MATLAB 实用教程：第4章 MATLAB计算的可视化和GUI设计.doc

第4章 MATLAB计算的可视化和GUI设计
MATLAB具有非常强大的二维和三维绘图功能，尤其擅长于各种科学运算结果的可视化。
4.1二维曲线的绘制
4.1.1基本绘图命令plot
1. plot(x) 绘制x向量曲线
plot命令是MATLAB中最简单而且使用最广泛的一个绘图命令，用来绘制二维曲线。
语法：
plot(x) %绘制以x为纵坐标的二维曲线
plot(x,y) %绘制以x为横坐标y为纵坐标的二维曲线
说明：x和y可以是向量或矩阵。

【例4.1】用plot(x)命令画直线，如图4.1所示。
图4.1 (a) x1曲线 (b) x2曲线
x1=[1 2 3]

x1 =
1 2 3

plot(x1)

x2=[0 1 0]

x2 =
0 1 0
plot(x2)

2. plot(x,y) 绘制向量x和y的曲线
【例4.2】绘制正弦曲线y=sin(x)和方波曲线，如图4.2所示。
x1=0:0.1:2*pi;
y1=sin(x1); %y1为x1的正弦函数
plot(x1,y1);
x2=[0 1 1 2 2 3 ];
y2=[1 1 0 0 1 1 ];
plot(x2,y2);
axis([0 4 0 2]) %将坐标轴范围设定为0-4和0-2
图4.2 (a) 正弦曲线 (b) 方波曲线

3. plot(x) 绘制矩阵x的曲线
图4.3 (a) x1曲线 (b) x2曲线
【例4.3】矩阵图形的绘制，如图4.3所示。
x1=[1 2 3;4 5 6];
plot(x1);
x2=peaks; %产生一个49*49的矩阵
plot(x2);
程序分析：a图中有三条曲线而不是两条曲线，因为矩阵x1有三列，每列向量画一条曲线；b图为由peaks函数生成的一个49×49的二维矩阵，因此产生49条曲线。

4. plot(x,y)绘制混合式曲线
当plot(x,y)命令中的参数x和y是向量或矩阵时，分别有以下几种情况：
§ 如果x是向量，而y是矩阵，则x的长度与矩阵y的行数或列数必须相等，如果x的长度与y的行数相等，则向量x与矩阵y的每列向量对应画一条曲线；如果x的长度与y的列数相等，向量x与y的每行向量画一条曲线，如果y是方阵，则x和y的行数和列数都相等，将向量x与矩阵y的每列向量画一条曲线；
§ 如果x是矩阵，而y是向量，则y的长度必须等于x的行数或列数，绘制的方法与前一种相似；
§ 如果x和y都是矩阵，则大小必须相同，矩阵x的每列和y的每列画一条曲线。
【例4.4】混合式图形的绘制，如图4.4所示。
x1=[1 2 3];
y1=[1 2 3;4 5 6]

y1 =
1 2 3
4 5 6
plot(x1,y1) %每行一条曲线
y2=[1 2 ;3 4; 5 6]

y2 =
1 2
3 4
5 6
plot(x1,y2) %每列一条曲线
plot(y1,x1)
plot(y2,x1)
x2=[1 1 1;2 2 2]
图4.4 (a) (x1,y1)曲线 (b) (x2,y1)曲线
图4.4 ( c) (y1,x1)曲线 (d) (y2,x1)曲线

x2 =
1 1 1
图4.4 (e) (x2,y1)曲线
2 2 2
plot(x2,y1) %按列与列对应的方式

5. plot(z)绘制复向量曲线
【例4.4续】下面的程序画出的曲线和图4.4(e)中的相同。
z1=x2+i*y1

z1 =
1.0000 + 1.0000i 1.0000 + 2.0000i 1.0000 + 3.0000i
2.0000 + 4.0000i 2.0000 + 5.0000i 2.0000 + 6.0000i
plot(z1) %以实部为横坐标，虚部为纵坐标

6. plot(x1,y1,x2,y2,…)绘制多条曲线
plot命令还可以同时绘制多条曲线，用多个矩阵对为参数，MATLAB自动以不同的颜色绘制不同曲线。每一对矩阵(xi,yi)均按照前面的方式解释，不同的矩阵对之间，其维数可以不同。
【例4.5】绘制三条曲线，如图4.5所示。
图4.5 三条曲线
x=0:0.1:2*pi;
plot(x,sin(x),x,cos(x),x,sin(3*x)) %画三条曲线
4.1.2绘制曲线的一般步骤
表4.1为绘制二维、三维图形一般步骤的归纳。
表4.1　绘制二维、三维图形的一般步骤
步骤
内容
1
曲线数据准备：
对于二维曲线，横坐标和纵坐标数据变量；
对于三维曲面，矩阵参变量和对应的函数值。

2　
指定图形窗口和子图位置：
默认时，打开Figure No.1窗口或当前窗口、当前子图；
也可以打开指定的图形窗口和子图。
3
设置曲线的绘制方式：
线型、色彩、数据点形。
4　
设置坐标轴：
坐标的范围、刻度和坐标分格线
5　
图形注释：
图名、坐标名、图例、文字说明
6　
着色、明暗、灯光、材质处理(仅对三维图形使用)
7
视点、三度(横、纵、高)比(仅对三维图形使用)
8
图形的精细修饰(图形句柄操作)：
利用对象属性值设置；
利用图形窗工具条进行设置。
说明：
§ 步骤1和3是最基本的绘图步骤，如果利用MATLAB的默认设置通常只需要这两个基本步骤就可以基本绘制出图形，而其他步骤并不完全必需。
§ 步骤2一般在图形较多的情况下，需要指定图形窗口、子图时使用。
§ 除了步骤1、2、3的其他步骤用户可以根据自己需要改变前后次序。
4.1.3多个图形绘制的方法
1. 指定图形窗口
如果需要多个图形窗口同时打开时，可以使用figure语句。
语法：
figure(n) %产生新图形窗口
说明：如果该窗口不存在，则产生新图形窗口并设置为当前图形窗口，该窗口名为“Figure No.n”，而不关闭其它窗口。

2. 同一窗口多个子图
如果需要在同一个图形窗口中布置几幅独立的子图，可以在plot命令前加上subplot命令来将一个图形窗口划分为多个区域，每个区域一幅子图。
语法：
subplot(m,n,k) %使(m×n)幅子图中的第k幅成为当前图
说明：将图形窗口划分为m×n幅子图，k是当前子图的编号，“,”可以省略。子图的序号编排原则是：左上方为第1幅，先向右后向下依次排列，子图彼此之间独立。
【例4.6】用subplot命令画四个子图，如图4.6所示。
x=0:0.1:2*pi;
subplot(2,2,1) %分割为2*2个子图，左上方为当前图
plot(x,sin(x))
subplot(2,2,2) %右上方为当前图
plot(x,cos(x))
subplot(2,2,3) %左下方为当前图
plot(x,sin(3*x))
subplot(224) %右下方为当前图，省略逗号
plot(x,cos(3*x))
图4.6 四个子图
如果在使用绘图命令之后，想清除图形窗口画其它图形，应使用“clf”命令清图形窗。
clf %清除子图

3. 同一窗口多次叠绘
为了在一个坐标系中增加新的图形对象，可以用“hold”命令来保留原图形对象。
语法：
hold on %使当前坐标系和图形保留
hold off %使当前坐标系和图形不保留
hold %在以上两个命令中切换
说明：在设置了“hold on”后，如果画多个图形对象，则在生成新的图形时保留当前坐标系中已存在的图形对象，MATLAB会根据新图形的大小，重新改变坐标系的比例。
【例4.7】在同一窗口画出函数sinx在区间[0 2π]的曲线和cosx在区间[-π π]的曲线，如图4.7(a)所示。
x1=0:0.1:2*pi;
plot(x1,sin(x1))
hold on
x2=-pi:.1:pi;
plot(x2,cos(x2))
程序分析：坐标系的范围由0～2π转变为-π～2π。

4. 双纵坐标图
语法：
plotyy(x1,y1,x2,y2) %以左、右不同纵轴绘制两条曲线
说明：左纵轴用于(x1,y1)数据，右纵轴用于(x2,y2)数据来绘制两条曲线。坐标轴的范围、刻度都自动产生。
【例4.7续】用plotyy函数实现在同一图形窗口绘制两条曲线，如图4.7(b)所示。
plotyy(x1,sin(x1),x2,cos(x2))
图4.7 (a) 用hold on在同一窗口画出两条曲线 (b) 用plotyy在同一窗口画出两条曲线
程序分析：plotyy函数用不同颜色绘制两条曲线，左右两边使用两个纵坐标轴，横坐标从-π～2π。
4.1.4曲线的线型、颜色和数据点形
plot命令还可以设置曲线的线段类型、颜色和数据点形等，如表4.2所示。
表4.2 线段、颜色与数据点形
颜色
数据点间连线
数据点形
类型
符号
类型
符号
类型
符号
黄色
品红色(紫色)
青色
红色
绿色
蓝色
白色
黑色
y(Yellow)
m(Magenta)
c(Cyan)
r(Red)
g(Green)
b(Blue)
w(White)
k(Black)
实线(默认)
点线
点划线
虚线
-
:
-.
--
实点标记
圆圈标记
叉号形×
十字形＋
星号标记＊
方块标记□
钻石形标记◇
向下的三角形标记
向上的三角形标记
向左的三角形标记
向右的三角形标记
五角星标记☆
六连形标记
.
o
x
+
*
s
d
v
^
<
>
p
h

语法：
plot(x,y,s)
说明：x为横坐标矩阵，y为纵坐标矩阵，s为类型说明字符串参数；s字符串可以是线段类型、颜色和数据点形三种类型的符号之一，也可以是三种类型符号的组合。
【例4.8】用不同线段类型、颜色和数据点形画出sinx和cosx曲线，如图4.8所示。
x=0:0.1:2*pi;
plot(x,sin(x),'r-.') %用红色点划线画出曲线
hold on
plot(x,cos(x),'b:o') %用蓝色圆圈画出曲线，用点线连接
图4.8在同一窗口画出两条曲线
4.1.5设置坐标轴和文字标注
1. 坐标轴的控制
用坐标控制命令axis来控制坐标轴的特性，表4.3列出其常用控制命令。
表4.3　常用的坐标控制命令
命令
含义
命令
含义
axis auto
使用默认设置
axis equal
纵、横轴采用等长刻度
axis manual
使当前坐标范围不变
axis fill
在manual方式下起作用，使坐标充满整个绘图区
axis off
取消轴背景
axis image
纵、横轴采用等长刻度，且坐标框紧贴数据范围
axis on
使用轴背景
axis normal
默认矩形坐标系
axis ij
矩阵式坐标，原点在左上方
axis square
产生正方形坐标系
axis xy
普通直角坐标，原点在左下方
axis tight
把数据范围直接设为坐标范围
axis([xmin,xmax,ymin,ymax])
设定坐标范围，必须满足xmin<xmax,ymin<ymax，可以取inf或-inf。
axis vis3d
保持高宽比不变，用于三维旋转时避免图形大小变化

2. 分格线和坐标框
(1) 使用grid命令显示分格线
语法：
grid on %显示分格线
grid off %不显示分格线
grid　 %在以上两个命令间切换
说明：不显示分格线是MATLAB的默认设置。分格线的疏密取决于坐标刻度，如果要改变分格线的疏密，必须先定义坐标刻度。
(2) 使用box命令显示坐标框
语法：
box on %使当前坐标框呈封闭形式
box off %使当前坐标框呈开启形式
box %在以上两个命令间切换
说明：在默认情况下，所画的坐标框呈封闭形式。
【例4.9】在两个子图中使用坐标轴、分格线和坐标框控制，如图4.9所示。
x=0:0.1:2*pi;
subplot(2,1,1)
plot(sin(x),cos(x))
axis equal %纵、横轴采用等长刻度
grid on %加分格线
subplot(2,1,2)
plot(x,exp(-x))
axis([0,3,0,2]) %改变坐标轴范围
图4.9 用坐标轴、分格线和坐标框控制

3. 文字标注
(1) 添加图名
语法：
title(s) %书写图名
说明：s为图名，为字符串，可以是英文或中文。
(2) 添加坐标轴名
语法：
xlabel(s) %横坐标轴名
ylabel(s) %纵坐标轴名
(3) 添加图例
语法：
legend(s,pos) %在指定位置建立图例
legend off %擦除当前图中的图例
说明：参数s是图例中的文字注释，如果多个注释则可以用’s1’,’s2’,…的方式；参数pos是图例在图上位置的指定符，它的取值如表4.4所示。

表4.4　pos取值所对应的图例位置
pos取值
0
1
2
3
4
－1
图例位置
自动取最佳位置
右上角(默认)
左上角
左下角
右下角
图右侧
用legend命令在图形窗口中产生图例后，还可以用鼠标对其进行拖拉操作，将图例拖到满意的位置。
(4) 添加文字注释
语法：
text(xt,yt,s) %在图形的(xt,yt)坐标处书写文字注释
【例4.10】在图形窗口中添加文字注释，如图4.10所示。
x=0:0.1:2*pi;
plot(x,sin(x))
hold on
plot(x,cos(x),'ro')
title('y1=sin(x),y2=cos(x)') %添加标题
xlabel('x') %添加横坐标名
legend('sin(x)','cos(x)',4) %在右下角添加图例
图4.10 添加图形标注
text(pi,sin(pi),'x=\pi') %在pi,sin(pi)处添加文字注释

4. 特殊符号
表4.5　图形标识用的希腊字母、数学符号和特殊字符
类别
命令
字符
命令
字符
命令
字符
命令
字符
希
腊
字
母
\ alpha
α
\ eta
η
\ nu
ν
\ upsilon
υ
\ beta
β
\ theta
θ
\ xi
ξ
\ Upsilon
Υ
\ epsilon
ε
\ Theta
Θ
\ Xi
Ε
\ phi
φ
\ gamma
γ
\ iota
ι
\ pi
π
\ Phi
Φ
\ Gamma
Γ
\ zeta
ζ
\ Pi
Π
\ chi
χ
\ delta
δ
\ kappa
κ
\ rho
ρ
\ psi
ψ
\ Delta
Δ
\ mu
μ
\ tau
τ
\ Psi
Ψ
\ omega
ω
\ lambda
λ
\ sigma
σ

\ Omega
Ω
\ Lambda
Λ
\ Sigma
Σ

数
学
符
号
\approx
≈
\oplus
≡
\neq
≠
\leq
≤
\geq
≥
\pm
±
\times
×
\div
÷
\int
∫
\exists
∝
\infty
∞
\in
∈
\sim
≌
\forall
～
\angle
∠
\perp
⊥
\cup
∪
\cap
∩
\vee
∨
\wedge
∧
\surd
√
\otimes

\oplus

箭
头
\uparrow
↑
\downarrow
↓
\rightarrow
→
\leftarrow
←
\leftrightarrow

\updownarrow

如果需要对文字进行上下标设置，或设置字体大小，则必须在文字标识前先使用表4.6中所示的设置值。
表4.6　文字设置
命令
含义
\fontname{s}
字体的名称，s为Times New Roman 、Courier、宋体等。
\fontsize{n}
字号大小，n为正整数，默认为10(points)。
\s
字体风格，s可以为bf(黑体)、it(斜体一)、sl(斜体二)、rm(正体)等。
^{s}
将s变为上标
_{s}
将s变为下标
【例4.11】在MATLAB的图形窗口中写出标题为表达式，字体大小为16号，如图4.11所示。
figure(1)
title('\fontsize{16}y(\omega)=\int^{\infty}_{0}y(t)e^{-j\omegat}dt')
图4.11 特殊字符
4.1.6交互式图形命令
1. ginput命令
ginput命令是从图上获取数据。
语法：
[x,y]=ginput(n) %用鼠标从图形上获取n个点的坐标(x,y)
说明：参数n应为正整数，是通过鼠标从图上获得数据点的个数；x、y用来存放所取点的坐标。

2. gtext命令
gtext命令是把字符串放置到图形中鼠标所指定的位置上。
语法：
gtext(‘s’) %用鼠标把字符串放置到图形上
说明：如果参数s是单个字符串或单行字符串矩阵，那么一次鼠标操作就可把全部字符以单行形式放置在图上；如果参数s是多行字符串矩阵，那么每操作一次鼠标，只能放置一行字符串，需要通过多次鼠标操作，把一行一行字符串放在图形的不同位置。
【例4.12】在y=sin(x)的图形中将(π，0)和(2π，0)点的坐标取出，并在(2π，0)点写“2π”字符串。
x=0:0.1:2*pi;
plot(x,sin(x))
[m,n]=ginput(2) %取两点坐标
m =
3.1532
6.2984
n =
-0.0029
-0.0088
gtext('2\pi') %写2π
程序分析：由于鼠标所取点的位置有些偏差，因此ginput命令获取的坐标并不是精确在(π，0)和(2π，0)点上；gtext命令在图中鼠标单击处写了“2π”字符串。
4.2 MATLAB的三维图形绘制
4.2.1绘制三维线图命令plot3
plot3是用来绘制三维曲线的，它的使用格式与二维绘图的plot命令很相似。
语法：
plot3(x,y,z, 's') %绘制三维曲线
plot3(x1,y1,z1, 's1',x2,y2,z2, 's2',…) %绘制多条三维曲线
说明：当x、y、z是同维向量时，则绘制以x、y、z元素为坐标的三维曲线；当x、y、z是同维矩阵时，则绘制三维曲线的条数等于矩阵的列数。s是指定线型、色彩、数据点形的字符串。
图4.12 三维曲线
【例4.13】三维曲线绘图，如图4.12所示。
x=0:0.1:20*pi;
plot3(x,sin(x),cos(x)) %按系统默认设置绘图
4.2.2绘制三维网线图和曲面图
1. meshgrid命令
为了绘制三维立体图形，MATLAB的方法是将x方向划分为m份，将y方向划分为n份，meshgrid命令是以x、y向量为基准，来产生在x-y平面的各栅格点坐标值的矩阵。
语法：
[X,Y]＝meshgrid(x,y)
说明：X、Y是栅格点的坐标，为矩阵；x、y为向量。
例如，将x(1×m)向量和y(1×n)向量转换为(n×m)的矩阵：
x=[1 2 3 4];
y=[5 6 7];
[xx,yy]=meshgrid(x,y)

xx =
1 2 3 4
1 2 3 4
1 2 3 4
yy =
5 5 5 5
6 6 6 6
7 7 7 7

【例4.14】使用peaks函数来测试meshgrid命令，并使用mesh命令来查看meshgrid的输出。
MATLAB提供了peaks函数，在下面的图4.13中可以看到。其x和y坐标分别为在[-3 3]范围内的49×49的矩阵，z坐标与x、y的关系为：
z = 3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2) - (y+1).^2) ...
- 10*(x/5 - x.^3 - y.^5).*exp(-x.^2-y.^2) ...
- 1/3*exp(-(x+1).^2 - y.^2)
x=linspace(-3,3,49);
y=linspace(-3,3,49);
[xx,yy]=meshgrid(x,y) ; %产生49*49的栅格点坐标
mesh(xx) %查看xx的网线图
mesh(yy)

图4.13 (a) xx的网格图 (b) yy的网格图
xx和yy分别为49×49的矩阵，如图4.13为xx和yy的网状图。
zz=3*(1-xx).^2.*exp(-(xx.^2) - (yy+1).^2) ...
- 10*(xx/5 - xx.^3 - yy.^5).*exp(-xx.^2-yy.^2) ...
- 1/3*exp(-(xx+1).^2 - yy.^2); %产生peaks函数
plot3(xx,yy,zz)
图4.14 peaks函数的三维线图

2. 三维网线图
语法：
mesh(z) %画三维网线图
mesh(x,y,z,c)
说明：当只有参数z时，以z矩阵的行下标作为x坐标轴，把z的列下标当作y坐标轴；x、y分别为x、y坐标轴的自变量；当有x、y、z参数时，c是指定各点的用色矩阵，当c省略时默认用色矩阵是z的数据。如果x、y、z、c四个参数都有，则应该都是维数相同的矩阵。
图4.15 peaks函数的三维网线图
【例4.14续】用mesh查看peaks函数的三维网线图，如图4.15所示。
mesh(xx,yy,zz)
3. 三维曲面图
语法：
surf (z) %画三维曲面图
surf (x,y, z,c)
说明：参数设置与mesh命令相同，c也可以省略。
【例4.14续】用surf查看peaks函数的三维曲面图，如图4.16所示。
surf (xx,yy,zz)
图4.16 peaks函数的三维曲面图

4. 其它立体网线图和曲面图
meshc命令为立体网状图加等高线；meshz为立体网状图加“围裙”。
图4.17 (a) peaks函数的曲面加“围裙”图 (b) peaks函数的曲面图加等高线
【例4.14续】用meshz和meshc查看peaks函数的三维曲面图，如图4.17所示。
meshz(xx,yy,zz)
meshc(xx,yy,zz)
4.2.3立体图形与图轴的控制
1．网格的隐藏
如果要使被遮盖的网格也能呈现出来，可用“hidden off”命令。
语法：
hidden off %显示被遮盖的网格
hidden on %隐藏被遮盖的网格
【例4.15】显示被遮盖的网格，如图4.18所示。
[x,y,z]=peaks; %peaks函数
mesh(x,y,z) %绘制曲面图
hidden off %显示网格
图4.18 显示网线的peaks函数

2．改变视角
三维图形的观测角度不同则显示也不同，如果要改变观测角度，可用“view”命令。
语法：
view([az,el]) %通过方位角和俯仰角改变视角
view([vx,vy,vz]) %通过直角坐标改变视角
说明：az表示方位角，el表示俯仰角；vx、vy、vz表示直角坐标。
【例4.15续】改变peaks函数的视角，如图4.19所示。
view(0,0)
view(0,90)
图4.19 (a) 视角为(0,0)的peaks函数 (b) 视角为(0,90)的peaks函数
view(-37.5,30) %恢复原视角
程序分析：视角为(0,0)，得到一个(x,z)的二维图形效果；视角为(0,90)，得到一个(x,y)的二维图形效果。

3．曲面的镂空
【例4.15续】对peaks函数曲面实现镂空效果，如图4.20所示。
z(10:20,10:20)=nan; %将一部分数值用nan替换
图4.20 peaks函数
surf(x,y,z) %画曲面图
4.2.4色彩的控制
1．色图(colormap)
(1) RGB三元组
RGB三元行数组表示一种色彩，数组元素R、G、B在0～1之间，分别表示红、绿、蓝基色的相对亮度，如表4.7所示。
表4.7　常用颜色的RGB成分
颜色
RGB成分
Red(红色)
Green(绿色)
Blue(蓝色)
Black(黑)
0
0
0
White(白)
1
1
1
Red(红)
1
0
0
Green(绿)
0
1
0
Blue(蓝)
0
0
1
Yellow(黄)
1
1
0
Magenta(品红)
1
0
1
Cyan(青)
0
1
1
Gray(灰)
0.5
0.5
0.5
Dark red(暗红)
0.5
0
0
Copper(铜色)
1
0.62
0.4
Aquamarine(碧绿)
0.49
1
0.83

【例4.16】查看默认的色图矩阵。
peaks; %以默认颜色显示peaks函数曲面
colormap
size(colormap)

ans =
64 3
程序分析：peaks函数的颜色如前图4.15所示，colormap是64×3的矩阵，为了节省篇幅在此省略了中间的一些行数，每行为RGB颜色的相对亮度。第一行的颜色设定该曲面的最高点，最后一行的颜色设定该曲面的最低点，其余高度的颜色则根据线性内插法来决定。
(2) 预定义色图函数
表4.8　预定义色图的函数表
命令
说明
hsv
HSV的颜色对照表(默认值)，以红色开始和结束
hot
代表暖色对照表，黑、红、黄、白浓淡色
cool
代表冷色对照表，青、品红浓淡色
summer
代表夏天色对照表，绿、黄浓淡色
gray
代表灰色对照表，灰色线性浓淡色
copper
代表铜色对照表，铜色线性浓淡色
autumn
代表秋天颜色对照表，红、黄浓淡色
winter
代表冬天色对照表，蓝、绿浓淡色
spring
代表春天色对照表，青、黄浓淡色
bone
代表“X光片”的颜色对照表
pink
代表粉红色对照表，粉红色线性浓淡色
flag
代表“旗帜”的颜色对照表，红、白、蓝、黑交错色
jet
HSV的变形，以蓝色开始和结束
prim
代表三棱镜对照表，红、橘黄、黄、绿、蓝交错色
上表每行的函数默认产生一个64×3的色图矩阵，可以改变函数的参数产生一个m×3的色图矩阵。
【例4.16续】查看暖色色图。
colormap hot(8) %产生暖色peaks函数曲面
colormap

ans =
0.3333 0 0
0.6667 0 0
1.0000 0 0
1.0000 0.3333 0
1.0000 0.6667 0
1.0000 1.0000 0
1.0000 1.0000 0.5000
1.0000 1.0000 1.0000
程序分析：hot(8)函数产生8×3的矩阵，表示黑、红、黄、白的浓淡色，在此图略，大家自己可以对比该图与前面图形的不同颜色。

2．色图的显示和处理
(1) 色图的显示
§ rgbplot命令
语法：
rgbplot(map)
说明：map是表4.8中的各预定义色图，rgbplot命令可画出以行数为自变量红、绿、蓝相对亮度分量的直线图，反映R、G、B三色比重的变化。
§ colorbar命令
colorbar命令以不同颜色来代表曲面的高度，显示一个水平或垂直的颜色标尺。
【例4.17】用rgbplot和colorbar命令显示色图，如图4.21所示。
subplot(2,1,1)
rgbplot(cool) %画出冷色的颜色分量直线图
subplot(2,1,2)
peaks;
colormap cool %产生冷色peaks函数曲面
colorbar %显示颜色标尺
图4.21用rgbplot和colorbar命令显示色图
程序分析：rgbplot画出红、绿、蓝三色分量，横坐标是0～64行，纵坐标是0～1；colorbar则显示高度与颜色的对照长条标尺，曲面上每一个小方块的颜色就是根据此对照图而得出的。
(2) 浓淡处理shading
如果要使小片表面的颜色产生连续性的变化可使用shading命令，shading命令的用法如表4.9所示。
表4.9　shading命令的用法
命令
功能
shading interp
使小片根据四顶点的颜色产生连续的变化，或根据网线的线段两端产生连续的变化，这种方式着色细腻但最费时。
shading flat
小片或整段网线的颜色是一种颜色。
shading faceted
在flat着色的基础上，同时在小片交接的边勾画黑色，这种方式立体表现力最强(默认方式)。
【例4.18】使用浓淡处理peaks函数曲面图，如图4.22所示。
subplot(1,2,1)
peaks;
shading interp
subplot(1,2,2)
peaks;
shading faceted
(3) 亮度处理brighten
【例4.18续】对peaks函数曲面加亮，并查看色图矩阵。
图4.22用interp和faceted方式进行浓淡处理
peaks;
brighten(0.5)
colormap
程序分析：可以通过图形查看亮度处理后的变化。
4.3 MATLAB的特殊图形绘制
4.3.1条形图
条形图常用于对统计的数据进行作图，特别适用于少量且离散的数据。绘制条形图的函数如表4.10所示。
表4.10 条形图函数
函数
功能
函数
功能
bar
垂直条形图
bar3
三维垂直条形图
barh
水平条形图
bar3h
三维水平条形图
语法：
bar(x,y,width,'参数') %画条形图
bar3(y,z,width,'参数') %画三维条形图
说明：x是横坐标向量，省略时默认值是1:m，m为y的向量长度；y是纵坐标，可以是向量或矩阵，当是向量时每个元素对应一个竖条，当是m×n的矩阵时，将画出m组竖条每组包含n条；width是竖条的宽度，省略时默认宽度是0.8，如果宽度大于1，则条与条之间将重叠；'参数'有grouped(分组式)和stacked(累加式)，省略时默认为grouped。bar3命令的格式也相同，y必须是单调增加或减小，省略时为1:m；'参数'除了grouped和stacked还有detached(分离式)。
【例4.19】用条形图表示某年一月份中3日～6日连续四天的温度数据，y矩阵的各列分别表示平均温度、最高温度和最低温度，如图4.23所示，用条形图和三维条形图分别表示。
x=3:6;
y=[5.3000 13.0000 0.4000
5.1000 11.8000 -1.7000
3.7000 8.1000 0.6000
1.5000 7.7000 -4.5000]
bar(x,y) %画条形图
图4.23 (a) 条形图 (b) 三维条形图
bar3(x,y) %画三维条形图
程序分析：由上图看出条形图是按行分组的，每组为每天的平均温度、最高温度和最低温度。
4.3.2面积图和实心图
1. 面积图
面积图是在曲线与横轴之间填充颜色，用于绘制面积图的命令为“area”，只能用于二维绘图。
语法：
area(y) %画面积图
area(x,y)
说明：y可以是向量或矩阵，如果y是向量则绘制的曲线和plot命令相同，只是曲线和横轴之间填充颜色，如果y是矩阵则每列向量的数据构成面积叠加起来；x是横坐标，当x省略时则横坐标为1:size(y,1)。

2. 实心图
实心图是将数据的起点和终点连成多边形，并填充颜色，绘制实心图的命令为“fill”。
语法：
fill(x,y,c) %画实心图
说明：c为实心图的颜色