第5章 MATLAB基本绘图功能.ppt

1,）,第,五章,MATLAB的基本绘图功能,（,2,）,Matlab,绘图,Matlab,设有大量函数和命令来绘制出各种各样的图形，具有强大的绘图功能,（,3,）,3.1,二维数据曲线图,3.1.1,绘制单根二维曲线,plot,函数,基本调用格式为：,plot(x,y,),其中,x,和,y,为长度相同的向量，分别用于存储,x,坐标和,y,坐标,（,4,）,例子,3-1,给定数据：,对给定数据绘制图形,x=1 2 3 5 7 7.5 8 10;,y=2 6.5 7 7 5.5 4 6 8;,plot(x,y,),一旦命令得以执行，图形窗口随绘图结果打开：,程序如下,（,5,）,6,）,plot,命令可以添加线条属性参数来确定,线条的类型,线条的颜色,线条的标记,(markers),线条属性的修改,plot(x,y,line,specifiers,),Matlab,程序设计,（,7,）,图形颜色、标记和线型参数表,（,8,）,plot,命令的线型属性修改,x=1 2 3 5 7 7.5 8 10;,y=2 6.5 7 7 5.5 4 6 8;,plot(x,y,),蓝色实线（默认）,例,3-2,：修改线型,线型修改选项以字符串形式输入,plot(x,y,r),颜色，线型，标记可以以任何顺序输入,plot(x,y,r-d,)/,plot(x,y,-r),所有选项都是可选的，即,plot,命令中可以同时含有一个、两个或三个玄选项。,（,9,）,（,10,）,x=0:pi/100:2*pi;,y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x),plot(x,y,),plot(x,y,r-),程序如下,（,11,）,plot(x,y,),plot(x,y,r-),（,12,）,plot,函数最简单的调用格式是只包含一个输入参数,plot(x,),在这种情况下，当,x,是实向量时，以该向量的下标为横坐标，元素值为纵坐标画出一条连续曲线，这实际上是绘制折现图。,（,13,）,3.1.2,绘制多根二维曲线,对给定数据绘制图形,plot,函数的输入参数是矩阵形式若有两个输入参数,:,plot(x,y,),(1),当,x,是,向量,，,y,是,有一维,与,x,同维的矩阵,时，则绘制出多根不同颜色的曲线。,曲线条数等于,y,矩阵的另一维数,，,x,被作为这些曲线共同的横坐标。,(2),当,x,，,y,是,同维,矩阵时，则以,x,，,y,对应列元素,为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。,（,14,）,3.1.2,绘制多根二维曲线,对给定数据绘制图形,若,plot,函数只有一个输入：,plot(x,),当输入参数,x,为矩阵，且为,实矩阵,，则按,列,绘制,每列元素值相对其下标的曲线,，,曲线条数等于,输入参数,矩阵的列数,。,当输入参数,x是,复数矩阵,时，则,按列,分别以元素,实部和虚部为横、纵坐标,绘制多条曲线。,。,（,15,）,x=3 5 9;3 10 67;3 23 90,plot(x,),例,3-4,若在命令窗口输入矩阵,（,16,）,2.,含多个输入参数的,plot,函数,调用格式为：,plot(x1,y1,x2,y2,.,xn,yn,),(1),当输入参数都为向量时，,x1,和,y1,，,x2,和,y2,，,xn,和,yn,分别组成一组向量对，,每一组向量对的长度可以不同。,每一向量对可以绘制出一条曲线，这样可以在同一坐标内绘制出多条曲线。,(2),当输入参数有矩阵形式时，,配对的,x,y,按对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线,，曲线条数等于矩阵的列数。,（,17,）,x1=linspace(0,2*pi,100);,x2=linspace(0,3*pi,100);,x3=linspace(0,4*pi,100);,y1=sin(x1);,y2=1+sin(x2);,y3=2+sin(x3);,x=x1;x2;x3;,y=y1;y2;y3;,plot(x,y,x1,y1-1,r-*),例,3-5,分析下列程序绘制的曲线。,（,18,）,3.,具有两个纵坐标标度的图形,在,Matlab,中，如果需要绘制,出具有不同纵坐标标度,的两个图形，可以使用,plotyy,绘图函数。,调用格式：,plotyy(x1,y1,x2,y2),其中,x1,y1,对应一条曲线，,x2,y2,对应另一条曲线。横坐标的标度相同，纵坐标有两个，左纵坐标用于,x1,y1,数据对，右纵坐标用于,x2,y2,数据对。,（,19,）,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),（,20,）,4.,图形保持,hold on/off,命令控制是保持原有图形还是刷新原有图形，不带参数的,hold,命令在两种状态之间进行切换。,。,（,21,）,程序如下：,x=0:pi/100:2pi;,y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);,plot(x,y1),hold on,y2=2*exp(-0.5*x).*,cos(pi,*x);,plot(x,y2),hold off,（,22,）,3.1.3,修改多条曲线线条样式,根据曲线的线型、颜色和数据点标记符号规定，可以组合使用来对不同曲线修改样式。例如,“,b-.,”,表示蓝色点划线，,“,y:d,”,表示黄色虚线并用菱形符标记数据点。,格式为：,Plot(x1,y1,b-.,x2,y2,，选项,2,xn,yn,选项,n),当选项省略时，,Matalb,规定，线型一律用实线。,（,23,）,x=linspace(0,2*pi,1000);,y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);,y2=2*exp(-0.5*x).*,cos(pi,*x);,K=find(abs(y1-y2)1e-2)%,查找,y1,与,y2,相等点（近似相等）的下标）,x1=,x(k,);,%,取,y1,和,y2,相等点的,x,坐标,y3=0.2*exp(-0.5*x1).*cos(4*pi*x1);%,求,y1,与,y2,值相等点的,y,坐标,plot(x,y1,x,y2,k:,x1,y3,bp),;%,y1,缺省蓝色实线，,y2,黑色点线，,y3,蓝色五角星。,例：在同一坐标系内，分别用不同线型和颜色绘制曲线,y1=0.2e,-0.5x,cos(4x),和,y2=0.2e-0.5xcos(x),，标记两曲线交叉点,（,24,）,（,25,）,3.1.4,图形标注与坐标控制,1.,图形标注,有关图形标注函数的调用格式为：,title(,图形名称,）,xlabel,（,x,轴说明,）,ylabel,（,y,轴说明,）,text,（,x,y,图形说明,）,gtext,将标注加到图形任意位置,legend,（,图例,1,，,图例,2,),（,26,）,（,27,）,x=0:pi/100:2*pi;,y1=2*exp(-0.5*x);,y2=cos(4*pi*x);,plot(x,y1,x,y2);,title(,x,from 0 to 2pi,);%,加图形标题,xlabel(,Variable,x,);%,加,x,轴说明,ylabel(,Variable,y,);%,加,y,轴说明,gtext(0.8,1.5,曲线,y1=2*e-0.5*x,),;,%,在指定位置添加图形说明,gtext(2.5,1.1,曲线,y2=cos(4pix),);,%,在指定位置添加图形说明,legend(,y1,y2,)%,加图例,（,28,）,（,29,）,3.1.4,图形标注与坐标控制,2.,坐标控制,Axis,函数的调用格式为：,Axis(xmin,xmax,ymin,ymax,zmin,zmax,Axis,函数功能丰富，常用的格式还有：,Axis equal:,纵、横坐标轴采用等长刻度。,Axis square:,产生正方形坐标系（缺省为矩形,),Axis auto:,使用缺省设置。,Axis off,：,取消坐标轴显示坐标轴,（,30,）,网格线和边框线,给坐标加网格线用,grid,命令来控制。,grid on/off,命令控制是画还是不画网格线。,(2),给坐标加边框用,box,命令来控制。,Box on/off,命令控制是加还是不加边框线，不带参数的,box,命令在两种状态之间进行切换。,（,31,）,t=0:0.01:2*pi;,x=,exp(i,*t);,y=x;2*x3*x,;,plot(y,),gird on;,%,加网格线,box on;,%,加坐标边框,axis equal,%,坐标轴采用等刻度,（,32,）,plot(y,),gird on;,%,加网格线,box on;,%,加坐标边框,axis equal,%,坐标轴采用等刻度,（,33,）,（,34,）,（,35,）,3.1.7,图形窗口的分割,subplot,函数的调用格式,subplot(m,n,p,),该函数将当前图形窗口分成,m*n,个绘图区，即每行,n,个，共,m,行，,区号按行优先编号,，且选择第,p,个绘图区作为,当前活动区,。在每一个绘图区允许以不同的坐标系单独绘制图形。,（36,）,（,37,）,x1=linspace(0,2*pi,100);,x2=linspace(0,3*pi,100);,x3=linspace(0,4*pi,100);,y1=sin(x1);,y2=1+sin(x2);,y3=2+sin(x3);,x=x1;x2;x3;,y=y1;y2;y3;,subplot(2,2,1),plot(x1,y1,r-*),subplot(2,2,2),plot(x2,y2,g-*),subplot(2,2,3),plot(x3,y3,k-*),subplot(2,2,4),plot(x,y),例,5-10,在图形窗口中，以子图形式同时绘制多根曲线,（,38,）,（,39,）,x=1:10;,Y=10*(x.2);,subplot(2,2,1),plot(x,y),title(,直角坐标,),subplot(2,2,2),loglog(x,y,),title(,双对数,),subplot(2,2,3),semilogx(x,y,),title(,以,x,轴为单边对数,),subplot(2,2,4),semilogy(x,y,),title(,以,y,轴为单边对数,),（,40,）,（,41,）,2.,极坐标图,Polar,函数用来绘制极坐标图，其调用格式为,polar(theta,roh,选项,),其中,theta,为极坐标极角，,rho,为极坐标矢径，选项的内容与,plot,相似。,【,例,】,绘制,r=,sin(t)cos(t,),的极坐标图，并标记数据点。,t=0:pi/50:2*pi;,r=,sin(t,).*,cos(t,);,polar(t,r,-*);,（,42,）,（,43,）,3.2.2,二维统计分析图,在,Matlab,中，二维统计分析图形很多，常见的有,条形图、阶梯图、杆图和填充图等,所采用的函数分别是：,bar,（,x,y,选项）,stairs,（,x,y,选项）,stem,（,x,y,选项）,fill,（,x1,y1,选项,x2,y2,选项,）,（,44,）,x=0:pi/10:2*pi;,y=2*,sin(x,);,subplot(2,2,1),bar(x,y);,title(bar(x,y,);axis(0 7-2 2);,subplot(2,2,2),stairs(x,y,b);,title(stairs(x,y,);axis(0 7-2 2);,subplot(2,2,3),stem(x,y,b);,title(stem(x,y,);axis(0 7-2 2);,subplot(2,2,4),fill(x,y,y);,title(fill(x,y,);axis(0 7-2 2);,例,3-14,分别以条形图、阶梯图、杆图和填充图形式绘制曲线,y=2sin(x).,（,45,）,（,46,）,（,47,）,t=-pi:pi/500:pi;,y=,tan(sin(t)-sin(tan(t,);,comet(t,y,);,例,:,绘制彗星曲线图,（,48,）,x=1 2 3 4 5 6 7;,y=0 0 0 1 0 0 0;,pie(x,y,),例,:,绘制饼图,（,49,）,pie(x,y,North,South,East,West,middle,fa,white,),（,50,）,a=rand(200,1);,b=rand(200,1);,c=rand(200,1);,scatter(a,b,100,c,p),例,:,绘制离散图,（,51,）,3.3,图形修饰处理,3.3.1,视点处理,Matlab,提供了设置视点的函数,view,调用格式为：,view,（,az,，,el,）,其中,az,为方位角，,el,为仰角，它们均以度为单位。系统缺省的视点定义为方位角,-37.5,，仰角为,30,（,52,）,当,x,轴平行观察者身体，,y,轴垂直于观察者身体时，,az,=0,；以此点为起点，绕着,z,轴顺时针运动，,az,为正，逆时针为负。,EL,为观察者眼睛与,xy,平面形成的角度。当观察者的眼睛在,xy,平面上时，,el=0;,向上,el,为正，向下为负,（,53,）,(a),AZ=-37.5,EL=30,是默认的三维视角,.,(b),AZ=0,EL=90,是,2维视角，从图形正上方向下看，显示的是,xy,平面,.,(c),AZ=EL=0,看到的是,xz,平面,.,(d),AZ=180,EL=0,是从背面看到的,xz,平面,.,(e),VIEW(2),设置默认的二维视角,AZ=0,EL=90.,(f),VIEW(3),设置默认的三维视角,AZ=-37.5,EL=30.,（,54,）,t=0:0.1:10*pi;,x=exp(-t/20).*,cos(t,);,y=exp(-t/20).*,sin(t,);,z=t;,plot3(x,y,z);,xlabel(X,);,ylabel(Y,);,zlabel(Z,);,grid on;,例,从不同视点观察三维曲线,（,55,）,t=0:0.1:10*pi;,x=exp(-t/20).*,cos(t,);,y=exp(-t/20).*,sin(t,);,z=t;,plot3(x,y,z,*,);,xlabel(X,);,ylabel(Y,);,zlabel(Z,);,view(0,90),grid on;,从不同视角观察,（,56,）,t=0:0.1:10*pi;,x=exp(-t/20).*,cos(t,);,y=exp(-t/20).*,sin(t,);,z=t;,plot3(x,y,z,*,);,xlabel(X,);,ylabel(Y,);,zlabel(Z,);,view(10,10),grid on;,从不同视角观察,（,57,）,t=0:0.1:10*pi;,x=exp(-t/20).*,cos(t,);,y=exp(-t/20).*,sin(t,);,z=t;,plot3(x,y,z,*,);,xlabel(X,);,ylabel(Y,);,zlabel(Z,);,view(90,0),grid on;,从不同视角观察,（,58,）,