MATLAB4二维图形绘制.ppt

第4章用MATLAB实现计算的可视化 matlab语言丰富的图形表现方法 使得数学计算结果可以方便地 多样性地实现了可视化 这是其它语言所不能比拟的 matlab语言的绘图功能 不仅能绘制几乎所有的标准图形 而且其表现形式也是丰富多样的 matlab语言不仅具有高层绘图能力 而且还具有底层绘图能力 句柄绘图方法 在面向对象的图形设计基础上 使得用户可以用来开发各专业的专用图形 4 1二维图形的绘制 一 基本绘图命令plot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 plot的功能 plot命令自动打开一个图形窗口Figure用直线连接相邻两数据点来绘制图形 根据图形坐标大小自动缩扩坐标轴 将数据标尺及单位标注自动加到两个坐标轴上 可自定坐标轴 可把x y轴用对数坐标表示如果已经存在一个图形窗口 plot命令则清除当前图形 绘制新图形可单窗口单曲线绘图 可单窗口多曲线绘图 可单窗口多曲线分图绘图 可多窗口绘图可任意设定曲线颜色和线型可给图形加坐标网线和图形加注功能 1 用plot x 绘制x向量曲线2 用plot x y 绘制向量x和y的曲线3 用plot x 绘制矩阵x的曲线4 用plot x y 绘制混合式曲线5 用plot z 绘制复向量曲线6 用plot x1 y1 x2 y2 绘制多条曲线 plot的调用格式 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 二 绘制曲线的一般步骤 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 三 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 FigureNo 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 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 holdon 使当前坐标系和图形保留holdoff 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 holdon 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 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 1 单窗口单曲线绘图 例1 x 0 0 58 0 84 1 0 91 0 6 0 14 x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 plot x 实例 2 单窗口多曲线绘图 例2 t 0 pi 100 2 pi y sin t y1 sin t 0 25 y2 sin t 0 5 plot t y t y1 t y2 y y1 y2 例3 y sin t y1 sin t 0 25 y2 sin t 0 5 y3 cos t y4 cos t 0 25 y5 cos t 0 5 plot t y y1 y2 y3 y4 y5 y3 cos t y4 cos t 0 25 y5 cos t 0 5 plot t y3 holdon plot t y4 plot t y5 x peaks plot x x 1 length peaks y peaks plot x y subplot 1 3 1 plot t y subplot 1 3 2 plot t y3 subplot 1 3 3 plot t y2 3 单窗口多曲线分图绘图 subplot 3 1 1 plot t y subplot 3 1 2 plot t y3 subplot 3 1 3 plot t y2 4 多窗口绘图 figure n 创建窗口函数 n为窗口顺序号 t 0 pi 100 2 pi y sin t y1 sin t 0 25 y2 sin t 0 5 plot t y 自动出现第一个窗口figure 2 plot t y1 在第二窗口绘图figure 3 plot t y2 在第三窗口绘图 四 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 如表所示 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 用不同线段类型 颜色和数据点形画出sinx和cosx曲线 五 设置坐标轴和文字标注 1 坐标轴的控制 2 分格线和坐标框 1 使用grid命令显示分格线语法 gridon 显示分格线gridoff 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 boxon 使当前坐标框呈封闭形式boxoff 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 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legendoff 擦除当前图中的图例 表4 4pos取值所对应的图例位置 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 4 特殊符号 例 在MATLAB的图形窗口中写出标题为表达式 字体大小为16号 figure 1 title fontsize 16 y omega int infty 0 y t e j omegat dt 1 fplot 绘制函数图函数 fplot的调用格式 fplot fun lims 绘制函数fun在x区间lims xminxmax 的函数图 fplot fun lims corline 以指定线形绘图 x y fplot fun lims 只返回绘图点的值 而不绘图 用plot x y 来绘图 补充 fplot sin x tan x cos x 2 pi 11 11 fplot humps 01 rp 2 ezplot 符号函数的简易绘图函数 ezplot的调用格式 ezplot f 这里f为包含单个符号变量x的符号表达式 在x轴的默认范围 2 pi2 pi 内绘制f x 的函数图ezplot f xmin xmax 给定区间ezplot f xmin xmax figure n 指定绘图窗口绘图 ezplot sin x ezplot sin x cos y 4 pi4 pi figure 2 六 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