CH4 图形功能

1、Matlab_4 图形功能u 二维图形u 三维图形u 句柄图形简介二维曲线-plot函数x = linspace(0, 2*pi, 30);y = sin(x);plot(x,y) % 同时绘制多条曲线z = cos(x);plot(x, y, x, z)% 如果输入参数一个是矩阵、一个是向量。% plot函数将矩阵中的每一列与向量组成一个输入对分别绘制相应的图形。w = y; z;plot(x, w) % 如果只有一个输入参数plot(a)，根据y的内容进行操作。% 复数：plot( real(a), imag(a) ) （注：复数的虚部通常是被忽略的。）% 向量：plot( 1:lengt

2、h(a), a )% 矩阵：plot( 1:size(a,1), a(:,1), a(:,2), ) 即y中每一列分别作为向量处理c = complex(y, z); plot(c)plot(z)plot(w.') % w的方向线条和标记的属性设置线条类型Line style颜色Color标记类型Marker type% 默认属性是实线、蓝色、无标记。% 属性设置写在字符串中。% 例：x = linspace(0, 2*pi, 30);y1 = sin(x);y2 = cos(x);plot(x, y1, x, y2, '-or', x, y1.*y2, ':d

3、m')% 查看更多属性设置：线条宽度、标记大小颜色等。doc linespec图形修饰-坐标轴、格栅、轴框、标签、文本、图例% axis( xmin, xmax, ymin, ymax ) 设定当前图形的坐标范围% axis auto 将坐标轴刻度恢复为默认状态% axis equal 设定坐标轴尺度等距% xlim, ylim, zlim 分别设置坐标范围% grid on添加格栅% grid off删除格栅% 无参数grid为状态切换% 通常2D轴框（axes box）是封闭的% box （on/off）状态切换% xlabel和ylabel，坐标轴标签% title 图形标题%

4、text(x, y, 'string')，在指定位置添加字符串% legend 图例% 上述的功能只对当前活动的图形窗口。多个图形窗口% hold (on/off) 保持/释放当期图形窗口% ishold 状态判别% figure 生成新的图形窗口% figure(n) 激活指定图形窗口% close 关闭当前图形窗口% close(n) 关闭指定图形窗口% close all 关闭所有图形窗口% clf 擦除图形窗口，不关闭绘制子图-subplotsubplot(m, n, p)将当前窗口分为m*n个绘图区域，p为当前区域号。子图顺序从上边一行开始从左至右，然后是下一行。%

5、-% 例：subplot和图形修饰x = linspace(0, 2*pi, 30);y1 = sin(x);y2 = cos(x);subplot( 2, 2, 1)plot( x, y1, '-*r')title( ' figure of function sin(x).' )subplot( 2, 2, 2)plot( x, y2, ':sm' )legend( 'cos(x)' )grid onsubplot( 2, 2, 3)plot( x, y1+y2 )xlabel( 'x-axis' )ylabel

6、( 'y-axis' )text( 1, 0, 'subplot demo' )subplot( 2, 2, 4)plot( x, y1.*y2 )axis equalgrid on% 例：极坐标图polartheta = linspace(0, 2*pi);r = sin(2*theta).*cos(2*theta);subplot(1, 2, 2)polar( theta, r, '.-r')title( ' demo of polar ' )% 例：误差图errorbarx = linspace( 0, 2, 21 );y

7、= erf(x);e = rand(size(x)/10;errorbar(x, y, e, '-sm' )legend( 'errorbar', 4 )文本格式%Matlab支持的文本解释器：None，Tex（默认）和Latex。% 适用于图形文本处理函数：text, title, legend, xlabel, % 属性说明选择解释器，如text(, 'interpeter', 'latex', )% 多行文本，用字符串数组或字符串单元数组text(0.5, 0.5, 'abcd' 'cba '

8、 'ab '); %字符串数组，书写格式text(0.5, 0.5, 'abcd', 'cba', 'ab'); %字符串单元数组%分隔符（空格，逗号，分号）等效。% TeX文本格式%上下标：控制字符, _%希腊字母和特殊符号：控制字符.%(Tex字符集：textàText PropertiesàTex Character Sequence Table）%块标注：%显示控制格式符号：, , _, , %字体、大小和颜色：fontname, fontsize, color%常用字体：粗体bf, 斜体it, 透明s

9、l, 印刷体rm% an example:text(0.2, 0.1, 'fontsize20abcfontsize10abc', .'Edgecolor', 'm', 'LineStyle', ':', 'backgroundcolor', 1 1 0);text(0.2, 0.3, 'colorredabcdcolorrgb0 0 1abcd');text(0.2, 0.5, 'fontsize16itabcbfabcrmabc')text(0.2, 0.7, &

10、#39;F(t) = SigmaA_ncos(nomegat)', 'FontSize', 16) %text(0.2, 0.9, 'fontsize16F(t) = fontsize24Sigmafontsize16A_ncos(nomegat)')ylabel( 'Conductivity', 'x102, Wcdotm-1cdotK-1' )交互式绘图工具plottoolsMatlab提供了交互式绘图，方便实现各种图形的绘制、图形格式转换等多种功能。运行方式：1） 在命令窗口中运行plottools2） 直接在图形窗

11、口中点击工具图标图形的保存：1） gif格式。2） 可交换格式，如bmp、pgn、tif等。3） M函数，保存绘图格式。空间曲线-plot3% plot3绘制单一自变量的空间函数图形% 用法与plot基本相同t = linspace(0, 10*pi);plot3( sin(t), cos(t), t, '.-' )grid onxlabel('X-坐标轴'), ylabel('Y-坐标轴'), zlabel('Z-坐标轴')title( '三维空间曲线' )text(0, 0, 0, '坐标原点'

12、 )legend( '螺旋线' , 2)空间网格/曲面-mesh/surf绘制两个自变量的变量函数空间图形：z = f ( x, y )创建由x和y能够表示的所有格点，用两个矩阵X和Y表示。用X和Y数组元素间运算，生成z值的网格。% 函数meshgrid生成网格坐标矩阵x = 1:3;y = 10:10:50;X, Y = meshgrid( x, y )% 计算函数z = (x+y)2的值Z = (X+Y).2% 网格图meshmesh( X, Y, Z )% 曲面图surfsurf( x, y, Z )colorbar % color scale% 绘制函数x.exp(-x

13、2-y2)图形x, y = meshgrid(-2:0.1:2); % 一个输入参数表示xy取值相同z = x.*exp(-x.2-y.2);mesh(x,y,z )surf( x, y, z )shading interp % faceted/flat/interppeaks函数：z=31-x2e-x2-(y+1)2-10x5-x3-y5e-x2-y2-13e-x-12-y2% Matlab将该函数定义在peaks.m中% 缺省为x, y -3, 3edit peaks % 查看源代码peaks % 显示函数图形x, y, z = peaks(10); % 返回三个n*n网格矩阵surf(

14、x, y, z )三维视角-viewAzimuth方位角Elevation高度角% 函数view的用法：% view(az, el) 设置视点，az和el用角度表示% view(x,y,z) 设置笛卡尔坐标(x, y, z)为视点% view(2) xy平面二维视图，= view(0, 90)% view(3) 默认的三维视图，= view( 37.5, 30 )% doc view 查看更多的用法% 例peakszlabel('z-axis')colorbarview(2)view(90, 0) % yz-planeview(0, 0) % xz-planeview(0, 9

15、0) % xy-planeview( 1, 1, 1 )view(3)等势线-contour/contour3x, y, z = peaks(20);% 绘制xy平面的等势线contour( x, y, z )% 绘制3D空间等势线contour3(x, y, z )% 添加数值c = contour(x, y, z, 10);clabel(c);% 隐函数的图形% 例：x2 y2 = 1x, y = meshgrid(-3:0.1:3);z = x.2 - y.2 -1;c = contour(x, y, z, 0 0, 'r'); % 注意只划一条线的用法clabel(c)

16、;句柄图形简介Matlab的每一个可视部分被视为一个对象，每个对象都有一个唯一的标识符（句柄）与之对应，且每个对象都包含一组可以修改的属性。一个图形对象就是一个可以被单独处理的单元。Matlab中所有的绘图和图像函数都可以用来创建图形对象，注意有些函数创建的是复合（多个）对象。 计算机屏幕视为根对象，是所有对象的父对象。图形（figure）是根对象的子对象。根对象句柄为0；图形句柄为整数；其他对象的句柄值为浮点数。所有对象（图形函数）都会返回所创建对象的句柄值。所有对象都有一组定义其特征的属性，通过设置这些属性，用户可以调整图形显示的方式。每个不同的对象都有其独立的属性。常用函数：u get

17、(handle, 'property')：获取句柄图形对象的属性。使用单元数组获取多个属性值。u set (handle, 'property', value)：改变句柄图形对象的属性。多个属性分别输入。u inspect (handle)：查看和修改对象的属性。u gcf：获取当前图形的句柄。u gca：获取当前轴框的句柄u gco：获取当前对象的句柄u findobj, copyobj, delete% 例% nested figureh = (x)exp(-x).*sin(exp(x);x = linspace(0, 5);H1 = figure(1);H

18、fig1 = plot(x,h(x),'.-r'); %grid on;set(gca, 'color', 0 1 1)x2 = linspace(4, 4.5);H2 = figure(2);Hfig2 = plot(x2, h(x2), '.-r'); grid on;set(gca, 'position', 0.5, 0.5, 0.4, 0.4);set(gca, 'parent', H1) %.close(H2)颜色表及其使用颜色的表示：Matlab用一个三列的行向量表示颜色值，其中三个元素分别表示红绿蓝的

19、强度。100 010 001 000 111 .5 .5 .51 1 0 1 0 1 0 1 1 黄，洋红，青.67 0 1 1 .4 0 0.5 0 0 0 0 .5 紫，橙，暗红，暗绿多个RGB向量构成的数组（m x 3），称为颜色表。Matlab预先定义的颜色表：hsv色度-亮度-饱和度：红-红；jet 蓝-红；gray 线性灰度 ；上述颜色函数可以根据输入参数m生成mx3的颜色表（缺省为m=64）。函数colormap选择设定的颜色表数组为当前图形使用的颜色表。Matlab的绘图函数采用下列方式接受颜色参数：1） 定义颜色的字符或字符串，如'r'或'red

20、9;。2） 定义颜色的RGB行向量，如1 0 0。3） 一个数组，Matlab将对数组元素进行换算成读取颜色表中颜色值的索引。颜色表的显示：%（1）直接查看颜色表元素的数值hot(8)gray(5)%（2）用函数pcolor和rgbplot显示% 例：显示颜色表n = 21;map = copper(n);colormap(map);subplot(2,1,1)xx, yy = meshgrid(0:n, 0 1);c = 1:n+1; 1:n+1;pcolor(xx, yy, c)subplot(2,1,2), rgbplot(map), xlim(0 n)%函数colorbar为图形添加色

21、条。% 颜色表的使用% 颜色描述第四维信息surf(x,y,z,c)x = -7.5:0.5:7.5; X Y = meshgrid(x);R = sqrt(X.2 + Y.2) + eps; % eps?Z = sin(R)./R; % create sombrero.surf(X, Y, Z, R)dzdx, dzdy = gradient(Z); dR = sqrt(dzdx.2+dzdy.2);surf(X, Y, Z, dR)%散点的位置和次序scattern = 50; x = 2*rand(n, 1); y = 2*rand(n, 1); % scatter(x,y);r = 1

22、0+30*(x-1).2+(y-1).2); %数据点的大小（位置）c = jet(n); %数据点次序（颜色）colormap(c);scatter(x, y, r, c, 'filled'), colorbar简单动画% 版本更新，待修改% 动画函数animatedline, addpoint, addpoints% comet函数N = 2; t = linspace(0, 2*pi); % try point 1000x = sin(N*t).*cos(t);y = sin(N*t).*sin(t);comet(x, y, 0.1) % 01, default=0.1%

23、 使用pause函数N = 2; % try any other Nt = linspace(0, 2*pi);x = sin(N*t).*cos(t);y = sin(N*t).*sin(t);figureaxis equalaxis(-1, 1, -1, 1)axis tighthold onfor i = 1:99 plot( x(i:i+1), y(i:i+1), 'LineWidth', 3, 'color', 'r' ); pause(0.1);end;hold off% 使用figure_handleN = 2; t = linsp

24、ace(0, 2*pi);x = sin(N*t).*cos(t);y = sin(N*t).*sin(t);figureaxis equalaxis(-1, 1, -1, 1)axis tighthold onh = plot(x(1:2), y(1:2), 'Linewidth', 3, 'color', 'r', 'erase', 'none'); % 属性erase不再使用for i = 1:99 set(h, 'xdata', x(i:i+1), 'ydata', y(i:i+1) ); pause(0.1);end;hold off图片和影像% 版本更新，待修改% 函数getframe获取一帧图形数据% 函数imread, imwrite, image读、写和显示图