matlab第4章matlab4-绘图

第四讲matlab绘图——matlab语言丰富的图形表现方法，使得数学计算结果可以方便地、多样性地实现了可视化，这是其它语言所不能比拟的。一、二维绘图（一）plot——最基本的二维图形指令plot的功能：plot命令自动打开一个图形窗口Figure用直线连接相邻两数据点来绘制图形根据图形坐标大小自动缩扩坐标轴，将数据标尺及单位标注自动加到两个坐标轴上，可自定坐标轴，可把x,y轴用对数坐标表示如果已经存在一个图形窗口，plot命令则清除当前图形，绘制新图形可单窗口单曲线绘图；可单窗口多曲线绘图；可单窗口多曲线分图绘图；可多窗口绘图可任意设定曲线颜色和线型可给图形加坐标网线和图形加注功能plot的调用格式plot(x)——缺省自变量绘图格式，x为向量,以x元素值为纵坐标，以相应元素下标为横坐标绘图plot(x,y)——基本格式，以y(x)的函数关系作出直角坐标图，如果y为n×m的矩阵，则以x为自变量，作出m条曲线plot(x1,y1,x2,y2)——多条曲线绘图格式plot(x,y,’s’)——开关格式，开关量字符串s设定曲线颜色和绘图方式，使用颜色字符串的前1~3个字母，如yellow—yel表示等。或plot(x1,y1,’s1’,x2,y2,’s2’，…)S的标准设定值如下：字母颜色标点线型y黄色·点线m粉红○圈线c亮蓝××线r大红＋＋字线g绿色－实线b蓝色星形线w白色：虚线k黑色－·(--)点划线1.单窗口单曲线绘图例1：x=[0,0.48,0.84,1,0.91,0.6,0.14][x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,]plot(x)01234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.812.单窗口多曲线绘图例2：t=0:pi/100:2*pi;y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);plot(t,y,t,y1,t,y2)yy1y2例3：y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);y3=cos(t);y4=cos(t+0.25);y5=cos(t+0.5);plot(t,[y',y1',y2',y3',y4',y5'])01234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81y3=cos(t);y4=cos(t+0.25);y5=cos(t+0.5);plot(t,y3);holdon;plot(t,y4);plot(t,y5);01234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.813.单窗口多曲线分图绘图subplot——子图分割命令调用格式：subplot(m,n,p)——按从左至右，从上至下排列行列绘图序号subplot(1,3,1);plot(t,y)subplot(1,3,2);plot(t,y3)subplot(1,3,3);plot(t,y2)0510-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.810510-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.810510-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81subplot(3,1,1);plot(t,y)subplot(3,1,2);plot(t,y3)subplot(3,1,3);plot(t,y2)01234567-10101234567-10101234567-1014.多窗口绘图figure(n)——创建窗口函数，n为窗口顺序号。t=0:pi/100:2*pi;y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);plot(t,y)——自动出现第一个窗口figure(2)plot(t,y1)——在第二窗口绘图figure(3)plot(t,y2)——在第三窗口绘图01234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8101234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8101234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.815.可任意设置颜色与线型例4(例2)：plot(t,y,'r-',t,y1,'g:',t,y2,'b*')01234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.816.图形加注功能将标题、坐标轴标记、网格线及文字注释加注到图形上，这些函数为：title——给图形加标题xlable——给x轴加标注ylable——给y轴加标注text——在图形指定位置加标注gtext——将标注加到图形任意位置gridon(off)——打开、关闭坐标网格线legend——添加图例axis——控制坐标轴的刻度例：t=0:0.1:10y1=sin(t);y2=cos(t);plot(t,y1,'r',t,y2,'b--');x=[1.7*pi;1.6*pi];y=[-0.3;0.8];s=['sin(t)';'cos(t)'];text(x,y,s);title('正弦和余弦曲线');legend('正弦','余弦')xlabel('时间t'),ylabel('正弦、余弦')gridaxissquare0246810-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81sin(t)cos(t)正正正正正正正正正t正正正正正正正正正axis的用法还有：axis([xminxmaxyminymax])——用行向量中给出的值设定坐标轴的最大和最小值。如axis([-2205])axis(equal)——将两坐标轴设为相等axison(off)——显示和关闭坐标轴的标记、标志axisauto——将坐标轴设置返回自动缺省值（二）fill––––基本二维绘图函数fill的功能：绘制二维多边形并填充颜色例：x=[12345];y=[41514];fill(x,y,'r')（三）特殊二维绘图函数bar––––绘制直方图polar––––绘制极坐标图hist––––绘制统计直方图stairs––––绘制阶梯图stem––––绘制火柴杆图rose––––绘制统计扇形图comet––––绘制彗星曲线例，绘制阶梯曲线x=0:pi/20:2*pi;y=sin(x);stairs(x,y)01234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81例：阶梯绘图h2=[11;1-1];h4=[h2h2;h2-h2];h8=[h4h4;h4-h4];t=1:8;subplot(8,1,1);stairs(t,h8(1,:));axis('off')subplot(8,1,2);stairs(t,h8(2,:));axis('off')subplot(8,1,3);stairs(t,h8(3,:));axis('off')subplot(8,1,4);stairs(t,h8(4,:));axis('off')subplot(8,1,5);stairs(t,h8(5,:));axis('off')subplot(8,1,6);stairs(t,h8(6,:));axis('off')subplot(8,1,7);stairs(t,h8(7,:));axis('off')subplot(8,1,8);stairs(t,h8(8,:));axis('off')h2=[11;1-1];h4=[h2h2;h2-h2];h8=[h4h4;h4-h4];t=1:8;fori=1:8subplot(8,1,i);stairs(t,h8(i,:))axis('off')end例：绘制极坐标绘图t=0:2*pi/90:2*pi;y=cos(4*t);polar(t,y)0.20.40.60.813021060240902701203001503301800例：绘制火柴杆绘图t=0:0.2:2*pi;y=cos(t);stem(y)05101520253035-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81例：绘制直方图t=0:0.2:2*pi;y=cos(t);bar(y)05101520253035-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81例：绘制彗星曲线图t=-pi:pi/500:pi;y=tan(sin(t))-sin(tan(t));comet(t,y)-3-2-10123-2.5-2-1.5-1-0.500.511.522.5x=[1234567];y=[0001000];pie(x,y)4%7%11%14%18%21%25%二、三维绘图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。定义三维坐标轴大小axis([xminxmaxyminymaxzminzmax])gridon(off)绘制三维网格text(x,y,z,‘string’)三维图形标注子图和多窗口也可以用到三维图形中例：绘制三维线图t=0:pi/50:10*pi;plot3(t,sin(t),cos(t),'r:')010203040-1-0.500.51-1-0.500.51(二)三维饼图pie3([43689])27%30%20%13%10%（三）三维多边形fill3=fill——三维多边形的绘制和填色与二维多边形完全相同调用格式：fill3(x,y,z,‘s’)——与二维相同例：用随机顶点坐标画出5个粉色的三角形，并用黄色的○表示顶点y1=rand(3,5);y2=rand(3,5);y3=rand(3,5);fill3(y1,y2,y3,'m');holdon;plot3(y1,y2,y3,'yo')（四）三维网格图mesh——三维网线绘图函数调用格式：mesh(z)——z为n×m的矩阵，x与y坐标为元素的下标mesh(x,y,z)——x,,y,z分别为三维空间的坐标位置例，矩阵的三维网线图z=rand(6);0.88080.07290.41680.76940.37750.47760.33810.71010.09640.63520.38260.70860.18950.87910.67470.89650.68760.23800.74310.35940.56260.87840.12170.39100.71890.08990.81300.48650.07680.97590.87920.16100.87820.11310.14330.6288z=round(z)100100010101011110101100101001101001mesh(z)；mesh(z)0246024600.20.40.60.81例：8阶矩阵的网线图h2=[11;1-1];h4=[h2h2;h2-h2]h8=[h4h4;h4-h4]111111111-11-11-11-111-1-111-1-11-1-111-1-111111-1-1-1-11-11-1-11-1111-1-1-1-1111-1-11-111-1mesh(h8)0246802468-1-0.500.51三维网线图作图要领生成坐标——[X,Y]=meshgrid(x,y)表达式点运算——Z=X.^2+Y.^2X，Y是n×m的矩阵，维数可任定X—nY—mZ—默认方位角：37。5º，俯角30º。n×m维meshgrid——网线坐标值计算函数z=f(x,y)—根据x,y坐标找出z的高度例：绘制z=x2+y2的三维网线图形x=-5:5;y=x;[X,Y]=me