MATLAB作图
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Matlab绘图强大的绘图功能是Matlab的特点之一,Matlab提供了一系列的绘图函数,用户不需要过多的考虑绘图的细节,只需要给出一些基本参数就能得到所需图形,这类函数称为高层绘图函数。
此外,Matlab还提供了直接对图形句柄进行操作的低层绘图操作。
这类操作将图形的每个图形元素(如坐标轴、曲线、文字等)看做一个独立的对象,系统给每个对象分配一个句柄,可以通过句柄对该图形元素进行操作,而不影响其他部分。
本章介绍绘制二维和三维图形的高层绘图函数以及其他图形控制函数的使用方法,在此基础上,再介绍可以操作和控制各种图形对象的低层绘图操作。
一.二维绘图二维图形是将平面坐标上的数据点连接起来的平面图形。
可以采用不同的坐标系,如直角坐标、对数坐标、极坐标等。
二维图形的绘制是其他绘图操作的基础。
一.绘制二维曲线的基本函数在Matlab中,最基本而且应用最为广泛的绘图函数为plot,利用它可以在二维平面上绘制出不同的曲线。
1.plot函数的基本用法plot函数用于绘制二维平面上的线性坐标曲线图,要提供一组x坐标和对应的y坐标,可以绘制分别以x和y为横、纵坐标的二维曲线。
plot函数的应用格式plot(x,y) 其中x,y为长度相同的向量,存储x坐标和y坐标。
例51 在[0 , 2pi]区间,绘制曲线程序如下:在命令窗口中输入以下命令>> x=0:pi/100:2*pi;>> y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x);>> plot(x,y)程序执行后,打开一个图形窗口,在其中绘制出如下曲线注意:指数函数和正弦函数之间要用点乘运算,因为二者是向量。
例52 绘制曲线这是以参数形式给出的曲线方程,只要给定参数向量,再分别求出x,y向量即可输出曲线:>> t=-pi:pi/100:pi;>> x=t.*cos(3*t);>> y=t.*sin(t).*sin(t);>> plot(x,y)程序执行后,打开一个图形窗口,在其中绘制出如下曲线以上提到plot函数的自变量x,y为长度相同的向量,这是最常见、最基本的用法。
MATLAB画图——基础篇MATLAB画图——基础篇在MATLAB使⽤的过程中,学会画图是⼀项必要的技能。
在这⾥,我总结了部分简单的画图函数,同时附上代码(本⽂中的程序为了⽅便给出的数据都很简单,⼤家可以⾃⼰去尝试其他数据)。
这对刚刚开始接触MATLAB的⼩⽩来说,我认为还是很有帮助的。
⽂章⽬录⼀、plot()函数1.⼆维图形(1)绘图选项线型颜⾊标记符号-实线b蓝⾊.点s⽅块:虚线g绿⾊o圆圈d菱形.-点划线r红⾊x叉v朝下三⾓符号-双划线c青⾊+加号^朝上三⾓符号m品红*星号<朝左三⾓符号y黄⾊>朝右三⾓符号p五⾓星k⿊⾊h六⾓星w⽩⾊(2)图形的辅助标注和窗⼝的分割title(图形说明)xlabel(x轴说明)ylabel(y轴说明)text(x,y图形说明)——在x,y轴处添加⽂字说明legend(图例⼀,图例⼆,…)subplot(m,n,p)——将绘图区域分割成m*n个⼦区域,并按照⾏从左⾄ 右,从上⾄下依次编号。
p表⽰第p个绘图⼦区域。
注意:如果是要两个图画到同⼀个坐标⾥⾯,则在两个plot函数之间添加⼀⾏hold on(3)格式plot(x)——缺省⾃变量绘图格式plot(x,y)——基本格式。
以y(x)的函数关系作图。
如果y是n*m的矩 阵,则x为⾃变量,作出m条曲线。
plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)——多条曲线绘图格式plot(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…,xn,yn,选项n)——含选项的绘图格式x1=[1 2 3 4 5 6 7 8 9];x2=[2 4 6 8 10 12 14 16 18];y1=[1 4 9 16 25 36 49 64 81];y2=[18 16 14 12 10 8 6 4 2];subplot(4,1,1);plot(x1);title('例⼀');xlabel('⾃变量');ylabel('因变量');subplot(4,1,2);plot(x1,y1);title('例⼆');xlabel('⾃变量');ylabel('因变量');subplot(4,1,3);plot(x1,y1,x2,y2);title('例三');xlabel('⾃变量');ylabel('因变量');subplot(4,1,4);plot(x1,y1,'m+',x2,y2,'c*');title('例四');xlabel('⾃变量');ylabel('因变量');2.三维图形(1)格式plot3(x1,y1,z1,‘选项⼀’,x2,y2,z1,‘选项⼆’,…)x,y,z是长度相同的向量:⼀条曲线x,y,z是维度相同的矩阵:多条曲线(2)⽹格矩阵⽣成函数:meshgrid[X,Y]=meshgrid(x,y)x,y是给定的向量,X,Y是⽹格划分后得到的⽹格矩阵注意,这个函数⽤来⽣成⽹格矩阵,不是直接⽤来画图的,配合mesh使⽤。
通常工程中用到的符号函数都是以表达是形式体现的,这样有利于计算。
但是,如果有时需要直观地表示符号函数的物理意义,就需要用图形来实现。
1、ezplot函数:画符号函数图形ezplot(f):对于显式函数f=f(x),在默认的范围[-pi<x<pi]上画函数f(x);对于隐函数f=f(x,y),在默认的平面区域[-pi<x<pi,-pi<y<pi]上画函数f(x,y)的图像。
ezplot(f,[min,max]):在指定的范围[min<x<max]内画函数表达式f=f(x)。
若没有图形窗口存在,则该函数先生成标题为Figure N o.1的新窗口,再在该窗口中操作;若已经有图形窗口存在,这在标号最该的图形窗口中进行操作。
ezplot(f,[xmin xmax],fing):在指定标号为fign的窗口中、指定范围[xmin xmax]内画函数f=f(x)的图形。
ezplot(f,[xmin,xmax,ymin,ymax]):在平面矩形区域[xmin<x<xmax, ymin<y<ymax]上画出f(x,y)=0的图像。
ezplot(x,y):在默认范围0<t<2pi内画出参数形式函数x=x(t)与y =y(t)的图形。
ezplot(x,y,[tmin,tmax)]:在指定范围[tmin<t<tmax]内画参数形式函数x=x(t)与y=y(t)的图形。
ezplot(…,figure):在由参量文件figure句柄指定的图形窗口中画函数图形。
例如:画下面的隐函数>> syms x y>> ezplot(2*x^4-y^9)2、ezplot3:三维曲线图ezplot3(x,y,z):在默认的范围0<t<2pi内画参数形式的曲线x=x(t), y=y(t),z=z(t)图像。
ezplot3(x,y,z,[tmin,tmax]):在默认的范围tmin<t<tmax内画参数形式的曲线x=x(t),y=y(t),z=z(t)图像。
Matlab绘图命令:1.p lot(x,y):该命令用于描点法作图,给出x的范围,然后利用函数式计算出每一个x对应的y,注意,x间距取得越小,图像会画的越圆滑,这是因为plot描点法作图的原因.如:plot(x,y,’--’)2.f plot(y,[xstart xend]):该命令同样用于绘制图像,但是只需要给出x范围与y关于x的函数式即可,相比于plot 函数更加方便。
3.g rid on可以给图像加上网格4.h old on:用于连续绘图,如果想要在一个坐标系中画出多个图形的话,则需要在每次画完图形之前加入这个命令。
5.l egend(‘y’):在图上标出y曲线线型6.设置图线颜色:plot(x,y,’颜色’)7.a xis ( [xmin xmax ymin ymax] ):设置图像横纵坐标范围例:fplot('cos(x)',[-5 5],'r--'),axis ( [-5 5 -1 1] ),8.s ubplot(m, n, p):用于在一个窗口中绘制多个图像。
例:subplot(1, 2, 1);fplot('sin(x)',[-5 5],'b--');subplot(1, 2, 2);fplot('cos(x)',[-5 5],'r--');9.p lot(thea,r): 绘制极坐标图形,thea 是角变量,r是极轴长度例:a = 2;theta = [0:pi/90:2*pi];r = a*theta;polar(theta,r), title('阿基米德螺线')10.bar(x,y):画直方图11.stem(t,f):绘制针头图,这种图经常用来表示波动情况,或者各值和平均值的偏差,可以一目了然。
例:subplot(1, 2, 1);plot(t,f),xlabel('时间(秒)'),ylabel('弹簧响应');subplot(1, 2, 2);stem(t,f),xlabel('时间(秒)'),ylabel('弹簧响应');12.counter3(x,y,z,n):绘制三维等高图例:[x,y] = meshgrid(-2:0.1:2);z = y.*exp(-x.^2 - y.^2);contour3(x, y, z, 30);surface(x,y,z,'EdgeColor',[.8 .8 .8],'FaceColor','none');grid off;view(-15,20);13.mesh(x,y,z):绘制普通三维图14.surf(x,y,z):绘制颜色渐变三维图15.。
matlab作图(⼦图+图像重叠显⽰)1、matlab中如何在⼀个图上显⽰多个图像,例如同时显⽰2*2个图像,则需使⽤subplot(m,n,p)命令,其中m和n表⽰m⾏n列,p表⽰第⼏个图像例:在⼀个图上显⽰函数 y = exp(-0.5*x)*sin(20*x) y = exp(-1.2*x)*sin(20*x) y = exp(-2*x)*sin(20*x) y = exp(-2.5*x)*sin(20*x)代码为:x = [0:0.01:5];y = exp(-0.5*x).*sin(20*x);subplot(2,2,1);plot(x,y),xlabel('x'),ylabel('exp(-0.5*x).*sin(20*x)'),axis([0 5 -1 1]);y = exp(-1.2*x).*sin(20*x);subplot(2,2,2);plot(x,y),xlabel('x'),ylabel('exp(-1.2*x).*sin(20*x)'),axis([0 5 -1 1]);y = exp(-2*x).*sin(20*x);subplot(2,2,3);plot(x,y),xlabel('x'),ylabel('exp(-2*x).*sin(20*x)'),axis([0 5 -1 1]);y = exp(-2.5*x).*sin(20*x);subplot(2,2,4);plot(x,y),xlabel('x'),ylabel('exp(-2.5*x).*sin(20*x)'),axis([0 5 -1 1]);以上代码也可以使⽤循环语句来实现。
2、图像重叠显⽰,可使⽤hold on命令实现,另外可以使⽤linspace(a,b)或linspace(a,b,n)命令实现在a到b之间均匀地取出100个点或n个点。
MATLAB不但擅长於矩阵相关的数值运算,也适合用在各种科学目视表示(Scientific visualization)。
本节将介绍MATLAB基本xy平面及xyz空间的各项绘图命令,包含一维曲线及二维曲面的绘制、列印及存档。
plot是绘制一维曲线的基本函数,但在使用此函数之前,我们需先定义曲线上每一点的x及y座标。
下例可画出一条正弦曲线:close all; x=linspace(0, 2*pi, 100); % 100个点的x座标y=sin(x); % 对应的y座标plot(x,y);====================================================小整理:MATLAB基本绘图函数plot: x轴和y轴均为线性刻度(Linear scale)loglog: x轴和y轴均为对数刻度(Logarithmic scale)semilogx: x轴为对数刻度,y轴为线性刻度semilogy: x轴为线性刻度,y轴为对数刻度====================================================若要画出多条曲线,只需将座标对依次放入plot函数即可:plot(x, sin(x), x, cos(x));若要改变颜色,在座标对后面加上相关字串即可:plot(x, sin(x), 'c', x, cos(x), 'g');若要同时改变颜色及图线型态(Line style),也是在座标对后面加上相关字串即可:plot(x, sin(x), 'co', x, cos(x), 'g*');====================================================小整理:plot绘图函数的叁数字元颜色字元图线型态y 黄色 . 点k 黑色o 圆w 白色x xb 蓝色+ +g 绿色* *r 红色- 实线c 亮青色: 点线m 锰紫色-. 点虚线-- 虚线====================================================图形完成后,我们可用axis([xmin,xmax,ymin,ymax])函数来调整图轴的范围:axis([0, 6, -1.2, 1.2]);此外,MATLAB也可对图形加上各种注解与处理:xlabel('Input Value'); % x轴注解ylabel('Function Value'); % y轴注解title('Two Trigonometric Functions'); % 图形标题legend('y = sin(x)','y = cos(x)'); % 图形注解grid on; % 显示格线==================================================== 我们可用subplot来同时画出数个小图形於同一个视窗之中:subplot(2,2,1); plot(x, sin(x));subplot(2,2,2); plot(x, cos(x));subplot(2,2,3); plot(x, sinh(x));subplot(2,2,4); plot(x, cosh(x));MATLAB还有其他各种二维绘图函数,以适合不同的应用,详见下表。
==================================================== 小整理:其他各种二维绘图函数bar 长条图errorbar 图形加上误差范围fplot 较精确的函数图形polar 极座标图hist 累计图rose 极座标累计图stairs 阶梯图stem 针状图fill 实心图feather 羽毛图compass 罗盘图quiver 向量场图==================================================== 以下我们针对每个函数举例。
当资料点数量不多时,长条图是很适合的表示方式:close all; % 关闭所有的图形视窗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:下例以单位标准差来做资料的误差量:x = linspace(0,2*pi,30);y = sin(x);e = std(y)*ones(size(x));errorbar(x,y,e)==================================================== 对于变化剧烈的函数,可用fplot来进行较精确的绘图,会对剧烈变化处进行较密集的取样,如下例:fplot('sin(1/x)', [0.02 0.2]); % [0.02 0.2]是绘图范围==================================================== 若要产生极座标图形,可用polar:theta=linspace(0, 2*pi);r=cos(4*theta);polar(theta, r);对于大量的资料,我们可用h====================================================ist来显示资料的分布情况和统计特性。
下面几个命令可用来验证randn产生的高斯乱数分:x=randn(5000, 1); % 产生5000个?=0,?=1 的高斯乱数hist(x,20); % 20代表长条的个数==================================================== rose和hist很接近,只不过是将资料大小视为角度,资料个数视为距离:x=randn(1000, 1);rose(x);stairs可画出阶梯图:x=linspace(0,10,50);y=sin(x).*exp(-x/3);stairs(x,y);==================================================== stems可产生针状图,常被用来绘制数位讯号:x=linspace(0,10,50);y=sin(x).*exp(-x/3);stem(x,y);==================================================== stairs将资料点视为多边行顶点,并将此多边行涂上颜色:x=linspace(0,10,50);y=sin(x).*exp(-x/3);fill(x,y,'b'); % 'b'为蓝色==================================================== feather将每一个资料点视复数,并以箭号画出:theta=linspace(0, 2*pi, 20);z = cos(theta)+i*sin(theta);feather(z);==================================================== compass和feather很接近,只是每个箭号的起点都在圆点:theta=linspace(0, 2*pi, 20);z = cos(theta)+i*sin(theta);compass(z);基本XYZ立体绘图命令在科学目视表示(Scientific visualization)中,三度空间的立体图是一个非常重要的技巧。
本章将介绍MATLAB基本XYZ三度空间的各项绘图命令。
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21x21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21x21的矩阵zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值,zz也是21x21的矩阵surf(xx, yy, zz); % 画出立体曲面图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)====================================================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);axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);==================================================== waterfall可在x方向或y方向产生水流效果:[x,y,z]=peaks;waterfall(x,y,z);axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);==================================================== 下列命令产生在y方向的水流效果:[x,y,z]=peaks;waterfall(x',y',z');axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);==================================================== meshc同时画出网状图与等高线:[x,y,z]=peaks;meshc(x,y,z);axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);==================================================== surfc同时画出曲面图与等高线:[x,y,z]=peaks;surfc(x,y,z);axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);==================================================== contour3画出曲面在三度空间中的等高线:contour3(peaks, 20);axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);==================================================== 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====================================================提供一个MATLAB的下载地址吧,绿色精简版的,5.6/soft/softdown.asp?softid=50629/m/matlab53 75M.rar第四章MATLAB的图视化功能1. MATLAB的图视化概论数据图视化能使人们用视觉器官直接感受到数据的许多内在本质。