三 MATLAB绘图

Matlab绘制三维图形三维曲线plot3函数与plot函数用法十分相似，其调用格式为：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.例绘制三维曲线。

程序如下：t=0:pi/100:20＊pi；x=sin（t）；y=cos（t)；z=t。

＊sin（t).*cos（t)；plot3（x，y，z）；title(’Line in 3—D Space’)；xlabel（’X’）;ylabel（’Y’）;zlabel（'Z'）;三维曲面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surf函数和mesh函数的调用格式为：mesh（x,y,z,c）：画网格曲面,将数据点在空间中描出,并连成网格。

surf（x，y,z,c)：画完整曲面，将数据点所表示曲面画出。

一般情况下,x,y，z是维数相同的矩阵。

x，y是网格坐标矩阵,z是网格点上的高度矩阵，c用于指定在不同高度下的颜色范围。

例绘制三维曲面图z=sin(x+sin（y))-x/10。

程序如下：[x，y］=meshgrid（0:0。

25：4＊pi); %在[0，4pi］×［0,4pi］区域生成网格坐标z=sin(x+sin(y)）—x/10；mesh(x，y,z);axis（［0 4＊pi 0 4＊pi -2。

MATLAB 常用函数3 绘图函数及命令By D. J. Liu1绘图函数(1) plot (二维线图)plot (x, y, ‘r*-’, ‘linewidth’, 5, ‘markersize’, 5)linewidth 设置线条的宽度markersize 设置点的大小(2) plot3 (三维线图)plot3 (X, Y, Z, ‘r*-, ‘linewidth’, 5, ‘markersize’, 5)linewidth 设置线条的宽度markersize 设置点的大小(3) scatter (二维散点图)scatter (X, Y, ‘S’)S设置点的形式、大小及颜色等属性(4) scatter3 (三维散点图)scatter3 (X, Y, Z, ‘S’)S设置点的形式、大小及颜色等属性(5) subplot (子图绘制)subplot(m,n,p)m行, n列, p当前位置(将一个窗口分成m×n个小窗口)(6) mesh (三维网格图)mesh (X, Y, Z)注意：X和Y必须为向量，如果X和Y的长度分别为m和n，则Z必须为m×n的矩阵，即[m，n]=size（Z），在这种情况下网格线的顶点为（X（j），Y（i），Z（i，j））。

(7) surf (三维曲面图)surf (X, Y, Z)surf的调用方法与mesh命令类似，不同的是mesh函数绘制的图像是一个网格图，而surf命令绘制得到的是着色的三维曲面。

着色的方法是在得到相应的网格后，对每个网格依据该网格所代表的节点的色值来定义这一网格的颜色。

注意：第一，surf只支持笛卡尔坐标系（直角坐标系）。

第二，如果要让曲面圆滑，去掉网格，只需要在绘图命令后加入shading interp，这样matlab就会进行相应插值。

注意：X和Y必须为向量，如果X和Y的长度分别为m和n，则Z必须为m×n的矩阵，即[m，n]=size（Z），在这种情况下网格线的顶点为（X（j），Y（i），Z（i，j））(8) pie3(X)（三维饼图）pie3(X) 用X中的数据画一个三维饼形图(百分比例)，X中的每一个元素代表三维饼形图中的一部分。

三维绘图1 三维绘图指令2 基本XYZ立体绘图命令●mesh和plot是三度空间立体绘图的基本命令，mesh可画出立体网状图，plot则可画出立体曲面图，两者产生的图形都会依高度而有不同颜色。

下列命令可画出由函数形成的立体网状图:x=linspace(-2, 2, 25); % 在x轴上取25点y=linspace(-2, 2, 25); % 在y轴上取25点[xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx和yy都是25x25的矩阵zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值，zz也是21x21的矩阵mesh(xx, yy, zz); % 画出立体网状图●surf和mesh的用法类似：x=linspace(-2, 2, 25); % 在x轴上取25点y=linspace(-2, 2, 25); % 在y轴上取25点[xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx和yy都是25x25的矩阵zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值，zz也是25x25的矩阵surf(xx, yy, zz); % 画出立体曲面图●peaks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，其方程式为：要画出此函数的最快方法即是直接键入peaks：peaksz = 3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2) - (y+1).^2) - 10*(x/5 - x.^3 - y.^5).*exp(-x.^2-y.^2) - 1/3*exp(-(x+1).^2 - y.^2) ●我们亦可对peaks函数取点，再以各种不同方法进行绘图。

meshz可将曲面加上围裙：[x,y,z]=peaks;meshz(x,y,z);●waterfall可在x方向或y方向产生水流效果：[x,y,z]=peaks;waterfall(x,y,z);●下列命令产生在y方向的水流效果：[x,y,z]=peaks;waterfall(x',y',z');●meshc同时画出网状图与等高线：[x,y,z]=peaks;meshc(x,y,z);●surfc同时画出曲面图与等高线：[x,y,z]=peaks;surfc(x,y,z);●contour3画出曲面在三度空间中的等高线：contour3(peaks, 20);●contour画出曲面等高线在XY平面的投影：contour(peaks, 20);●plot3可画出三度空间中的曲线：t=linspace(0,20*pi, 501);plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t);亦可同时画出两条三度空间中的曲线：t=linspace(0, 10*pi, 501);plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t, t.*sin(t), t.*cos(t), -t);3 三维绘图的主要功能绘制三维线图绘制等高线图绘制伪彩色图绘制三维网线图绘制三维曲面图、柱面图和球面图绘制三维多面体并填充颜色（一）三维线图plot3 ——基本的三维图形指令调用格式：plot3(x,y,z) —— x,y,z是长度相同的向量plot3(X,Y,Z) —— X,Y,Z是维数相同的矩阵plot3(x,y,z,s) ——带开关量plot3(x1,y1,z1,’s1’,x2,y2,z2,’s2’,…)二维图形的所有基本特性对三维图形全都适用。

三维绘图1 三维绘图指令2 基本XYZ立体绘图命令mesh和plot是三度空间立体绘图的基本命令，mesh可画出立体网状图，plot则可画出立体曲面图，两者产生的图形都会依高度而有不同颜色。

下列命令可画出由函数形成的立体网状图:x=linspace(-2, 2, 25); % 在x轴上取25点y=linspace(-2, 2, 25); % 在y轴上取25点[xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx和yy都是25x25的矩阵zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值，zz也是21x21的矩阵mesh(xx, yy, zz); % 画出立体网状图●surf和mesh的用法类似：x=linspace(-2, 2, 25); % 在x轴上取25点y=linspace(-2, 2, 25); % 在y轴上取25点[xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx和yy都是25x25的矩阵zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值，zz也是25x25的矩阵surf(xx, yy, zz); % 画出立体曲面图●peaks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，其方程式为：要画出此函数的最快方法即是直接键入peaks：peaksz = 3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2) - (y+1).^2) - 10*(x/5 - x.^3 - y.^5).*exp(-x.^2-y.^2) - 1/3*exp(-(x+1).^2 - y.^2)●我们亦可对peaks函数取点，再以各种不同方法进行绘图。

meshz可将曲面加上围裙：[x,y,z]=peaks;meshz(x,y,z);●waterfall可在x方向或y方向产生水流效果：[x,y,z]=peaks;waterfall(x,y,z);●下列命令产生在y方向的水流效果：[x,y,z]=peaks;waterfall(x',y',z');●meshc同时画出网状图与等高线：[x,y,z]=peaks;meshc(x,y,z);●surfc同时画出曲面图与等高线：[x,y,z]=peaks;surfc(x,y,z);●contour3画出曲面在三度空间中的等高线：contour3(peaks, 20);●contour画出曲面等高线在XY平面的投影：contour(peaks, 20);●plot3可画出三度空间中的曲线：t=linspace(0,20*pi, 501);plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t);亦可同时画出两条三度空间中的曲线：t=linspace(0, 10*pi, 501);plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t, t.*sin(t), t.*cos(t), -t);。