第三篇 二維圖形繪制

1、第三篇二維圖形繪制1圖形顯示的需求1）直觀、易于理解；2）大數(shù)據(jù)量的比較、分析；3）美觀；4）軟件的發(fā)展-易于實(shí)現(xiàn)；一、二維圖形的基本繪圖命令A(yù)、高級繪圖命令plotplot(x1,y1,LineSpec1, x2,y2,LineSpec2,.) x1、y1、x2、y2為用于顯示的兩組數(shù)據(jù)，x為橫坐標(biāo)，y為縱坐標(biāo)，LineSpec為顯示選項(xiàng)；3.1 plot繪圖命令2 plot命令是以逐點(diǎn)連折線的方式繪制二維圖形，高級用戶只要給出圖形定義數(shù)據(jù)，如果不指定，其它繪圖細(xì)節(jié)matlab會自行設(shè)定；x、y是單獨(dú)值，則plot一個點(diǎn)；x、y是向量或矩陣，則x的列數(shù)必須等于y的行數(shù)或列數(shù)，plot繪制出y

2、的每一個行向量與x的每一個行向量之間的關(guān)系；不指定x，既橫坐標(biāo)的值，x默認(rèn)為1、2、3；3.1 plot繪圖命令31、plot可以指定以下的繪圖屬性：1）線型2）線寬 LineWidth選項(xiàng)，后面接曲線的寬度，整數(shù)；3）顏色顏色紅綠藍(lán)青品紅黃黑白符號rgbcmykw3.1 plot繪圖命令44）標(biāo)記實(shí)例：3-1 plot 1.m說明各種線型、顏色、標(biāo)記的使用方法3.1 plot繪圖命令5坐標(biāo)、刻度和分格線控制2-1 坐標(biāo)屬性 axis命令意義axis auto默認(rèn)axis manual當(dāng)前坐標(biāo)范圍不變axis off取消軸背景axis on使用軸背景axis ij矩陣式坐標(biāo)，原點(diǎn)在左上方axi

3、s xy直角坐標(biāo)，原點(diǎn)在左下方axis(V)人工設(shè)定坐標(biāo)原點(diǎn)3.2 繪圖控制命令6axis(V)V=x1,x2,y1,y2二維V=x1,x2,y1,y2,z1,z2三維V中的元素滿足：x1x2;y1y2;z1z2;可取inf或-inf，即上下限是自動產(chǎn)生的；3.2 繪圖控制命令7實(shí)例：3-2 plot 2.m 說明各種坐標(biāo)屬性對圖形顯示的影響；subplot（m,n,k）子圖顯示命令figure創(chuàng)建一個圖形界面 find函數(shù) 按規(guī)定條件查找向量中符合條件的元素下標(biāo)；3.2 繪圖控制命令8 坐標(biāo)軸的高寬比命令意義axis equal橫、縱坐標(biāo)采用等長刻度axis fillmanual方式，使坐標(biāo)

4、充滿整個繪圖區(qū)axis image橫、縱坐標(biāo)采用等長刻度，且坐標(biāo)框緊貼數(shù)據(jù)范圍axis normal缺省模式，矩形坐標(biāo)系axis square采用正方形坐標(biāo)系axis tight緊湊格式，將數(shù)據(jù)范圍直接設(shè)置為坐標(biāo)范圍axis vis3d保持高寬比不變，在三維旋轉(zhuǎn)時避免圖形大小變化9實(shí)例：3-3 plot 3.m說明各種坐標(biāo)設(shè)置方法對圖形顯示的影響；myellipse自建畫橢圓函數(shù)實(shí)例：3-4 plot 4.m帶背景的圖形制作；plotm3.2 繪圖控制命令102-2 刻度設(shè)置 設(shè)置坐標(biāo)刻度必須通過對象圖柄指令；二維坐標(biāo)刻度設(shè)置set(gca,Xtick,xs,Ytick,ys)三維坐標(biāo)刻度設(shè)置

5、set(gca,Xtick,xs,Ytick,ys ,Ztick,zs)xs、ys 、zs為實(shí)數(shù)向量，決定了三軸的刻度位置；實(shí)例： 3-5 plot 5.m 運(yùn)用刻度設(shè)置命令在圖形界面添加刻度線；3.2 繪圖控制命令11公式編輯方法3.3 字符、公式編輯命令數(shù)學(xué)符號、希臘字母以及Tex字符集Matlab文本編輯方法有兩種格式1）tex字符集2）latex公式編輯方式；121、設(shè)置標(biāo)識的字體、風(fēng)格和大小1）字體 fontnameargarg arial、courier、roman、宋體、隸書Example1：fontnamecourierParadiseExample2：fontname隸書中國

6、西安2）風(fēng)格 argargbf 黑體；it 斜體1；sl 斜體2；rm 正體；Example3：slParadise3）大小 fontsizeargarg正整數(shù)，缺省值為10；Example4：fontsize16Paradise實(shí)例：3-6 plot 6.m3.3 字符、公式編輯命令132、上標(biāo)和下標(biāo)1）上標(biāo) arg2）下標(biāo) _arg3、標(biāo)識用希臘字符及特殊字符 在Matlab的Tex字符集中，包含有多種希臘字符以及一些特殊字符，可用于標(biāo)識。1）希臘字符2）特殊字符3.3 字符、公式編輯命令143.3 字符、公式編輯命令153.3 字符、公式編輯命令164、圖形標(biāo)識1）標(biāo)題 title2）坐

7、標(biāo)軸名 xlabel、ylabel3）圖形注釋 text 在指定坐標(biāo)處用字符進(jìn)行標(biāo)識；4）圖例 legend 顯示繪制曲線的線型、顏色和名稱等；實(shí)例：3-7 plot 7.m3.3 字符、公式編輯命令175、二維圖形繪制命令A(yù)、plot 按給定的X軸、Y軸坐標(biāo)值作圖，如果只給定一對x、y坐標(biāo)值，畫點(diǎn)；如果給定的是多個x、y坐標(biāo)值，數(shù)組，plot會這些點(diǎn)用線段連接起來。plot（1，1）Plot（1,2,1,1,2,1）18B、fplot 對某一函數(shù)，給定其定義域，畫出曲線圖。plot函數(shù)依照給定的橫軸變量按等步長作圖，fplot函數(shù)按照給定的定義域區(qū)間，根據(jù)函數(shù)的變化劇烈程度自行調(diào)整步長；格式

8、：fun為定義函數(shù)，fplot（fun，limits，）實(shí)例：3-8 fplot 8.mC、雙縱坐標(biāo)圖 plotyy 把一個自變量的兩個不同量綱或不同數(shù)量級的函數(shù)量的變化繪制在同一張圖中；3.4 其它繪圖命令19格式：plotyy(x1,y1,x2,y2)實(shí)例：3-9 plotyy 9.mD、雙對數(shù)圖 loglog格式： loglog(x1,y1,x2,y2)實(shí)例：3-10 plot 10.m橫軸：x表示為10的冪，如0.1對應(yīng)為10的-1次方；縱軸：y表示為10的冪，如原值為100，對應(yīng)為當(dāng)前的2，既10的2次方；Logspace(a,b)linespace(a,b)3.4 其它繪圖命令20

9、E、半對數(shù)繪圖命令1）semilogx x軸采用對數(shù)單位2）semilogy y軸采用對數(shù)單位F、填充命令 fill格式： fill(x,y,clr)實(shí)例：3-11 plot 11.m 以指定的顏色填充曲線與坐標(biāo)軸圍成的閉合區(qū)域或多條曲線圍成的閉合區(qū)域；3.4 其它繪圖命令21G、網(wǎng)格生成命令 meshgrid格式： X，Y=meshgrid(x,y)實(shí)例：3-12 plot 12.m 定義、生成X-Y平面規(guī)定范圍內(nèi)的網(wǎng)格，顯示空間曲面的變化規(guī)律；H、極坐標(biāo)圖 polar 在笛卡爾坐標(biāo)系中畫出極坐標(biāo)函數(shù)；格式：h= polar(theta,rho,Linespec)實(shí)例：3-13 plot 1

10、3.m3.4 其它繪圖命令22I、二維垂直條形圖 bar格式：bar(y，width，style)用垂直條顯示矩陣或向量中的值，梯形圖；J、二維水平條形圖 barh格式：barh(y，width，style)實(shí)例：3-14 plot 14.m用水平條顯示矩陣或向量中的值；3.5 特殊繪圖命令23K、羽毛圖 feather（略）格式： feather (U，V，LineSpec)實(shí)例：3-15 plot 15.m做速度向量圖，在橫坐標(biāo)上等距的顯示向量；L、二維直方圖 hist格式： hist(Y，x)實(shí)例：3-16 plot 16.m統(tǒng)計(jì)向量、矩陣中各元素的分布情況；imhist 圖像灰度直方圖

11、3.5 特殊繪圖命令243.5 特殊繪圖命令M、統(tǒng)計(jì)直方圖 histc格式： histc(x，edges，dim)實(shí)例：3-17 plot 17.m統(tǒng)計(jì)x向量中包含在區(qū)間edges中元素的個數(shù)；N、二維離散數(shù)據(jù)柄形圖 stem格式：stem (x，y)實(shí)例：3-18 plot 18.m二維離散點(diǎn)圖，用線條顯示數(shù)據(jù)點(diǎn)距x軸間的距離；253.5 特殊繪圖命令O、餅圖 pie格式： pie(x，explode)實(shí)例：3-19 plot 19.m用x中的數(shù)據(jù)做餅圖，x中的每一個不同元素代表餅圖中的一部分，可以用explode向量把希望的數(shù)據(jù)部分分離出來；26二、三維繪圖基本命令A(yù)、三維線圖 plot3

12、格式： plot3(x1,y1,z1,s1,x2,y2,z2,s2)實(shí)例：3-20 plot 20.m 主要用來繪制單參數(shù)的三維曲線，x,y,z是同維向量，繪制一條三維曲線；B、三維網(wǎng)線圖和曲面圖 比單一曲線圖復(fù)雜，要準(zhǔn)備繪圖數(shù)據(jù)以及對三維圖形進(jìn)行色彩、明暗、光照和視點(diǎn)處理。3.6 三維繪圖命令27設(shè)三維函數(shù)為Z = f (X，Y)1）三維圖形的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備a、確定自變量x、y的取值范圍和取值間隔；x=x1:dx:x2; y=y1:dy:d2;b、產(chǎn)生x-y平面的自變量采樣格點(diǎn)矩陣； 原理性形成法X=ones(size(y)*x;Y=y*ones(size(x); 利用Matlab命令產(chǎn)生格點(diǎn)矩陣

13、X,Y=meshgrid(x,y)c、計(jì)算函數(shù)值3.6 三維繪圖命令282）網(wǎng)格線、曲面圖基本指令mesh(Z) 以矩陣Z的行列下標(biāo)為x、y軸自變量來繪制網(wǎng)格線；mesh(X,Y,Z,C)surf(Z) 以矩陣Z的行列下標(biāo)為x、y軸自變量來繪制曲面圖；surf(X,Y,Z,C)C為指定著色實(shí)例： 3-21 plot 21.m3.6 三維繪圖命令29surfc(Z) 在矩形區(qū)域顯示三維帶陰影曲面圖，且在曲面下方畫出等高線；實(shí)例： 3-22 plot 22.msurfl(Z) 帶光照模式的三維曲面圖；實(shí)例： 3-23 plot 23.mwaterfall(X,Y,Z,C) 瀑布圖；實(shí)例： 3-24

14、 plot 24.m3.6 三維繪圖命令303.6 三維繪圖命令 圓柱 cylinder(Z) X,Y,Z=cylinder(r,n) 生成圓柱圖形的三維坐標(biāo)值，該命令返回半徑為r，高為1的圓柱體表面三軸坐標(biāo)，圓柱體周圍有n個距離相同的點(diǎn)；實(shí)例： 3-25 plot 25.m 球體 sphere(Z) 生成三維直角坐標(biāo)系中的單位球體，20*20個面；實(shí)例： 3-26 plot 26.m 細(xì)分程度可指定 shading 設(shè)置顏色色調(diào)屬性，三種選擇； shading flat shading faceted shading interp31 view 給定立體圖形的視角； view(az,el)方位角az，仰角el view(x,y,z) view(2)az=0,el