二维绘图2013

1、2D绘图基本指令 基本的绘图指令nPlot :最基本的绘图指令n对x座标及相对应的y座标进行作图n范例3-1：plotxy01.mx = linspace(0, 2*pi);%在0到2间，等分取100个点y = sin(x);%计算x的正弦函数值plot(x, y);%进行二维平面描点作图Plot基本绘图-1nlinspace(0, 2*pi) 产生从 0 到 2且长度为 100 (预设值)的向量 x ny 是对应的 y 座标n只給定一个向量n该向量则对其索引值(Index)作图nplot(y)和plot(1:length(y), y)会得到相同的結果 01234567-1-0.8-0.6-0

2、.4-0.200.20.40.60.81Plot基本绘图-2 (I)n一次画出多条曲线 n將 x 及 y 座标依次送入plot 指令n范例3-2：plotxy02.mx = linspace(0, 2*pi); % 在 0 到 2 间，等分取 100 个点plot(x, sin(x), x, cos(x), x, sin(x)+cos(x); % 进行多条曲线描点作图01234567-1.5-1-0.500.511.5Plot基本绘图-2 (II)Plot(x,sin(x), x, cos(x), x, sin(x)+cos(x); 画出多条曲线時，会自动转换曲线颜色 Plot基本绘图-3 (

3、I)n若要以不同的图标(Marker)來作图n范例3-3：plotxy03.mx = linspace(0, 2*pi);% 在 0 到 2 间，等分取 100 个点 plot(x, sin(x), o, x, cos(x), x, x, sin(x)+cos(x), *);Plot基本绘图-3 (II)01234567-1.5-1-0.500.511.5Plot基本绘图-4 (I)n只給定一个矩阵 yn对矩阵 y 的每一个行向量(Column Vector)作图n范例3-4：plot04.my = peaks;% 产生一个 4949 的矩阵 plot(y);% 对矩阵 y 的每一个行向量作图

4、Plot基本绘图-4 (II) npeaks 指令产生一个4949的矩阵，代表二维函数的值nplot(y) 直接画出 49 条直线n类似于从侧面观看 peaks 函数05101520253035404550-8-6-4-20246810Plot基本绘图-5 (I)nx 和 y 都是矩阵nplot(x, y) 会用 y 的每一个列向量和对应的 x 列向量作图n范例3-5：plotxy05.mx = peaks; y = x;% 求矩阵 x 的转置矩阵 x plot(x, y);% 取用矩阵 y 的每一列向量，与对应矩阵 x % 的每一个列向量作图Plot基本绘图-5 (II)-8-6-4-202

5、46810-8-6-4-20246810提示n一般情況下，MATLAB 將矩阵視为行向量的集合n对只能处理向量的函数(Ex : max、min、 mean)n給定一个矩阵，函数会对矩阵的行向量一一进行处理或运算Plot基本绘图-6 (I)n z 是一个复数向量或矩阵nplot(z) 將 z 的实部(即 real(z)和虚部(即 imag(z)当成 x 座标和 y 座标來作图，n其效果等于 plot(real(z), imag(z)n范例3-6：plotxy06.mx = randn(30);% 产生 3030 的随机数(均匀分布)矩阵z = eig(x);% 计算 x 的固有值(或称特征值)p

6、lot(z, o)grid on% 画出格线Plot基本绘图-6 (II) nx 是一个 3030 的随机数矩阵nz 則是 x 的固有值(或特征值)nz 是复数向量，且每一个复数都和其共厄复数同時出現，因此画出的图是上下对称-6-4-20246-5-4-3-2-1012345基本二维绘图指令指令说明Plotx 轴和 y 轴均为线性刻度(Linear Scale) loglogx 轴和 y 轴均为对数刻度(Logarithmic Scale)semilogxx 轴为对数刻度，y 轴为线性刻度 semilogyx 轴为线性刻度，y 轴为对数刻度 plotyy画出两个刻度不同的y轴 Plot基本绘图

7、-7 (I)nSemilogx指令n使 x 轴为对数刻度，对正弦函数作图n范例plotxy07.mx = linspace(0, 8*pi);% 在 0 到 8 间，等分取 100 个点semilogx(x, sin(x); % 使 x 轴为对数刻度，並对其正弦函数作图Plot基本绘图-7 (II)X轴为对数刻度10-1100101102-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81Plot基本绘图-8 (I)nplotyy 指令n画出两个刻度不同的 y 轴n范例3-8：plotxy08.mx = linspace(0, 2*pi);% 在 0 到 2 间，等分取 100 个

8、点 y1 = sin(x); y2 = exp(-x); plotyy(x, y1, x, y2); % 画出两个刻度不同的 y 轴，分別是 y1, y201234567-1010123456700.51Plot基本绘图-8 (II) ny1 的刻度是在左手边ny2 的刻度是在右手边n两边的刻度不同y1的刻度y2的刻度3-2 图形的控制nplot 指令，可以接受一个控制字串輸入n用以控制曲线的颜色、格式及线标n使用语法plot(x, y, CLM)nC：曲线的颜色 (Colors) nL：曲线的样式 (Line Styles)nM：曲线点所用的符号样式 (Markers) 图形控制范例-1 (

9、I)n用黑色点线画出正弦波n每一資料点画上一个小菱形n范例3-9：plotxy09.mx = 0:0.5:4*pi;% x 向量的起始與結束元素为 0 及 4， % 0.5为各元素相差值y = sin(x); plot(x, y,k:diamond)% 其中k代表黑色，：代表点% 线，而diamond 则指定菱形为曲% 线的线标图形控制范例-1 (II)02468101214-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81plot 指令的曲线颜色 Plot指令的曲线颜色字串曲线颜色RGB值b蓝色(Blue)(0,0,1)c青蓝色(Cyan)(0,1,1)g绿色(Green)(0

10、,1,0)k黑色(Black)(0,0,0)m紫黑色(Magenta)(1,0,1)r紅色(Red)(1,0,0)w白色(White)(1,1,1)y黃色(Yellow)(1,1,0)plot 指令的曲线格式 plot 指令的曲线样式字串 曲线样式 -实线(預設值) -虚线 ： 点线 -. 点虚线 plot 指令的曲线线标 (I) plot 指令的曲线线标字串 线标说明 O圈形+加号X叉号*星号.点号朝上三角形V朝下三角形plot 指令的曲线线标 (II) plot 指令的曲线线标字串 线标说明 朝右三角形peaks; %画出peaks 3D图npropedit; %开启性质编辑器n若不在命令

11、行下达propedit，也可以点选工具栏上面的 图标来开启图形编辑功能。进行图形编辑n启动图形编辑功能后，直接以鼠标左键点选图形对象（例如图轴），然后点选右键选取所需要修改的性质，就可以达到修改图形的效果。图形对象的性质存取n以命令行进行图形对象的性质存取n set：设定某个性质的值n get：取得某个性质的值n findobj：在句柄式图形的阶层式结构中，找出您要的对象set范例set范例:t = 0:0.1:4*pi;y = exp(-t/5).*sin(t);h = plot(t, y); % h为曲线的句柄set(h, Linewidth, 3); %将曲线宽度改为3set(h, Ma

12、rker, o);%将曲线的线标改成小圆圈set(h, MarkerSize,20);%将线标的大小改成20set范例n单独使用set(h)，可以列出h的所有性质，以及这些性质的可能值和默认值，例如：n h=plot(humps);n set(h, linestyle)get范例get范例:get(h, LindWidth) %取得曲线宽度ans =3; get(h, Color) %取得曲线颜色ans = 0 0 1 get(h)%列出h的所有性质的值例：作正弦、余弦曲线，将正弦曲线改为虚线，将余弦曲线幅度减为1/2高度，如何用句柄实现。x=0:2*pi/180:2*pi;y1=sin(x)

13、;y2=cos(x);plot(x,y1,x,y2,x,zeros(size(x) ),:)01234567-1-0.500.5101234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8101234567-1-0.500.5101234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81handel=get(gca,children) 修改属性handel = 70.0004 69.0004 68.0004y11=get(handel(2),ydata);y22=y11/2;Set(handel(2),ydata,y22)set(handel(3),li

14、nestyle,:)Findobj范例findobj范例: plot(rand(10,2); %画出两条曲线 h=findobj(0, type, line) %找出曲线的句柄 h = 1.0051 74.0016 set(h, LineWidth,3); %经由句柄将曲线宽度改为3图轴控制范例-3 (I)n將格线点的数字改为文字n范例3-12：plotxy12.mx = 0:0.1:4*pi;plot(x, sin(x)+sin(3*x)set(gca, ytick -1 -0.3 0.1 1);% 改变格线点set(gca, yticklabel, 极小,临界值,崩溃值,极大);% 改变格

15、线点的文字grid on% 加上格线图轴控制范例-3 (II) Subplotn subplotn在一个視窗产生多个图形(图轴)n一般形式为 subplot (m, n, p)n將視窗分为 m n 个区域 n下一个 plot 指令绘图于第 p 个区域n p 的算法为由上至下，一行一行图轴控制范例-4 (I)n同時画出四个图于一个視窗中n范例3-13：plotxy13.mx = 0:0.1:4*pi; subplot(2, 2, 1); plot(x, sin(x);% 此为左上角图形subplot(2, 2, 2); plot(x, cos(x);% 此为右上角图形subplot(2, 2,

16、3); plot(x, sin(x).*exp(-x/5);% 此为左下角图形subplot(2, 2, 4); plot(x, x.2);% 此为右下角图形图轴控制范例-4 (II) Subplot(2,2,1)Subplot(2,2,3)Subplot(2,2,2)Subplot(2,2,4)051015-1-0.500.51051015-1-0.500.51051015-0.500.51051015050100150200图轴控制范例-5 (I)n长宽比(Aspect Ratio)n一般图轴长宽比是视窗的长宽比n可在 axis 指令后加不同的字串來修改n范例3-14：plotxy14.m

17、t = 0:0.1:2*pi;x = 3*cos(t);y = sin(t);subplot(2, 2, 1); plot(x, y); axis normalsubplot(2, 2, 2); plot(x, y); axis squaresubplot(2, 2, 3); plot(x, y); axis equalsubplot(2, 2, 4); plot(x, y); axis equal tight图轴控制范例-5 (II) axis normalaxis equalaxis squareaxis square tight-4-2024-1-0.500.51-505-1-0.500

18、.51-2-10123-2-1012-2-10123-0.500.5改變图轴長寬比的指令n改變目前图轴長寬比的指令n需在 plot 指令之後呼叫才能發揮效用指令说明axis normal使用預設長寬比(等于图形長寬比)axis square長寬比例为 1axis equal長寬比例不變，但两轴刻度一致axis equal tight两轴刻度比例一致，且图轴貼緊图形 axis image两轴刻度比例一致(適用于影像顯示)改变图轴背景颜色的指令ncolordefn改变图轴与視窗之背景颜色n先调用 colordef 指令，其後 plot 指令产生的图形才有效用指令说明colordef white 图

19、轴背景为白色，視窗背景为淺灰色colordef black 图轴背景为黑色，視窗背景为暗灰色colordef none图轴背景为黑色，視窗背景为黑色(這是 MATLAB 第 4 版的預設值)grid 和 box 指令n画出格线或画出图轴外围的方形指令说明grid on 画出格线 grid off 取消格线 box on 画出图轴的外围长方形 box off 取消图轴的外围长方形 3-4 加入说明文字n在图形或图轴加入说明文字，增进整体图形的可读性指令说明title图形的标題 xlabelx 轴的说明 ylabely 轴的说明 zlabelz 轴的说明(适用于立体绘图) legend多条曲线的说

20、明 text在图形中加入文字 gtext使用鼠标決定文字的位置 说明文字范例-1 (I)n范例3-15：plotxy15.msubplot(1,1,1); x = 0:0.1:2*pi; y1 = sin(x); y2 = exp(-x); plot(x, y1, -*, x, y2, :o); xlabel(t = 0 to 2pi); ylabel(values of sin(t) and e-x) title(Function Plots of sin(t) and e-x); legend(sin(t),e-x);说明文字范例-1 (II)nlegend指令n画出一小方块，包含每条曲线

21、的说明n为特殊符号n产生上标、下标、希腊字母、数学符号等n遵循一般LaTex或TeX数学模式01234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81t = 0 to 2values of sin(t) and e-xFunction Plots of sin(t) and e-x sin(t)e-x说明文字范例-2 (I)ntext指令n使用語法： text(x, y, string) nx、y ：文字的起始座标位置nstring ：代表此文字n范例3-16：plotxy16.mx = 0:0.1:2*pi;plot(x, sin(x), x, cos(x);text(

22、pi/4, sin(pi/4),leftarrow sin(pi/4) = 0.707);text(5*pi/4, cos(5*pi/4),cos(5pi/4) = -0.707rightarrow, HorizontalAlignment, right);说明文字范例-2 (II) nHorizontalAlignment及right指示 text 指令將文字向右水平对齐01234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81 sin(/4) = 0.707cos(5/4) = -0.707gtext指令n使用语法gtext(string) n在图上点选一位置后，st

23、ring 显示在其上。ngtext 只能用在二维平面绘图 3-5 其他平面绘图指令n各种二维绘图指令指令说明errorbar在曲线加上误差范围fplot、ezplot较为精确的函数图形polar、ezpolar极座标图形hist直角坐标直方图(累计图)rose极座标直方图(累计图)compass罗盘图 feather羽毛图 area面积图stairs阶梯图其他平面绘图范例-1 (I)n已知资料的误差范围，用 errorbar 表示n以 y 座标高度 20% 作为做資料的误差范围n范例3-17：plotxy17.mx = linspace(0,2*pi,30);% 在 0 到 2 间，等分取 3

24、0 个点y = sin(x);e = y*0.2;errorbar(x,y,e)% 图形上加上误差范围 e-101234567-1.5-1-0.500.511.5其他平面绘图范例-1 (II) 误差范围其他平面绘图范例-2 (I)nfplot 指令n对剧烈变化处进行较密集的取样n范例3-18：plotxy18.mfplot(sin(1/x), 0.02 0.2);% 0.02 0.2是绘图范围其他平面绘图范例-2 (II) 此区域作较精确的取点绘图0.020.040.060.080.10.120.140.160.180.2-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81其他平面

25、绘图范例-3 (I)npolar 指令n产生极座标图形n范例3-19：plotxy19.mtheta = linspace(0, 2*pi); r = cos(4*theta); polar(theta, r);% 进行极座标绘图其他平面绘图范例-3 (II) 0.2 0.4 0.6 0.8 13021060240902701203001503301800直方图及hist指令n直方图(Histogram)n对大量的资料，显示资料的分布情況和统计特性nhist指令n將资料依大小分成数堆，將每堆的个数画出其他平面绘图范例-4 (I)n將 10000 个由 randn 产生的正規分布之随机数分成 2

26、5 堆n范例3-20：plotxy20.mx = randn(10000, 1);% 产生 10000 个随机数 hist(x, 25);% 绘出直方图，显示 x 资料的分布情%況和統计特性，数字 25 代表资料依%大小分堆的堆数，即是指方图內长条%的个数 set(findobj(gca, type, patch), edgecolor, w);% 將长条%图的边缘设定成白色其他平面绘图范例-4 (II)n直方图逼近随机数的几率分布函数，且数据量越大時，逼近程度越高 -5-4-3-2-10123450200400600800100012001400其他平面绘图范例-5 (I)nrose指令n角度：数据大小n距离：数据个数n以极座标绘制表示n范例3-21：plotxy21.mx = randn(50