MATLAB图形绘制剖析.ppt

第6章MATLAB图形描绘，1、本章的学习目标是熟悉MATLAB图形描绘的基本步骤和基本描绘命令，熟悉描绘过程中曲线颜色、线型、数据点型的设定方法，掌握典型的二维图形的描绘和标记方法的基本描绘方法，能够很好地描绘典型的三维图形并进行标记，2、 主要内容6.1MATLAB图形描绘基础6.2维图形的描绘6.3维图形的描绘、3，6.1 MATLAB图形描绘基础、1.MATLAB图形描绘的基本顺序MATLAB中，一般按照以下几个顺序来描绘图形。 准备要描绘的数据和函数，一般指令如下。 x=0:0.1:10； y1=bessel(1，x) y2=bessel(2，x) y3=bessel(3，x )，4，选择图形输出的窗口和位置。 一般命令如下。 figure(1)subplot(m，n，k)调用基本的绘图函数，一般指令如下。 plot(x，y1，x，y2，x，y3)plot3(x，y，z，r:)设定坐标轴的范围、标记编号、网格线。 常见命令包括： axis ( 0，10，- 3，3 ) axis ( x1，x2，y1，y2，z1，z2)gridon，5，用名称、图例、坐标名、文本等注释图形。 一般命令如下。 xlabel(x)ylabel(y)title (图1 )打印文本(1，1，y=f(x)输出模式。 常见命令包括： print-dpls2,6、6是上述步骤中(1)、(3)最基本且最普通的描绘步骤。 一般来说，这两个阶段描绘的图形已经具有足够的表现力，但对于其他步骤，不一定需要。 过程(2)通常用于许多图形，并且如果一起比较一些图形，那么可以对subplot(m，n，k )指令的数目m，n指派值。 步骤(4)、(5)的前后顺序可根据指令的常用度和复杂度编排，用户可根据自己的需要改变前后顺序。 7，2.matlab基本绘图命令MATLAB提供了许多命令，用于将矢量数据显示为曲线图元并注释和打印这些曲线图元。 详情请参阅表6-1。 plot命令的通用调用格式plot(y，s)plot(x，y，s)plot(x1，y1，s1，x2，y2，s2)h=plot()，8其中，参数s是指定线型、颜色和数据点类型的可选字符串。 如果省略，图形的线型和颜色等由MATLAB的默认设置确定。 plot3命令的常用调用形式plot3(x、y、z、s)plot3(x1、y1、z1、s1、x2、y2、z2、s2、)h=plot3()loglog、semilogx、semilogy函数的常用调用形式这3个命令的调用形式和plot命令的形式、9、plotyy命令的常用调用形式plotyy(x1、y1、x2、y2)plotyy(x1、y1、x2、y2、f)plotyy(x1、y1、x2、y2、f1、f2 )命令中出现的参数f、f1、f2等表示绘图数据的方式，plot、semilogx 、10、6.2维图形的描绘1.2维图形的制作和曲线色、线型、数据点型设定在此以简单的例子导入图形制作程序。 【例6-1】描绘正弦函数y=sin(x )的曲线。 x=0:0.01:10； %定义了采样向量，采样点的步骤为0.01，总共101个y=sin(x )的plot(x，y)%在图6.3中示出了在二维坐标轴上以线性标尺绘制二维图而执行的结果。 11、为了便于观察，有时可以在图形上添加网格。 在这种情况下，只需在上一个例程之后添加gridon。 x=0:0.01:10； 执行y=sin(x) plot(x，y)gridon的结果如图6.4所示。12、【例6-2】在一个图形窗口中绘制多条函数曲线。 x=0:0.01:10； y1=sin (x ) y2=x.* sin (x ) % y2=xsin xy3=exp (2* cos (x ) ) 执行%plot(x，y1，x，y2，x，y3 )的结果如图6.5所示。 另外，13、MATLAB会对每条曲线自动赋予不同的颜色进行区别，但有时难以判断曲线与函数的对应关系，该问题能够用两种方法解决。 第一种方法是以如下方式修改示例6-2的程序，在相同的绘图窗口的不同区域中单独显示这些曲线。 x=0:0.01:10； y1=sin (x ) y2=x.* sin (x ) y3=exp (2* cos (x ) )； subplot (2，2，1 )，plot(x，y1)%在第一个子图中显示为y1subplot (2，2，2 )，plot(x，y2)%在第二个子图中显示为y2subplot (2，2，3 )，plot(x，y3)%在第三个子图中显示为y 3，14，并且被执行程序中的subplot (2，2，3 )、plot(x，y3)意味着将描绘窗口分成2行2列共计4个区域(能够同时显示4个子图)，在第2行1列、即第3个子图的位置显示y3。 在这种情况下，能够容易地区别y1、y2、y3来观察形状. 15、另一种方法可以定制曲线的颜色、线型等以区分不同的曲线。 例6-2程序的最后一句如下用plot(x，y1，r:x，y2，g-，x，y3，b-)执行的结果如图6.7所示，函数y1用红色的虚线(程序中用r:表示)，函数y2用绿色的双线(程序中用g-表示) 这样可以更容易地区分同一窗口中的不同曲线。 16或者，也可以在不同的函数曲线上绘制不同的数据点类型来观察数据点。 例如，将程序中的第一个和最后一个语句修改为x=0:0.2:10 : plot(x、y1、r:x、y2、g-d、x、y3、b-o )修改第一个语句，以增加数据检索步骤以观察数据点。 运转后的结果如图6.8所示。 在图6.8中，y1上的数据点用加号码表示，y2上的数据点用菱形表示，y3上的数据点用圆形表示。 17、2.2维图形的尺寸表6-3总结了常用的几个尺寸指令，通过几个例子说明表6-3的各指令的功能。 【例6-3】坐标轴和标题的标记。 x=-10:0.1:10； 定义%图的横坐标范围和采样步长x=x (x=0)*eps使用“机器0”的小数来代替%0y=sin(x )。 /x； 用可逻辑运算的sin(esp)/esp近似sin(0)/0极限plot(x，y)xlabel(x)%，在x轴绘制xylabel(y=sinx/x)%，在y轴绘制y=sinx/xtitle (门函数谱) %，并在绘图上添加标题x=0:0.1:10； y=sin(x) plot(x，y ) xlabel (x ) ylabel (y=sinx ) text (0，sin(0)，“ leftarrowwsin (x )=0”%向左箭头和字符串text(3*pi/4，sin(3*pi/4 )， right arrows in (x )=0. 707 ) text (7* pi/4 sin (7* pi/4 )、leftarrowsin(x)=-0.707 )、19，如果要在图元中绘制标注，而不需要精确对齐，请使用gtext文本命令在图元中绘制标注字符串例如，如果在图6.8的正弦曲线上执行下一个命令gtext (第一个零点) gtext (第二个零点) gtext (第三个零点)，然后按enter键，则会打开图形窗口，当光标进入图形窗口时，该窗口变为大十字形单击要添加尺寸的位置。 20，【例6-5】图形的图例标记。 x=linspace (0，2 * pi，50) y1=cos(x) y2=sin(x) plot(x，y1，x，y2)xlabel(x的可能范围) ylabel(y1和y2的值) legend(y1=cos(x )，y2=sin(x ) )，21，3 .典型的二维图形的在提供半对数坐标轴图形的绘制的情况下，必要的函数在两个坐标轴或一个坐标轴上可以具有大的可能范围，在其中可以用对数标度在x轴和(或) y轴上绘制二维图形，例如loglog、semilogx、semilogy等指令。22、【例6-6】对数、半对数坐标轴模式的描述。 x=0:0.1:10； y=exp (x ) subplot (1，3，1 ) %在第一个子图中显示的plot(x，y ) subplot (1，3，2 ) loglog (x，y)%在x轴和y轴上以对数标度绘制subplot (1，3，3 ) semi logy (x， y)%在x轴上以线性比例绘制，在y轴上以对数比例绘制，可以使用23 双y轴图案绘制MATLAB plot YY命令同时绘制共享x轴的两个函数曲线，其中y轴是两个，分别位于图案的左侧和右侧。 在这种情况下，可以将两条值范围不同的函数曲线放置在图形中，并与分析进行比较。24、【例6-7】双重y轴图案的描绘。 x=03336308； a=1000； b=0.01； c=0.01； y1=a * exp (-b * x ) y2=cos (c * x ) plot YY (x，y1，x，y2，semilogy，plot )，25，极坐标图的描绘极坐标也是经常使用的坐标形式，也有方便的情况。 用于绘制极坐标图的命令是polar，调用格式是polar (theta、rho、linespec )，用极角theta和极径rho绘制极坐标图，参数linespec指定极坐标图的线型、标记符号、颜色等。【例6-8】极坐标图的描绘。 x=0:0.01:2*pi； polar(x，sin(2*x).*cos(2*x )，r:)title (八瓣玫瑰图)，26，二维条形图的绘制是MATLAB，用绘制纵条形图的命令bar和barh绘制二维条形图。 命令的调用格式是bar(x，y，width，style，linespec )或barh(x，y，width，style，linespec )，参数width表示条形码的宽度，默认值是0.8，条形码的值大于1时重叠选项值为group或stack，默认值为group，如果选择stack，则mn矩阵仅绘制n组条形，每组条形具有一个高度，条形高度是此列中所有元素的总和，参数linespec定义条形的颜色。27、【例6-9】垂直条形图的描绘。 x=123； %条的位置y=352； 468； 753 )； 绘制定义%栏高度的bar(x，y )【示例6-10】的水平堆叠条形图。 x=123； y=352； 468； 753 )； 在barh(x，y )，28，二维区域图的绘图区域图的绘图中使用area指令在图形窗口中显示曲线，该曲线可以从一个向量或从矩阵的列(实际上，向量是矩阵的特殊形式，即列数为1的矩阵是向量)生成。 如果矩阵中的列数大于1，则area命令将矩阵中每列的值绘制为独立曲线，并填充曲线之间、曲线和x轴之间的区域。 这样的图形在MATLAB中被称为地域图。 另外，29、【例6-11】基于矩阵数据描绘区域图。 A=12342468357375326321； area(A)%绘图区域set(gca，xtick，1:5)%轴的标签gridon%显示网格set(gca，layer，top)%图表上设定为显示网格，30，二维圆形图表绘制在MATLAB上，圆形图表绘制向量绘制二维饼图的命令是pie。 【例6-13制作三维饼图。 x=58106； pie (如果x元素的和小于1，则绘制不完整的饼图。 例如，x=0.10.250.40.15； 绘制分离了pie(x )、31、【例6-14】片的二维饼图。 x=1234； explode=0011； %饼图的第三个和第四个元素片断是分离pie(x，explode )所必需的，其中explode中非零元素的数量必须与x维度相同，而非零元素所对应的片断则是分离片断。 32，【例6-15】制作带有标记的二维饼图。 x= 12.526.218.618.931.420.317.229.721.511.032.217.8 ； %用3列表示3个产业，用4行表示4个季度的产值s=sum(x各列的合计labels=第一产业、第二产业、第三产业； 在%饼图的三个部分中，pie(s，labels )，33，离散数据的图形在绘制离散数据的图形时常见的是分支图和楼梯图。 所述分支图是用于将每个离散数据显示为具有尾部标记符号的线的指令或stem。 在二维分支图中，分支线的起点位于x坐标轴上。 图6-16是二维分支图的描绘。 x1=0.5； x2=0.1； t=0:50； y=sin(x1*t).*exp(-x2*t )； stem(t，y )、34、以及图6.26中的线型、颜色、数据点符号等都是MATLAB的缺省设置。 如果要进行自定义，只需在调用stem指令时添加参数即可。 例如，将例6-16最后一句的程序设为stem(t，y，dr， (fill )这样，分支图的分支被设置为虚线(即程序中的参数： )，数据点标签被设置为菱形(即程序中的参数d，线和标签的颜色被设置为红色(即程序中的参数r )，并且标签符号被设置为红色35、另一个常见的离散数据模式是阶梯图。 梯形图在一定间隔的边缘显示数据点，梯形图的描绘使用stairs命令。 【例6-17】梯形图的描绘。x=1:0.5:10； 设定y=cos(x) stairs(x，y，-sr)%自定义线种类、线颜色、数据标签符号axis(010-1.21.2)%坐标轴的显示范