6-Matlab绘图PPT.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六讲,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,1,主要内容,6.1,二维图形,6.2,其他二维图形,6.3,符号函数绘图,6.4,三维图形,6.5,图形修饰处理,6.6,图像处理与动画制作,2,6.1,二维数据曲线图,6.1.1,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,坐标数据。,3,对给定数据绘制图形,例,6-1,：给定数据,:,x=1 2 3 5 7 7.5 8 10;,y=2 6.5 7 7 5.5 4 6 8;,plot(x,y),程序如下,：,一旦命令得以执行，图形窗口随绘图结果打开,x,y,1,2,3,5,7,7.5,8,6.5,7,7,5.5,4,6,8,10,2,4,5,线条属性的修改,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,）,plot(x,y,line specifiers),6,图形颜色、标记和线型参数表,色彩字符,所定颜色,线型字符,线型格式,标记符号,数据点形式,标记符号,数据点形式,y,黄,-,实线（默认）,.,点,右三角形,7,Plot,命令的线型属性修改,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、两个或三个选项,例,6-2:,修改线型,plot(x,y),蓝色实线（默认）,x=1 2 3 5 7 7.5 8 10;,y=2 6.5 7 7 5.5 4 6 8;,plot(x,y),8,plot(x,y,r),红色实线,plot(x,y,-k),黑色虚线,.,plot(x,y,*),用“*”号标记的点，中间无连线,plot(x,y,g:d),菱形标记的绿色点线,9,例,6-3,在,0 x2,区间内，绘制曲线,y=2e,-0.5x,cos(4x),程序如下：,x=0:pi/100:2*pi;,y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);,plot(x,y),10,plot(x,y,r-*),plot(x,y),plot(x,y,r-*),11,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，以该向量元素的下标为横坐标，元素值为纵坐标画出一条连续曲线，这实际上是绘制折线图。,x=2,3,8,4,10,7,5;,plot(x),12,6.1.2,绘制多根二维曲线,1,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。,13,例：,x=1,2,3;y=1,2,3,4;5,3,4,2;6,9,8,0;,plot(x,y),x=1,2,3;y=1,2,3;4,5,3;4,2,6;9,8,0;,plot(x,y),14,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,时，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。,例,6-4,，若在命令窗口输入矩阵,x=3,5,9;3,10,67;3,23,90,x=,3 5 9,3 10 67,3 23 90,plot(x),第一列,第二列,第三列,15,2,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。,16,(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,例,6-5,分析下列程序绘制的曲线。,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-*),x1,y1,x,y三列,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。,调用格式为：,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,例,6-6,用不同标度在同一坐标内绘制曲线,y1=0.2e,-0.5x,cos(4x),和,y2=2e,-0.5x,cos(x),。,程序如下：,x=0:pi/100:2*pi;,y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos4*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,例,6-7,采用图形保持，在同一坐标内绘制曲线,y1=0.2,e-0.5x,cos(4x),和,y2=2e,-0.5x,cos(x),。,程序如下：,x=0:pi/100:2*pi;,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,22,6.1.3,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-.1,x2,y2,选项,2,xn,yn,选项,n),当选项省略时，,MATLAB,规定，线型一律用实线,23,例,6-8,在同一坐标内，分别用不同线型和颜色绘制曲线,y1=0.2e,-0.5x,cos(4x),和,y2=2e,-0.5x,cos(x),，标记两曲线交叉点。,程序如下：,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,与,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,24,25,6.1.4,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,Plot title,y axis,label,x axis,label,Text,Tick-mark label,二维绘图的图例标注说明,Data symbol,Legend,Tick-mark,27,函数中的说明文字，除使用标准的,ASCII,字符外，还可使用,LaTeX,格式的控制字符，这样就可以在图形上添加希腊字母、数学符号及公式等内容。例如，,text(0.3,0.5,sin(omegat+beta),将得到标注效果,sin(t+),。,28,例,6-9,在,0 x2,区间内，绘制曲线,y1=2e,-0.5x,和,y2=cos(4x),，并给图形添加图形标注。,程序如下：,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,text(0.8,1.5,曲线,y1=2e-0.5x);,%,在指定位置添加图形说明,text(2.5,1.1,曲线,y2=cos(4pix);,legend(y1,y2),%,加图例,29,Text,Plot title,legend,gtext,利用鼠标，交互操作放置文本说明,30,2,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。,axis on显示坐标轴。,31,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，不带参数的,grid,命令在两种状态之间进行切换。,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。,网格线和边框线,32,例,6-10,在同一坐标中，可以绘制,3,个同心圆，并加坐标控制。,程序如下：,t=0:0.01:2*pi;,x=exp(i*t);,y=x;2*x;3*x;,plot(y),grid on;,%,加网格线,axis equal,%,坐标轴采用等刻度,33,plot(y),grid on;%,加网格线,axis equal%,坐标轴同长度,34,6.1.6,对函数自适应采样的绘图函数,fplot,函数的调用格式为：,fplot(fname,lims,tol,选项,),其中,fname,为函数名，以字符串形式出现，,lims,为,x,y,的取值范围，,tol,为相对允许误差，其系统默认值为,2e-3,。选项定义与,plot,函数相同。,35,例,6-11,用,fplot,函数绘制,f(x)=cos(tan(x),的曲线。,命令如下：,fplot(cos(tan(pi*x),0,1,1e-4),36,6.1.7,图形窗口的分割,subplot,函数的调用格式为：subplot(m,n,p),该函数将当前图形窗口分成,mn,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。,例,5-10,在图形窗口中，以子图形式同时绘制多根曲线。,37,例,6-12,分析下列程序绘制的曲线。,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),还可利用,figure,命令开新的图形窗口,38,6.2,其他二维图形,6.2.1,其他坐标系下的二维数据曲线图,1,对数坐标图形,MATLAB,提供了绘制对数和半对数坐标曲线的函数，调用格式为：,semilogx,(x1,y1,选项,1,x2,y2,选项,2,),semilogy,(x1,y1,选项,1,x2,y2,选项,2,),loglog,(x1,y1,选项,1,x2y2,选项,2,),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(x,轴对数,),subplot(2,2,4),semilogy,(x,y),title(y,轴对数,),例,6-13,绘制,y=10 x,2,的对数坐标图并与直角,坐标图进行比较,。,40,2,极坐标图,polar,函数用来绘制极坐标图，其调用格式为：,polar(theta,rho,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,函数相似。,例,6-12,绘制,r=sin(t)cos(t),的极坐标图，并标记数据点。,程序如下：,t=0:pi/50:2*pi;,r=sin(t).*cos(t);,polar(t,r,-*);,41,42,6.2.2,二维统计分析图,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,1,x2,y2,选项,2,),43,例,6-14,分别以条形图、阶梯图、杆图和填充图形式绘制曲线,y=2sin(x),。,程序如下：,x=0:pi/10:2*pi;,y=2*sin(x);,subplot(2,2,1);,bar(x,y,g);,title(bar(x,y,g);axis(0,7,-2,2);,subplot(2,2,2);,stairs(x,y,b);,title(stairs(x,y,b);axis(0,7,-2,2);,subplot(2,2,3);,stem(x,y,k);,title(stem(x,y,k);axis(0,7,-2,2);,subplot(2,2,4);,fill(x,y,y);,title(fill(x,y,y);axis(0,7,-2,2);,44,45,MATLAB,提供的统计分析绘图函数还有很多，例如，用来表示各元素占总和的百分比的饼图、复数的相量图等等。,例,6-15,绘制图形：,(1),某企业全年各季度的产值,(,单位：万元,),分别为：,2347,1827,2043,3025,，试用饼图作统计分析。,(2),绘制复数的相量图：,7+2.9i,、,2-3i,和,-1.5-6i,。,46,程序如下：,subplot(1,2,1);,pie(2347,1827,2043,3025);,title(,饼图,);,legend(,一季度,二季度,三季度,四季度,);,subplot(1,2,2)compass(7+2.9i,2-3i,-1.5-6i);,title(,相量图,);,47,6.3,符号函数绘图,MATLAB,提供了一个,ezplot,函数绘制符号函数图形,ezplot(F,a,b),作函数,F,在,a,b,上的图，,F,可以是显函数、隐函数或参变量函数，其表示可以是字符串、函数句柄、,Inline,函数或匿名函数,.,a,b,缺省为,-2*pi,2*pi,ezplot(F,xmin,xmax,ymin,ymax),：,在区间,xminxxmax,和,yminyymax,绘制,f(x,y),图形。,48,例,6-16,符号函数绘图应用举例。,程序如下：,subplot2,2,1);,ezplot(x2+y2-9);,axis equal,subplot(2,2,2);,ezplot(x3+y3-5*x*y+1/5),subplot(2,2,3);,ezplot(cos(tan(pi*x),0,1),subplot(2,2,4);,ezplot(8*cos(t),4*sqrt(2)*sin(t),0,2*pi),49,50,6.4,三维图形,6.4.1,三维曲线,plot3,函数与,plot,函数用法十分相似，其调用格式为：,plot3(x1,y1,z1,选项,1,x2,y2,z2,选项,2,xn,yn,zn,选项,n),其中每一组,x,y,z,组成一组曲线的坐标参数，选项的定义和,plot,函数相同。当,x,y,z,是同维向量时，则,x,y,z,对应元素构成一条三维曲线。当,x,y,z,是同维矩阵时，则以,x,y,z,对应列元素绘制三维曲线，曲线条数等于矩阵列数。,51,例,6-17,绘制三维曲线。,程序如下：,t=0:pi/100:20*pi;,x=sin(t);,y=cos(t);,z=t.*sin(t).*cos(t);,plot3(x,y,z);,title(Line in 3-D Space);,xlabel(X);ylabel(Y);,zlabel(Z);,grid on;,52,6.4.2,三维曲面,1,产生三维数据,在,MATLAB,中，利用,meshgrid,函数产生平面区域内的网格坐标矩阵。其格式为：,x=a:d1:b;y=c:d2:d;,X,Y=meshgrid(x,y);,语句执行后，矩阵,X,的每一行都是向量,x,，行数等于向量,y,的元素的个数，矩阵,Y,的每一列都是向量,y,，列数等于向量,x,的元素的个数。,53,例,x=1,2,3;,y=4,5,6,7;,X,Y=meshgrid(x,y),X=,1 2 3,1 2 3,1 2 3,1 2 3,Y=,4 4 4,5 5 5,6 6 6,7 7 7,54,2,绘制三维曲面的函数,surf,函数和,mesh,函数,mesh(x,y,z),画,网格曲面,x,y,z,是数据矩阵，分别表示数据点的横坐标、纵坐标和函数值，该命令将数据点在空间中描出，并连成网格,surf(x,y,z),画,完整曲面,，,x,y,z,是数据矩阵，分别表示数据点的横坐标、纵坐标和函数值，该命令将数据点所表示曲面画出,55,例,6-18,绘制三维曲面图,z=sin(x+sin(y)-x/10,。,程序如下：,x,y=meshgrid(0:0.25:4*pi);,z=sin(x+sin(y)-x/10;,mesh(x,y,z);,axis(0 4*pi 0 4*pi-2.5 1);,56,此外，还有带等高线的三维网格曲面函数,meshc,和带底座的三维网格曲面函数,meshz,。其用法与,mesh,类似，,不同的是,meshc,还在,xy,平面上绘制曲面在,z,轴方向的等高线,meshz,还在,xy,平面上绘制曲面的底座。,57,例,6-19,在,xy,平面内选择区域,-8,8-8,8,，绘制,4,种三维曲面图。,程序如下：,x,y=meshgrid(-8:0.5:8);,z=sin(sqrt(x.2+y.2)./sqrt(x.2+y.2+eps);,subplot(2,2,1);,mesh(x,y,z);title(,mesh(x,y,z),subplot(2,2,2);,meshc(x,y,z);title(,meshc(x,y,z),subplot(22,3);,meshz(x,y,z)title(,meshz(x,y,z),subplot(2,2,4);,surf(x,y,z);title(,surf(x,y,z),58,59,3,标准三维曲面,球面,sphere,函数的调用格式为：,x,y,z=sphere(n),三维柱面,cylinder,函数的调用格式为：,x,y,z=cylinder(R,n),MATLAB,还有一个,peaks,函数，称为多峰函数，常用于三维曲面的演示。,60,例,6-20,绘制标准三维曲面图形。,程序如下：,t=0:pi/20:2*pi;,x,y,z=,cylinder,(2+sin(t),30);,subplot(2,2,1);surf(x,y,z);,x,y,z=,sphere,;,subplot(2,2,2);surf(x,y,z);,x,y,z=,peaks,(30);,subplot(2,1,2);surf(x,y,z);,61,62,6.4.3,其他三维图形,在介绍二维图形时，曾提到条形图、杆图、饼图和填充图等特殊图形，它们还可以以三维形式出现，使用的函数分别是,bar3,、,stem3,、,pie3,和,fill3,。,bar3,函数绘制三维条形图，常用格式为：,bar3(y),bar3(x,y),63,stem3,函数绘制离散序列数据的三维杆图，常用格式为：,stem3(z),stem3(x,y,z),pie3,函数绘制三维饼图，常用格式为：,pie3(x),fill3,函数等效于三维函数,fill,，可在三维空间内绘制出填充过的多边形，常用格式为：,fill3(x,y,z,c),64,例,6-21,绘制三维图形：,(1),绘制魔方阵的三维条形图。,(2),以三维杆图形式绘制曲线,y=2sin(x),。,(3),已知,x=2347,1827,2043,3025,，绘制饼图。,(4),用随机的顶点坐标值画出五个黄色三角形。,65,程序如下：,subplot(2,2,1);,bar3,(magic(4),subplot(2,2,2);,y=2*sin(0:pi/10:2*pi);,stem3,(y);,subplot(2,2,3);,pie3,(2347,1827,2043,3025);,subplot(2,2,4);,fill3,(rand(3,5),rand(3,5),rand(3,5),y),66,例,6-22,绘制多峰函数的瀑布图和等高线图。,程序如下：,subplot(1,2,1);,X,Y,Z=peaks(30);,waterfall,(X,Y,Z),xlabel(X-axis),ylabel(Y-axis),zlabel(Z-axis);,subplot(1,2,2);,contour3,(X,Y,Z,12,k);%,其中,12,代表高度的等级数,xlabel(X-axis),ylabel(Y-axis),zlabel(Z-axis);,67,符号表达式进行三维绘图,例,6-23,绘制椭球面,ezmesh,ezsurf,68,u=-2*pi:0.1:2*pi;,v=-2*pi:0.1:2*pi;,ezmesh(,3*cos(u)*sin(v),2*cos(u)*cos(v),sin(u),-2*pi,2*pi,-2*pi,2*pi),69,例,6-24,：绘制正螺面,u,v,在,-2pi,至,2pi,命令为,ezsurf,ezsurf(,u*sin(v),u*cos(v),4*v,-2*pi,2*pi,-2*pi,2*pi),70,例,6-25,：绘制圆锥面,u,v,在,-2pi,至,2pi,命令为,ezsurf,ezsurf(,u*sin(v),u*cos(v),u,-2*pi,2*pi,-2*pi,2*pi),71,6.5,图形修饰处理,6.5.1,视点处理,MATLAB,提供了设置视点的函数,view,，其调用格式为：,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,30,。,72,从不同视角观察,view(az,el),az,表示方位角,el,表示仰角,z,y,x,-y,视点,az,方位角,el,仰角,73,例,6-26,从不同视点观察三维曲线。,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);,74,从不同视角观察,view(az,el),az,表示方位角,el,表示仰角,75,6.5.2,色彩处理,1,颜色的向量表示,MATLAB,除用字符表示颜色外，还可以用含有,3,个元素的向量表示颜色。向量元素在,0,1,范围取值，,3,个元素分别表示红、绿、蓝,3,种颜色的相对亮度，称为,RGB,三元组。,76,Red,Green,Blue,颜色,0,0,0,黑色,1,1,1,白色,1,0,0,红色,0,1,0,绿色,0,0,1,蓝色,1,1,0,黄色,1,0,1,洋红,0,1,1,青蓝,2/3,0,1,天蓝,1,1/2,0,橘黄,.5,0,0,深红,.5,.5,.5,灰色,77,2,色图,色图,(Color map),是,MATLAB,系统引入的概念。在,MATLAB,中，每个图形窗口只能有一个色图。色图是,m3,的数值矩阵，它的每一行是,RGB,三元组。色图矩阵可以人为地生成，也可以调用,MATLAB,提供的函数来定义色图矩阵。,78,Matlab,常用的色图函数参数,函数参数,功能描述,hsv,色彩饱和值（以红色开始和结束）,hot,从黑到红到黄到白,cool,青蓝和洋红的色度,pink,粉红的色度,gray,线性灰度,bone,带一点儿蓝色的灰度,jet,hsv,的一种变形（以蓝色开始和结束）,copper,线性铜色度,prim,三棱镜，交替为红色、橘黄色、黄色、绿色和天蓝色,flag,交替为红色、白色、蓝色和黑色,79,例,colormap(pink);,surf(X,Y,Z);,title(pink);,colormap(hsv);,surf(X,Y,Z);,title(hsv);,80,3,三维表面图形的着色,三维表面图着色实际上就是在网格图的每一个网格片上涂上颜色。,surf,函数用缺省的着色方式对网格片着色。除此之外，还可以用,shading,命令来改变着色方式。,shading faceted,命令将,每个网格片用其高度对应的颜色进行着色,，但网格线仍保留着，其颜色是黑色。这是系统的缺省着色方式。,81,shading flat,命令将,每个网格片用同一个颜色,进行着色，且,网格线也用相应的颜色,，从而使得图形表面显得更加光滑。,shading interp,命令在,网格片内采用颜色插值处理,，得出的,表面图显得最光滑,。,82,例,6-27 3,种图形着色方式的效果展示。,程序如下：,x,y,z=sphere(20);,colormap(copper);%,采用,copper,色图,subplot(1,3,1);,surf(x,y,z);,%,缺省着色方式,shading faceted,axis equal,subplot(1,3,2);,surf(x,y,z);shading flat;,axis equal,subplot(1,3,3);,surf(x,y,z);shading interp;,axis equal,83,84,6.5.3,光照处理,MATLAB,提供了灯光设置的函数，其调用格式为：,light(Color,选项,1,Style,选项,2,Position,选项,3),85,例,6-28,光照处理后的球面。,程序如下：,x,y,z=sphere(20);,subplot(1,2,1);,surf(x,y,z);axis equal;,light(Position,0,1,1);,shading interp;,hold on;,plot3(0,1,1,p);text(0,1,1,light);,subplot(1,2,2);,surf(x,y,z);axis equal;,light(Position,1,0,1);,shading interp;,hold on;,plot3(1,0,1,p);text(1,0,1,light);,86,6.5.4,图形的裁剪处理,例,6-29,绘制三维曲面图，并进行插值着色处理，裁掉图中,x,和,y,都小于,0,部分。,程序如下：,x,y=meshgrid(-5:0.1:5);,z=cos(x).*cos(y).*exp(-sqrt(x.2+y.2)/4);,surf(x,y,z);shading interp;,pause%,程序暂停,i=find(x=0,z1=z;z1(i)=NaN;,surf(x,y,z1);shading interp;,为了展示裁剪效果，第一个曲面绘制完成后暂停，然后显示裁剪后的曲面。,87,6.6,图像处理与动画制作,6.6.1,图像处理,1,imread,和,imwrite,函数,imread,和,imwrite,函数分别用于将图像文件读入,MATLAB,工作空间，以及将图像数据和色图数据一起写入一定格式的图像文件。,MATLAB,支持多种图像文件格式，如,.bmp,、,.jpg,、,.jpeg,、,.tif,等。,88,2,image,和,imagesc,函数,这两个函数用于图像显示。为了保证图像的显示效果，一般还应使用,colormap,函数设置图像色图。,例,6-30,有一图像文件,teli.jpg,，在图形窗口显示该图像。,程序如下：,x,cmap=imread(teli.jpg);%,读取图像的数据阵和色图阵,image(x);colormap(cmap);,axis image off%,保持宽高比并取消坐标轴,89,6.6.2,动画制作,MATLAB,提供,getframe,、,moviein,和,movie,函数进行动画制作。,1,getframe,函数,getframe,函数可截取一幅画面信息,(,称为动画中的一帧,),，一幅画面信息形成一个很大的列向量。显然，保存,n,幅图面就需一个大矩阵。,90,2,moviein,函数,moviein(n),函数用来建立一个足够大的,n,列矩阵。该矩阵用来保存,n,幅画面的数据，以备播放。之所以要事先建立一个大矩阵，是为了提高程序运行速度。,3,movie,函数,movie(m,n),函数播放由矩阵,m,所定义的画面,n,次，缺省时播放一次。,91,例,6-31,绘制了,peaks,函数曲面并且将它绕,z,轴旋转。,程序如下,X,Y,Z=peaks(30);,surf(X,Y,Z),axis(-3,3,-3,3,-10,10),axis off;,shading interp;,colormap(hot);,m=moviein(20);%,建立一个,20,列大矩阵,for i=1:20,view(-37.5+24*(i-1),30)%,改变视点,m(:,i)=getframe;%,将图形保存到,m,矩阵,end,movie(m,2);%,播放画面,2,次,92,MATLAB,绘图之二,交互式绘图,6.7,基本绘图,将工作空间的数据进行绘图,93,一维数据,二维数据,94,点击,more plots,显示所有当前,matlab,版本支持的数据可视化功能,在新的图形窗体中按照指定的形式绘图,95,例如：绘制工作空间数据,:x=randn(30);,点击,contour,按钮,命令窗口显示命令：,contour(x,DisplayName,x,ZDataSource,x);figure(,gcf,),在绘制图形的同时，在命令窗口显示相应的命令,96,6.7.1,交互式绘图工具,工作空间浏览器对数据可视化只能限于单一变量的可视化，对于变量对变量等复杂的绘图并不支持,利用交互式绘图工具,97,1,、基本绘图,三种方式启动交互式绘图工具,1,）命令窗口输入：,plottools,2,）点击,start/MATLAB/plot tools,3,）直接从图形窗体中打开,show plot tools,按钮,98,交互式绘图工具分为四大部分,图形调色板,：,选择曲线类型、窗口分割、数据选择与注释等,显示当前窗体中绘制曲线的对象列表,对图形注释文本、设置坐标轴信息,图形窗体：显示绘图结果,99,6.8,图形对象及其句柄,MATLAB,的图形对象包括,计算机屏幕,、,图形窗体,、,坐标轴,、,用户菜单,、,用户控件,、,曲线,、,曲面,、,文本,、,图像,、,光线,、,贴块,和,矩形,等。,根对象,root,图形窗口对象,figure,右键菜单对象,uicontextmenu,菜单对象,uimenu,控件对象,uicontrol,坐标轴对象,axes,线对象,line,文字对象,text,表面图对象,surface,图像对象,image,光源对象,light,100,图形对象句柄,MATLAB,在,创建每一个图形对象,时，都为该对象,分配唯一的一个值,，称其为图形对象句柄,(Handle),。,句柄是图形对象的,唯一标识符,，不同对象的句柄不可能重复和混淆。,计算机屏幕,作为,根对象,由系统自动建立，其句柄值为,0,，而图形窗体对象的句柄值为一正整数，并显示在该窗口的标题栏，其他图形对象的句柄为浮点数。,只要获取了图形对象的句柄，就可通过针对属性的操作来修改图形对象的外观。,101,MATLAB,常用图形句柄操作函数,函数,说 明,findobj,按照指定的属性来获取图形对象的句柄,gcf,获取当前的图形窗口句柄,gca,获取当前的轴对象句柄,gco,获取当前的图形对象句柄,get,获取当前的句柄属性和属性值,set,设置当前句柄的属性值,102,6.8.1,图形对象属性,1,属性名与属性值,MATLAB,给每种对象的每一个属性规定了一个名字，称 为属性名，而属性名的取值称为属性值。,2,属性的操作,（,1,）设置句柄属性函数,set,set,函数的调用格式为：,set(,句柄，属性名,1,，属性值,1,，属性名,2,，属性值,2,，,),其中句柄用于指明要操作的图形对象。如果在调用,set,函数时省略全部属性名和属性值，则将显示出句柄所有的允许属性。,（,1,）获取句柄信息函数,get,get,函数的调用格式为：,V=get(,句柄，属性名,),其中,V,是返回的属性值。如果在调用,get,函数时省略属性 名，则将返回句柄所有的属性值。,103,例,7-1,使用图形句柄,x=linspace(-pi,pi,25);,y=sin(x);,plot(x,y,rX),104,获取当前的曲线对象句柄,h_line=findobj(gca,Marker,X),%,曲线标记设白色，大小改为,10,set(h_line,Color,1 1 1,MarkerSize,10),set(gca,Color,0,0,0)%,背景为黑色,%,网格线绘制点划线且不同颜色,set(gca,xGrid,on,GridLineStyle,-.,XColor,0.75,0.75,0),set(gca,yGrid,on,GridLineStyle,-.,YColor,0,0.75,0.75),105,106,针对方程,1.,在,0,2,区间，画出,y,(,x,),的图形。,2.,计算,y,(5),，用以下三种方法：,1,直接用符号计算。,2,用二点式编程计算（,h,=0.5,）。,3,用三点式进行计算（,h,=0.5,）。,107,