線。 contour(peaks,30) %繪制二維山峰的等高線，等高線的條數(shù)為 30 contour3(peaks,20) %繪制三維山峰圖像的等高線，等高線的條數(shù)為 20函數(shù) clabel 標注高度值，函數(shù)contourf 繪制填充的二維等高線。 4.三維視圖可視效果的控制三維圖形觀察點和視覺的控制 view使用格式為： view(AZ,EL)和 view(AZ,EL)：通過方位角AZ和俯視角EL設置觀察圖形的視點。 view(X Y Z)：通過直角坐標系設置視點； AZ,EL = view：返回當前的

3、方位角 AZ 和俯視角 EL； view(T)：用一個 44 的轉矩陣 T 來設置視角； T=view：返回當前的 44 的轉矩陣。view(2) ：設置缺省的二維視角AZ = 0， EL = 90。view(3) ：設置缺省的三維視角AZ = -37.5，EL = 30。三維圖形的照相 campos，三維圖形的透視命令 hidden，曲面圖形顏色的遮掩 shading; 光源的建立light、照明方式 lighting、控制光效果的材質命令 material第4章 Matlab的圖形功能 函數(shù) view 的用法。 X,Y=meshgrid(-8:0.5:8); R=sqrt(X.2+Y.2)

4、+eps; Z=sin(R)./R; subplot(2,2,1) %缺省視角 surf(X,Y,Z) xlabel(X 軸,FontWeight,bold) ylabel(y 軸,FontWeight,bold) zlabel(z 軸,FontWeight,bold) title(fontname 隸書 缺省視角) subplot(2,2,2) surf(X,Y,Z)xlabel(X 軸,FontWeight,bold) ylabel(y 軸,FontWeight,bold) zlabel(z 軸,FontWeight,bold) title( fontname 隸書 方位角為 90仰角為

5、0) view(90,0) subplot(2,2,3) surf(X,Y,Z) xlabel(X 軸,FontWeight,bold) ylabel(y 軸,FontWeight,bold) zlabel(z 軸,FontWeight,bold) title(fontname 隸書 方位角為-37.5 仰角為 80) view(-37.5,80) 第4章 Matlab的圖形功能 subplot(2,2,4) surf(X,Y,Z) xlabel(X 軸,FontWeight,bold) ylabel(y 軸,FontWeight,bold) zlabel(z 軸,FontWeight,bol

6、d) title(fontname 隸書 方位角為 0 仰角為 90) view(0,90)第4章 Matlab的圖形功能 5.柱面和球面的三維表達a.柱面的表達cylinder cylinder命令中，柱面的軸線定義為 z 軸，只要給出母線的描述就可完成一個柱面。 調(diào)用格式為： X,Y,Z = cylinder(R,N)；X,Y,Z = cylinder(R)：缺省值 N=20； X,Y,Z = cylinder：缺省值 N=20，R=1，1。 R：是一描述柱面母線的向量；N：是旋轉柱面上的分割線條數(shù)；X,Y,Z ：是返回的x,y,z坐標向量。 繪制一個柱面。 t=pi:0.01:3*pi;

7、 r=sin(t)+t; cylinder(r,30) shading interp第4章 Matlab的圖形功能 b.球面的表達sphere 調(diào)用格式為： X,Y,Z=sphere(N)：產(chǎn)生一個（ N+1）（ N+1）的矩陣，然后用函數(shù) surf 命令繪制一個單位的球面，N 為設置分割線的條數(shù)； X,Y,Z = sphere：缺省值 N = 20。畫一個球面。 X,Y,Z=sphere; surf(X,Y,Z)第4章 Matlab的圖形功能 四、特殊圖形繪制為了將抽象的數(shù)據(jù)表達得更形象，除了繪制二維、三維圖形外，還要用到直方圖、面積圖、餅圖等特殊圖形。特殊圖形指令 第4章 Matlab的圖

8、形功能 1.面積圖命令 area 表現(xiàn)各個不同部分對整體所作的貢獻 area(X,Y)：與 plot 的命令的使用方法相似，將連線圖到 x 軸的那部分填上了顏色； area(Y)：缺省值 X=1:SIZE(Y)； area(X,Y,LEVEL)或 area(Y,LEVEL)：填色部分為由連線圖到 y=level 的水平線之間的部分。繪制一面積圖 X=-2:2; Y=3,5,2,4,1;5,4,2,3,5;3,4,5,2,1; area(X,Y) legend(因素 1,因素 2,因素 3) grid on第4章 Matlab的圖形功能 2.直方圖命令 bar 直方圖常用于統(tǒng)計數(shù)據(jù)的作圖， 有b

9、ar、bar3、barh 和 bar3h幾種函數(shù)，其調(diào)用格式類似。以函數(shù) bar 為例： bar(X,Y)：X 是橫坐標向量，Y 可以是向量或矩陣。Y 是向量時，每一個元素對應一個豎條；Y 是 m 行 n 列矩陣時，將畫出 m 組豎條，每組包括 n 個豎條； bar(Y)：橫坐標使用缺省值 X=1:M； bar(X,Y,WIDTH) 或 bar(Y,WIDTH)：用 WIDTH 指定豎條的寬度，如果 WIDTH1，條與條之間將重合。缺省寬度為 0.8； bar(.,grouped)：產(chǎn)生缺省的組合直方圖； bar(.,stacked)：產(chǎn)生累積的直方圖； bar(.,linespec)：指定條

10、的顏色；H = bar(.)：返回條形圖對象的句柄。 第4章 Matlab的圖形功能 用繪制直方圖的幾種命令繪制直方圖。X=-2:2; Y=3,5,2,4,1;5,4,2,3,5;3,4,5,2,1; subplot(2,2,1) bar(X,Y,r) xlabel(x)ylabel(y) colormap(cool) subplot(2,2,2) barh(X,Y,grouped) xlabel(y) ylabel(x) colormap(cool) subplot(2,2,3) bar(X,Y,stacked) xlabel(x) ylabel(Sigma y) colormap(summ

11、er) subplot(2,2,4) barh(X,Y,stacked) xlabel(y);ylabel(Sigma x) colormap(summer)第4章 Matlab的圖形功能 繪制三維直方圖。X=-2:2; Y=3,5,2,4,1;5,4,2,3,5;3,4,5,2,1; subplot(2,2,1) bar3(X,Y,r) zlabel(y) ylabel(x) colormap(cool) subplot(2,2,2) bar3h(X,Y,grouped) ylabel(x) zlabel(y) colormap(cool) subplot(2,2,3) bar3(X,Y,s

12、tacked) ylabel(x) zlabel(Sigma y) colormap(summer) subplot(2,2,4) bar3h(X,Y,stacked) zlabel(x) ylabel(Sigma y) colormap(summer)第4章 Matlab的圖形功能 3.餅圖命令 pie 餅圖又叫扇形圖，用于顯示向量中元素所占向量元素總和的百分比。 pie 和 pie3分別用于繪制二維和三維餅圖。調(diào)用格式： pie(X)：向量 X 的餅圖。把 X 的每一個元素在所有元素總和中占的比例表達出來； pie(X,EXPLODE)：向量EXPLODE（和向量X長度相等）用于指定餅圖中

13、抽出一部分的塊（非零值對應的塊）；pie(.,LABELS)：LABELS 是用于標注餅圖的字符串數(shù)組，其長度必須和向量 X相等； H = pie(.)：返回包括餅圖和文本對象句柄。 用函數(shù) pie 和 pie3 繪制餅圖。x=200,360,120,400,320; subplot(2,2,1),pie(x,0 0 0 1 0) subplot(2,2,2),pie3(x,0 0 0 1 0) subplot(2,2,3),pie(x(2:5) subplot(2,2,4), x=0.1,0.12,0.21,0.34,0.11;pie3(x ,A,B,C,D,E)第4章 Matlab的圖形功

14、能 第4章 Matlab的圖形功能 五、極坐標、柱坐標和球坐標系下繪制圖形1.極坐標系下繪制圖形 ploar是直接在極坐標系下繪圖的命令調(diào)用格式為： ploar(THETA, RHO,S)其中 S 是字符串，用來控制圖形的線型。繪制半徑為 2 的漸開線。 rhe=2; theta=0:pi/20:4*pi; rho=rhe+theta*rhe; polar(theta,rho,r) 第4章 Matlab的圖形功能 2.柱坐標系和球坐標系下繪制圖形在 MATLAB 中沒有在柱坐標和球坐標下直接繪制數(shù)據(jù)圖形的命令，但 pol2cart 和sph2cart 命令能夠將柱坐標和球坐標值轉化為直角坐標系

15、下的坐標值，然后在直角坐標下繪制數(shù)據(jù)圖形。a. pol2cart 函數(shù) 將柱坐標轉化為直角坐標，其調(diào)用格式為： X,Y = pol2cart(TH,R) X,Y,Z = pol2cart(TH,R,Z) 參數(shù) TH 表示極坐標系下的角度向量或矩陣，R 是極半徑向量或矩陣,Z 是極坐標下的高度向量或矩陣。它們必須大小相等或成比例。X、Y、Z 為直角坐標系下的坐標向量或矩陣。 第4章 Matlab的圖形功能 b. sph2cart 命令將球坐標轉化直角坐標，其調(diào)用格式為：X,Y,Z = sph2cart(TH,PHI,R) 參數(shù) TH 為球坐標系下的方位角（ Azimuth），PHI 是球坐標系下

16、的俯視角（ Elevation），R 是球半徑。他們的大小必須相等或成比例。X、Y、Z 為直角坐標系下的坐標向量或矩陣。 函數(shù)pol2cart和sph2cart的用法。 theta=0:pi/20:6*pi; rho=sin(theta); t,r=meshgrid(theta,rho); z=r.*t; X,Y,Z=pol2cart(t,r,z); mesh(X,Y,Z)phi=theta.2-theta; t1,p1=meshgrid(theta,phi); r1=p1.*t1; figure(2) %繪制球坐標轉化直角坐標時的圖形 X1,Y1,Z1=sph2cart(t1,p1,r1);

17、 mesh(X1,Y1,Z1) 第4章 Matlab的圖形功能 第4章 Matlab的圖形功能 六、坐標軸的調(diào)整和圖形的標注1.坐標軸調(diào)整命令第4章 Matlab的圖形功能 2.圖形標注坐標軸和圖形標題標注 標注坐標軸 x、y 和 z 的命令函數(shù)為 xlabel、ylabel 和 zlabel ，調(diào)用格式為：xlabel(text) xlabel(text,Property1,PropertyValue1,Property2,PropertyValue2,.)H = xlabel(.) 返回坐標軸標注的句柄。其中，text是要添加的標注文本。Property是文本的屬性名，PropertyVa

18、lue是屬性值（所用字體、大小、標注角度等）。圖形加標題的函數(shù)為 title，其調(diào)用格式與坐標軸標注類似。特征字符串中的希臘字母 第4章 Matlab的圖形功能 特征字符串中的其他字符 第4章 Matlab的圖形功能 第4章 Matlab的圖形功能 b. 圖例的標注 legend命令實現(xiàn)不同圖例的說明。其調(diào)用格式為： legend(string1,string2,string3, .) legend(string1,string2,string3,.,Pos) 按順序把字符串添加到相應的曲線線型符號之后；Pos對圖例的位置作出設置和調(diào)整： 0 = 自動把圖例置于最佳位置（ 和圖中曲線重復最少）

19、； 1 = 置于圖形窗口的右上角（ 缺省值）； 2 = 置于圖形窗口的左上角； 3 = 置于圖形窗口的左下角； 4 = 置于圖形窗口的右下角； -1 = 置于圖形窗口的右側（ 外部）。 3. 控制分格線對二維和三維圖形都適用。有三種用法： grid on：打開分格線控制開關，以后繪制的圖形都帶有分格線； grid off：關閉分格線控制開關，以后繪制的圖形都不帶分格線； grid：用于實現(xiàn)分格線繪制切換。第4章 Matlab的圖形功能 第4章 Matlab的圖形功能 繪制圖形，并用函數(shù) xlabel、title 和 legend 命令進行標注。t=0:0.1:4*pi; y=sin(t); y1=cos(t); plot(t,y,:,t,y1,r*) xlabel(