《维和三维图形》PPT课件

2.3二维及三维图形,2.3.1二维图形,在Matlab中，可以用“绘图文件”命令在屏幕上生成图形，以验证科学与工程数据。Matlab作图是通过描点、连线来实现的，故在画一个曲线图形之前，必须先取得该图形上的一系列的点的坐标（即横坐标和纵坐标），然后将该点集的坐标传给Matlab函数画图.,helpgraph2d可以得到所用画二维图形的命令。,一、plot,plot命令产生X-Y方向绘图。,1.plot(Y),1若Y是向量,Y0,0.48,0.84,1,0.91,0.6,0.14;plot(Y),2.若Y是矩阵,Y00.250.841.5;0.2510.540.67;plot(Y),按列绘图.,y=3+5i6+2i1+9i;plot(y),3.若Y是复数,（1）如果x和y是向量，则分别表示点集的横坐标和纵坐标,plot(x,y)画出x各列与y各列的关系曲线；（2）如果x和y是阶数相同的矩阵，则画出x各列与y各列的关系曲线；（3）如果x是向量,y是矩阵,plot(x,y)将分别采用不同的线型画出y的行或列随向量x而变化的一系列曲线；（4）如果x是矩阵，y是向量，曲线族是y随x变化外。,2.plot(X,Y),将在XY图上画出Y元素随X元素变化的图形。,(1)在0x2区间内，绘制曲线y=2e-0.5xcos(4x)程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x,y),(3)t=0:0.1:10y=sin(t);2.*cos(t)plot(t,y)grid,(2)X=246;369y=123;542Plot(x,y),3.plot(x1,y1,x2,y2,xn,yn),x1,y1,x2,y2,xn,yn等代表一些行向量对或列向量对。,t=0:0.1:10y=sin(t);2.*cos(t)plot(t,y)grid,t=0:0.1:10plot(t，sin(t)，t，2.*cos(t),plotyy(x1,y1,x2,y2),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。,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。,t=0:0.1:10;Y1=sin(t);Y2=3+cos(t)plotyy(t,y1,t,y2),t=0:0.1:10;Y1=sin(t);Y2=3+cos(t)plot(t,y1,t,y2),下表给出其他的不同类型的“绘图文件”命令：,plot命令产生X-Y方向绘图。一旦掌握了plot命令，对数坐标、极坐标下的绘图只要用loglog、semilogx、semilogy、polar命令代替plot即可。,loglog双对数坐标semilogxX轴对数坐标semilogyY轴对数坐标polar极坐标polar(theta,rho)，theta相角，rho半径bar(x)棒图hist分布图pie饼图,处理图形,1、线型,设置：线型用LineStyle线宽用LineWidth,2、标记,设置：标记用Maker,标记的大小用MakerSize,3、颜色,设置：颜色用Color,当选项省略时，MATLAB规定，线型一律用实线，颜色将根据曲线的先后顺序依次。,t=0:0.1:10;Y1=sin(t);Y2=2*cos(t)plot(t,Y1,+m,t,Y2-.hc),（1）gridon/off:加/删除格栅在当前图上（2）xlabel(x轴说明)（3）ylabel(y轴说明)（4）zlabel(z轴说明)（5）title(图形名称)（6）text(x,y,图形说明)gtext(图形说明)：在鼠标指定的位置（7）legend(图例1,图例2,)（8）holdon/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。,2、图形标注与坐标控制,例:将y=sin(x)、y=cos(x)分别用点和线画出在同一屏幕上。,x=0:pi/100:2*pi;y1=sin(x);Plot(x,y1)Holdony2=cos(x);Plot(x,y2),例在0x2区间内，绘制曲线y1=sinx和y2=cosx,并给图形添加图形标注。程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y1=sin(x);y2=cos(x);plot(x,y1,x,y2)title(xfrom0to2pi);%加图形标题xlabel(VariableX);%加X轴说明ylabel(VariableY);%加Y轴说明text(0.8,0.6,曲线y1=sinx);%在指定位置添加图形说明text(2.5,0.2,曲线y2=cosx);legend(y1,y2)%加图例,3、分割窗口,h=subplot(m,n,t),例:将屏幕分割为四块，并分别画出y=sin(x)，z=cos(x)，a=sin(x)*cos(x),b=sin(x)/cos(x)。,x=linspace(0,2*pi,100);y=sin(x);z=cos(x);a=sin(x).*cos(x);b=sin(x)./cos(x)subplot(2,2,1);plot(x,y)subplot(2,2,2);plot(x,z)subplot(2,2,3);plot(x,a)subplot(2,2,4);plot(x,b),4、坐标控制,axis(xminxmaxyminymaxzminzmax)axis函数功能丰富，常用的格式还有：axisequal：纵、横坐标轴采用等长刻度。axissquare：产生正方形坐标系(缺省为矩形)。axisauto：使用缺省设置。axisoff：取消坐标轴。axison：显示坐标轴。,5、M文件：文本文件和函数文件,包含有Matlab语句的磁盘文件可以分为文本文件和函数文件两种，它们的名字都是以“.m”为后缀的文件，统称为M文件。,1文本文件(脚本文件),t=0:0.1:10y=sin(t);2.*cos(t)plot(t,y)grid,打开方式：FilenewM-file,运行方式（在文本文件中）Debugrun,如同在MATLAB中键入命令一般，这种文件称为脚本文件，使用脚本文件，可以把命令保存在磁盘上，便于以后的访问；同时对使用大的数组也带来的方便；,2函数文件,如果M文件的第一行包含单词“function”，那么这个文件就是函数文件。函数文件与文本文件不同，它的变量将不出现在工作空间里。,functiony=myfile(t)t=0:0.1:10y=sin(t);2.*cos(t)plot(t,y)grid,说明:进入MATLAB的Editor/Debugger窗口来编辑程序在编辑环境中，文字的不同颜色显示表明文字的不同属性。绿色：注解；黑色：程序主体；红色：属性值的设定；蓝色：控制流程。,fplot字符串函数图,注意：fname必须是M文件的函数名或是独立变量为x的字符串.,先建M文件myfun1.m：functionY=myfun1(x)Y=exp(2*x)+sin(3*x.2),再输入命令：fplot(myfun1,-1,2),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。,绘图的步骤：,在数值统计分析或离散数据处理中常用的绘图指令:,x=1:10;y=rand(size(x);bar(x,y);,如果已知资料的误差量，就可用errorbar来表示。,x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);e=std(y)*ones(size(x);errorbar(x,y,e),2.3.2三维图形,1.三维点线图,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。,t=0:pi/100:20*pi;x=sin(t);y=cos(t);z=t.*sin(t).*cos(t);plot3(x,y,z);title(Linein3-DSpace);xlabel(X);ylabel(Y);zlabel(Z);gridon;,2.三维网线图,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。,2绘制三维曲面的函数mesh函数的调用格式为：mesh(x,y,z)画出立体网状图,surf(x,y,z)画出立体曲面图,3.三维曲面图,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(04*pi04*pi-2.51);,x,y=meshgrid(0:0.25:4*pi);z=sin(x+sin(y)-x/10;surf(x,y,z);axis(04*pi04*pi-2.51);,meshc网格加等值线meshz含参考平面surfcsurfl(有亮度),x,y=meshgrid(0:0.25:4*pi);z=sin(x+sin(y)-x/10;meshc(x,y,z);axis(04*pi04*pi-2.51);,x,y=meshgrid(0:0.25:4*pi);z=sin(x+sin(y)-x/10;meshz(x,y,z);axis(04*pi04*pi-2.51);,为了方便测试立体绘图，MATLAB提供了一个peaks函数，可产生一个凹凸有致的曲面，包含了三个局部极大点及三个局部极小点，常用于三维曲面的演示。,要画出此函数的最快方法即是直接键入peaks：,标准三维曲面sphere函数的调用格式为：x,y,z=sphere(n)cylinder函数的调用格式为：x,y,z=cylinder(R,n),t=0:pi/20:2*pi;x,y,z=cylinder(2+sin(t),30);subplot(2,2,1);surf(x,y,z);subplot(2,2,2);x,y,z=sphere;surf(x,y,z);subplot(2,1,2);x,y,z=peaks(30);surf(x,y,z);,2.3.3句柄图形,一、句柄在Matlab系统中，所有的图形都是句柄图形.每一个图形都有一个数字来标识，叫做句柄。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。有了句柄,用户可以在任何时候访问并修改这些图形.,根可包含一个或多个图形窗口，每一个图形窗口可包含一组或多组坐标轴。所有其它的对象都是坐标轴的子对象，并且在这些坐标轴上显示。所有创建对象的函数当父对象或对象不存在时，都会创建它们。,计算机屏幕作为根对象自动建立，其句柄值为0。,图形窗口的句柄为一整数，并显示在该窗口的标题栏，其它图形对象的句柄为浮点数，,MATLAB可以用来获得图形、坐标轴和其它对象的句柄。,gcf获得当前图形窗口的句柄gca获得当前坐标轴的句柄gco返回当前对象的句柄,第二次上机作业,1.复习本次的课件，熟悉本次课程所提到的全