MATLAB绘图教程

第七次课Matlab图形与可视化一、本次课学习要点1、Matlab曲线绘图命令（二维、三维）2、绘图程序的编写二、本次课教学重点绘图程序的编写三、教学基本内容MATLAB具有很强的绘图功能，可以绘制多种二维、三维图形，也可以进行动画演示。

这一章将详细介绍各种图形的绘制命令。

1、二维绘图的plot命令MATLAB最常用的二维绘图命令是plot命令。

该命令将各个数据点用直线连接来绘制图形。

MATLAB的其它二维绘图命令中的绝大多数是以plot为基础构造的。

x=0:0.01:2; % 图形的横坐标数据准备y=sin(2*pi*x); % 图形的纵坐标数据准备plot(x,y); % 绘制图形grid %带栅格%plot(x,y,'k:o') %'k'表示黑色，':' 表示点连线，'o '表示圆圈显示为：plot 指令的调用格式：plot(x1.y1,'参数1’，x2,y2,‘参数2’....)plot可以用同一命令在同一坐标系中画多幅图形，x1,yl为第一条曲线 x,y个轴的坐标值，参数1为第一条曲线的选项参数,x2,y2为第二条曲线x,y轴的坐标值,参数2为第二条曲线的参数。

参数选项为一个字符串，它决定了二维图形的颜色、线型及数据点的图标。

B(蓝色) C（青色） G（绿色） k（黑色） r（红色） w（白色） y（黄色）2、图形修饰与控制（1）坐标轴的调整MATALB用axis命令对绘制的图形的坐标轴进行调整。

axis命令的功能非常丰富，可用它来控制轴的比例和特性。

axis（［xmin xmax ymin ymax）将图形的 x轴范围限定在［xmin，xmax]之间，y轴的范围限定在［ymin，ymax]之间。

MATLAB绘制图形时，按照给定的数据值确定坐标轴参数范围。

对坐标轴范围参数的修改，也就相当于对原图形进行放大或缩小处理。

Matlab绘图教程Matlab提供了很多种不同的技术来展示数字图像，交互式的工具可以达到揭示你重要数据信息的结果，你可以通过做注释以及打印来保存图像，或者以标准格式来导出图像到web浏览器或者媒体中。

7L'Z$]9v0r'I!s!o0m图像绘制的过程数据图形化的操纵必须引进大量的操纵。

1、创建图像你选择要创建的图形类型由两部分决定：一方面是数据的原样、另外一方面就是你想通过数据展示什么。

Matlab预先定义了很多图形类型：比如直线、直方图、柱状图和饼状图。

同时还有3-D图形。

用户可以通过两种方法来创建图形：8j9_+f6_7k1@+C7C%o(1)利用绘图工具来绘制交互式的图形(2)利用命令接口通过在命令窗口键进命令或者编写函数来绘制图形你可以发现把两者融合在一起是相当有效的。

比如：你可以通过命令方式来绘制基本图形，然后再通过绘图工具来改变图形。

4I$]'P-t%O%F2、探索数据一旦你创建了一个图形，你就可以从图形中提取指定的信息，比如一个图形的最高点的数据量、一组数据的均匀值等等。

3、编辑图形控件图形由各种对象组成，用户可以修改它的的部分属性，这些属性影响了部分组件的显示和行为。

!s1T0}(L+w2~:~+w比如一个被定义为图形相关系统的轴有以下几种属性：轴的定义域、颜色、标准等。

一条直线有以下属性：颜色等。

-N$c;?"U9H6f4、图形注释%u9t:Z$p#q2h4@%q注释是通过把文本、箭头符号、图像标号以及标签添加到图形中来使得用户了解图形的重要信息。

当你想表现出给其他用户看或者想保存图像为以后引用，那么你就可以代表性的添加注释。

"x*c7F)R0@5、打印和导出图形你可以在任意的连接在计算机上的打印机上打印图形。

导出图形意味着你创建了一标准格式存储的样本，比如：TIF\JPEG\EPS\然后你在以后的文档处理过程中、或者在HTML文档中导进这些图形。

使用matlab绘制三维图形的方法要使用MATLAB绘制三维图形，首先需要了解MATLAB中的三维绘图函数和绘图选项。

下面将介绍一些常用的绘制三维图形的方法。

1.绘制基本的三维图形要绘制基本的三维图形，可以使用以下函数：- plot3(函数：用于在三维坐标系中绘制线条。

- scatter3(函数：用于在三维坐标系中绘制散点图。

- surf(函数：用于绘制三维曲面图。

- mesh(函数：用于绘制三维网格图。

- bar3(函数：用于绘制三维条形图。

- contour3(函数：用于绘制三维等高线图。

例如，下面的代码演示了如何使用plot3(函数绘制一个三维线条图：```x = linspace(0, 2*pi, 100);y = sin(x);z = cos(x);plot3(x, y, z, 'LineWidth', 2);xlabel('X');ylabel('Y');zlabel('Z');title('3D Line Plot');```2.添加颜色和纹理在绘制三维图形时，可以使用颜色和纹理来增加图形的信息。

MATLAB 提供了一系列函数来处理颜色和纹理，如：- colormap(函数：用于设置颜色映射。

- caxis(函数：用于设置坐标轴范围。

- shading(函数：用于设置颜色插值方法。

- texturemap(函数：用于设置纹理映射方法。

例如，下面的代码展示了如何使用纹理映射来绘制一个球体：```[X, Y, Z] = sphere(50);C = colormap('jet');surface(X, Y, Z, 'FaceColor', 'texturemap', 'CData', C);axis equal;```3.绘制多个数据集要在同一张图中绘制多个数据集，可以使用hold on和hold off命令。

详尽全⾯的matlab绘图教程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绘图二维数据曲线图pplot函数的基本调用格式为：x,y) )plot(plot(x,y其中x和y为长度相同的向量，分别用于存储x坐标和y坐标数据。

数据例1 在0≤x2π区间内，绘制曲线y=2e-0.5x cos(4πx)1≤区间内绘制曲线205x(4)程序如下：x=0:pi/100:2*pi;cos(4*pi*x);0.5*x).*cos(4*pi*x);y=2*exp(--0.5*x).*y=2*exp(x,y))plot(x,yplot(x yplot(x y)例2 绘制曲线。

绘制曲线程序如下：t=0:0.1:2*pi;x=t.sin(3t);x=t*sin(3*t);y=t.*sin(t).*sin(t); plot(x,y););plot(x,y数最简单的调用格式是包含个输参数plot函数最简单的调用格式是只包含一个输入参数：p()plot(x)在这种情况下，当x是实向量时，以该向量元素的下标为横坐标，元素值为纵坐标画出条连续曲线，标为横坐标，元素值为纵坐标画出一条连续曲线，这实际上是绘制折线图。

绘制多根二维曲线1．plot函数的输入参数是矩阵形式时数的输参数是矩阵形式时(1) 当x是向量，y是有一维与x同维的矩阵时，则绘制出多根不同颜色的曲线。

曲线条数等于y矩阵的另一维数，x被作为这些曲线共同的横坐标。

(2) 当x,y是同维矩阵时，则以x,y对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。

纵坐标分别绘制曲线曲线条数等于矩阵的列数(3) 对只包含一个输入参数的plot函数，当输入参数对包含个输参数的数当输参数是实矩阵时，则按列绘制每列元素值相对其下标的曲线曲线条数等于输入参数矩阵的列数的曲线，曲线条数等于输入参数矩阵的列数。

当输入参数是复数矩阵时，则按列分别以元素实部和虚部为横、纵坐标绘制多条曲线。

2．含多个输入参数的plot函数含多个输参数的数调用格式为：plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)(1) 当输入参数都为向量时，x1和y1，x2和y2，…，(1)当输入参数都为向量时xn和yn分别组成一组向量对，每一组向量对的长度可以不同每一向量对可以绘制出一条曲线度可以不同。

Matlab的图形绘制基础教程近年来，数据可视化越来越受到人们的关注。

图形绘制成为展示数据的一种重要手段。

而在众多图形绘制工具中，Matlab作为一种独特的科学计算和数据可视化软件，广泛应用于各个领域。

本文将介绍Matlab的图形绘制基础，帮助读者了解如何使用Matlab绘制各种类型的图形。

首先，我们需要了解Matlab中的基本图形对象。

Matlab中最基本的图形对象是“figure”。

通过创建“figure”，我们可以在Matlab界面上建立一个空白的图形窗口。

在这个图形窗口上，我们可以创建各种图形对象，如直线、曲线、散点图等。

要创建一个新的图形窗口，可以使用命令“figure”或者在Matlab界面点击“新建图形”按钮。

绘制图形之前，我们需要了解坐标系的概念。

Matlab中使用的是笛卡尔坐标系，横轴表示自变量，纵轴表示因变量。

通过设置坐标轴的范围和刻度，我们可以更好地展示数据。

要设置坐标轴的范围，可以使用命令“xlim”和“ylim”；要设置坐标轴的刻度，可以使用命令“xticks”和“yticks”。

接下来，我们将介绍如何在Matlab中绘制不同类型的图形。

首先是绘制线条。

Matlab提供了多种绘制线条的函数，如“plot”函数、“line”函数和“plot3”函数等。

其中，“plot”函数在二维平面上绘制折线图，而“plot3”函数在三维空间中绘制曲线图。

通过设置线条的样式、颜色和宽度，我们可以让图形更加美观。

要设置线条的样式，可以使用命令“LineStyle”；要设置线条的颜色，可以使用命令“Color”；要设置线条的宽度，可以使用命令“LineWidth”。

除了线条，我们还可以使用Matlab绘制散点图。

散点图可以直观地展示数据的分布情况。

在Matlab中，可以使用命令“scatter”绘制散点图。

通过设置散点的大小、颜色和形状，我们可以更好地展示数据的特征。

要设置散点的大小，可以使用命令“SizeData”；要设置散点的颜色，可以使用命令“CData”；要设置散点的形状，可以使用命令“Marker”。

第7讲 绘制三维图（第5章MATLAB 绘图）目的：1.掌握绘制三维图形的方法。

2.掌握绘制图形的辅助操作。

一、绘图时点坐标矩阵的生成。

绘图函数使用描点法绘图，所以在绘图前，需要建立空间点的概念，空间中的点需要三个坐标(,,)x y z ，matlab 使用三个矩阵来存储点的三个坐标，一个矩阵（比如A ）存储点的x 坐标，一个矩阵（比如B ）存储点的y 坐标，一个矩阵（比如C ）存储点的z 坐标。

其中A 、B 、C 三矩阵是同型矩阵。

例如设矩阵123112X ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，014221Y −⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，510113Z ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪−⎝⎭则，matlab 绘图函数将绘制点()()1,0,5,(2,1,1),(3,4,0),,2,1,3−共6个点。

如果点的坐标没有规律那么我们需要手工输入坐标矩阵。

如果点的坐标有规律，那么我们可以使用矩阵运算或者matlab 产生点的函数来生成坐标矩阵。

例如，假设空间中点的纵横坐标如下图所示：图中点的坐标有规律：横坐标是(1,2,3,4),纵坐标是(1,2,3)，所以可以使用如下方法得到点的坐标矩阵。

方法一：>> a=[1,2,3,4];b=[1,2,3];i=ones(1,3);j=ones(1,4);>>x=i’ *a; y=b‘ *j;方法二：使用matlab系统函数meshgrid（推荐使用）>> a=[1,2,3,4]; b=[1,2,3];>>[x,y]=meshgrid(a,b) % 该函数生成的x，y矩阵和方法一相同。

------------------我是华丽分割线-----------------除meshgrid外，还可以用peaks、cylinder函数等生成点坐标矩阵。

peaks(n): 本身是一个创建具有多个峰值的曲面图，例如:>> peaks(30) %产生的图如下：在matlab中可以使用，例如：命令[x,y,z]=peaks(30)取出曲面点的三个坐标矩阵x,y,z；[a,b]=peaks(30)取出曲面点的前两坐标矩阵x,y；%可以用逻辑运算a==x,b==y验证注意：命令a=peaks(30)取出的a不是曲面点的x坐标，而是点的z坐标；可以用二维绘图函数scatter(x,y)绘制散点图观察取出的坐标点:>>[x,y]=peaks(8);>>scatter(x,y)另一个可以用来取坐标点的函数是sphere(n)，命令sphere(n)：绘制一个具有n个纵列的单位球面。

MATLAB绘图教程1.基本xy平面绘图命令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));plot(x, sin(x), 'c', x, cos(x), 'g');若要同时改变颜色及图线型态（Line style），也是在座标对後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-- 虚线图形完成後，我们可用axis([xmin,xmax,ymin,ymax])函数来调整图轴的范围：axis([0, 6, , ]);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。