Matlab繪圖課件講義

MATLAB繪圖本章內(nèi)容3.1二維圖形的繪制3.2三維圖形的繪制3.3子圖的繪制3.4圖形的輸出學(xué)習(xí)目標(biāo)了解圖形繪制的基本函數(shù)熟練掌握二維圖形、三維圖形的繪制熟練掌握子圖的運(yùn)用熟悉圖形修飾與控制方法本章知識(shí)地圖Matlab繪圖二維圖形的繪制三維圖形的繪制子圖的繪制常用的二維圖形繪制函數(shù)圖形的輸出圖形窗口的創(chuàng)建圖形的線型和顏色控制圖形的標(biāo)注坐標(biāo)軸的控制方法其他特殊二維圖形三維曲線的繪制三維曲面的繪制特殊圖形繪制GUIDE的開發(fā)環(huán)境GUIDE的基本操作3.1二維圖形的繪制3.1.1常用的二維圖形繪制函數(shù)（1）plot函數(shù)：plot(X,Y):繪制向量Y對(duì)向量X的圖形，如果Y或者x為一矩陣，則繪出矩陣的行向量或列向量，元素個(gè)數(shù)必須對(duì)應(yīng)。plot(Y):繪制Y的列向量對(duì)其坐標(biāo)索引的圖形，若Y為向量（矩陣），則是Y的實(shí)部對(duì)虛部作圖。plot(X,Y,s):s為代表不同線型、點(diǎn)標(biāo)、文字的字符串。plot(X1,Y1,s1,X2,Y2,s2,X3,Y3,s3,……):繪制組合圖Plot函數(shù)若沒有顏色指定，則使用默認(rèn)值。例一：繪制單一圖形

>>x=-pi:.1:pi;y=sin(x);plot(x,y)例二：繪制組合圖形>>t=0:pi/100:pi*2;y1=sin(t);y2=sin(2*t);>>plot(t,y1,'r',t,y2,'r')（2）ezplot函數(shù)：它是一個(gè)易用的一元函數(shù)繪圖函數(shù)。特別是在繪制含有符號(hào)變量的函數(shù)的圖像時(shí)，ezplot要比plot更方便。因?yàn)閜lot繪制圖形時(shí)要指定自變量的范圍，而ezplot無需數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，直接繪出圖形。例三：>>ezplot('x^2')（3）fplot函數(shù)：fplot（’fun’，lims）表示繪制字符串‘fun’指定的函數(shù)在lims=[min，max]范圍內(nèi)的圖形。例四：在[-2,2]上畫出tanx的圖形。方法一：>>fun=@tanh;fplot(fun,[-22])方法二：先建立一個(gè)M文

件fun.mfuntiony=fun(x);y=tan(x);

再輸入命令：fplot(‘fun’,[-2,2])方法三：>>fplot(‘tan(x)’,[-2,2])3.1.2圖形的線型和顏色控制線型符號(hào)-：-.--含義實(shí)線虛線點(diǎn)劃線雙劃線顏色符號(hào)bgrcmykw含義藍(lán)綠紅青品紅黃黑白點(diǎn)型符號(hào).+*o><^v含義點(diǎn)加號(hào)星號(hào)圈三角符格式：plot(x,y,’cs’,…)

其中c表示線型，s表示顏色。例五：>>x=-pi:.1:pi;y=sin(x);plot(x,y,‘ro')‘ro’表示

生成的圖形

顏色為紅色，且為圈型例六：>>t=0:pi/100:pi*2;y1=sin(t);y2=sin(2*t);plot(t,y1,‘or’,t,y2,‘:r’)

分別畫出用虛線表示和用圓圈表示的圖形3.1.3圖形的標(biāo)注

在繪制圖形的同時(shí)，可以對(duì)圖形加上一些說明，如圖形名稱、圖形某一部分的含義、坐標(biāo)說明等，將這些操作稱為添加圖形標(biāo)記。title(‘加圖形標(biāo)題');xlabel('加X軸標(biāo)記');ylabel('加Y軸標(biāo)記');text(X,Y,‘添加文本’);——在x,y處添加文本gridon加網(wǎng)格線\bullet代表.\pi代表π\(zhòng)lefttarrow左箭頭\righttarrow右箭頭例七：plot(0:pi/20:2*pi,sin(0:pi/20:2*pi))text(pi,0,'\leftarrowsin(\pi)');title('sin(x)');xlabel('x軸');ylabel('y軸');3.1.4坐標(biāo)軸的控制方法

如果用戶對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)不滿意，還可以利用axis函數(shù)對(duì)坐標(biāo)軸重新定義。axis([xminxmaxyminymax])設(shè)定最大最小值axis(‘a(chǎn)uto’)恢復(fù)為默認(rèn)的坐標(biāo)值axis(‘square’)將當(dāng)前圖形設(shè)置為正方形axis(‘equal’)將圖形的x，y坐標(biāo)軸單位刻度設(shè)為相同的axis(‘off’)關(guān)閉坐標(biāo)系統(tǒng)axis(‘on’)打開坐標(biāo)系統(tǒng)

例八：沒有對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置x=0:.01:pi/2;plot(x,tan(x),'-ro')對(duì)坐標(biāo)軸系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置后x=0:.01:pi/2;plot(x,tan(x),'-ro')axis([0pi/205])3.1.5其他特殊二維圖形(1)階梯圖形

階梯圖形因名思義,圖形成階梯狀,可以用函數(shù)stairs(x,y)來實(shí)現(xiàn)。如下程序段：x=linspace(-2*pi,2*pi,40);stairs(x,sin(x))注：linspace(x1,x2,n)表示用于產(chǎn)生x1,x2之間的n點(diǎn)行矢量階梯圖形：(2)條形圖形

用bar(x,y)可以繪制條形圖形。如下列程序段將繪制條形圖形。x=[-2.5:0.25:2.5];y=sin(x);bar(x,y);(3)填充圖形Fill(x,y,’c’)用來繪制和填充二維多變圖形，x,y為二維多邊形頂點(diǎn)坐標(biāo)向量。字符‘c’為顏色取值。如下程序段可繪制填充圖形。x=[0.10.10.60.60.1];y=[0.10.60.60.10.1];fill(x,y,'y');axis([0,1,0,1]);scatter(x,y)%畫點(diǎn)圖stem(x,y) %畫火柴桿圖3.2三維圖形的繪制3.2.1三維曲線的繪制

(1)polt3函數(shù)最基本的三維圖形函數(shù)為plot3，它是將二維函數(shù)plot的有關(guān)功能擴(kuò)展到三維空間，用來繪制三維圖形。

plot3(x,y,z,s)x,y,z表示三維曲線的坐標(biāo)；s表示繪制三維曲線的顏色線型例九：繪制螺旋形的三維曲線

>>t=0:pi/50:10*pi;plot3(sin(t),cos(t),t)xlabel('sin(t)')ylabel('cos(t)')zlabel('t')gridon(2)ezplot3函數(shù)：專門用來繪制符號(hào)函數(shù)的命令，如同ezplot例十：用ezplot3函數(shù)繪制三維螺旋圖ezplot3('sin(t)','cos(t)','t',[0,6*pi])3.2.2三維曲面的繪制（1）meshgrid函數(shù)和peaks函數(shù)

meshgrid函數(shù)

按指定方式創(chuàng)建網(wǎng)格矩陣。函數(shù)：[X，Y]=meshgrid(a,b)

peaks函數(shù)用于創(chuàng)建雙峰函數(shù)和用雙峰函數(shù)繪圖。

(2)mesh函數(shù)

mesh函數(shù)用于繪制三維網(wǎng)格圖。在不需要繪制特別精細(xì)的三維曲面結(jié)構(gòu)圖時(shí)，可以通過繪制三維網(wǎng)格圖來表示三維曲面。三維曲面的網(wǎng)格圖最突出的優(yōu)點(diǎn)是：它較好地解決了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在三維空間的可視化問題。mesh（x,y,z）其中x，y控制X和Y軸坐標(biāo)，矩陣z是由(x，y)求得Z軸坐標(biāo)，(x,y,z)組成了三維空間的網(wǎng)格點(diǎn)；例十一：figure;[X,Y]=meshgrid(-8:.5:8);R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps;Z=sin(R)./R;mesh(X,Y,Z);(3)Surf函數(shù)在網(wǎng)格圖的基礎(chǔ)上，在小網(wǎng)格之間用顏色填充。它的線條是黑色的，線條之間有顏色；網(wǎng)格圖的線條有顏色，線條間無顏色。在曲面圖里，要考慮用不同的方法對(duì)表面加色彩。surf函數(shù)和mesh函數(shù)的調(diào)用格式一致

例十二：繪制一個(gè)三維曲面圖形>>x=[0:0.15:2*pi];y=[0:0.15:2*pi];z=sin(y')*cos(x);surf(x,y,z)例十三：繪制一個(gè)山峰表面圖[X,Y,Z]=peaks(40);surf(X,Y,Z)gridon3.2.3特殊圖形繪制(1)餅圖pie(x)pie(x,explode)pie3(X)pie3(x,explode)

二維餅圖程序如下：x=[130.52.52];explode=[01000];pie(x,explode)三維餅圖程序如下：

x=[130.52.52];explode=[01000];pie3(x,explode)(2)誤差棒圖：errorbar繪制下數(shù)據(jù)的誤差棒圖觀察值220227245260246270256實(shí)際值225230250265250275260程序如下：x=[220227245260246270256];y=[225230250265250275260];e=abs(x-y);errorbar(y,e)axis([0,8,210,300]);誤差棒圖：3.3子圖的繪制Sublot函數(shù)：

subplot(m,n,p)

該命令將圖形窗口分成m×n塊繪圖區(qū)，即每行n個(gè)，一共m行。p表示圖所在的位置，p=1表示從左到右從上到下的第一個(gè)位置。

例十六：income=[3.2,4.1,5.0,5.6];outgo=[2.5,4.0,3.35,4.9];subplot(2,1,1);plot(income)title('Income')subplot(2,1,2);plot(outgo)title(‘Outgo’)圖形的輸出圖形的復(fù)制PrintScreen鍵和Ctrl＋C鍵的組合使用。圖形窗口的菜單命令：edit－》copyfigure。復(fù)制的圖形可以直接在word等文本文件中粘貼。圖形的打印matlab窗口菜單命令：file－》print…。圖形窗口菜單命令：file－》print…。打印命令：print<filename>-f<figurehand>本章小結(jié)本章主要內(nèi)容：通過本章的學(xué)習(xí)了解MATLAB繪圖的主要功能，熟悉MATLAB繪圖函數(shù)和輸出方法，掌握函數(shù)基本運(yùn)用方法，圖形窗口創(chuàng)建的步驟。重點(diǎn)和難點(diǎn)：圖形窗口創(chuàng)建方法、三維圖形的繪制

1.繪制圖形在[0,4π]間的圖形。

2.在同一圖形窗口繪制sinx,cosx曲線，要求用不同的顏色和線型、數(shù)據(jù)點(diǎn)標(biāo)記字符，X軸范圍為[0,2π]，Y軸范圍為[-2,2]，并加注釋說明‘sinx','cosx'以區(qū)分。

3.t=-3:0.125:3,x=sin