《MATLAB-7教程》图形处理

MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理1第8章图形处理MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理2教学目标•MATLAB7语言除了有强大的矩阵处理功能之外，它的绘图功能也是相当强大的。•学习完本章之后，读者将学会使用MATLAB7的图形处理功能，包括基本的绘图命令、图形的简单控制、图形窗口的编辑以及图形的高级控制等。MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理3教学重点•基本的绘图命令•各种图形注释方法•三维图形的绘制方法MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理4教学过程•基本的绘图命令•各种图形注释方法•三维图形的绘制方法•特殊一些特殊图形的绘制•图形的高级控制技巧MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理51.基本的绘图命令•基本的绘图命令•绘图的一般步骤•绘制二维曲线图•极坐标图形的绘制•多个图形的绘制方法•曲线的色彩、线型和数据点型MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理6（1）基本的绘图命令•绘制基本线性图的函数表函数名功能描述plot在x轴和y轴都按线性比例绘制二维图形plot3在x轴、y轴和z轴都按线性比例绘制三维图形loglog在x轴和y轴按对数比例绘制二维图形semilogx在x轴按对数比例，y轴按线性比例绘制二维图形semilogy在y轴按对数比例，x轴按线性比例绘制二维图形plotyy绘制双y轴图形MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理7（2）绘图的一般步骤•基本的绘图步骤步骤典型代码1.准备绘图数据x=0:0.2:12;y1=bessel(1,x);2.选择一个窗口并在窗口中给图形定位figure(1)，subplot(2,2,1)3.调用基本的绘图函数h=plot(x,y1,x,y2,x,y3);4.选择线型和标记特性set(h,'LineWidth',2,{'LineStyle'},{'--';':';'-.'})5.设置坐标轴的极限值、标记符号和网格线axis([012-0.51])6.使用坐标轴标签、图例和文本对图形进行注释xlabel('Time')ylabel('Amplitude')7.输出图形print-depsc-tiff-r200myplotMATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理8（3）绘制二维曲线图•二维曲线图在MATLAB7中的绘制是最为简便的。如果将X轴和Y轴的数据分别保存在两个向量中，同时向量的长度完全相等，那么可以直接调用函数进行二维图形的绘制。在MATLAB7中，使用plot函数进行二维曲线图的绘制。MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理9绘制二维曲线图•x=0:0.01:10;•y=tan(x);•plot(x,y)•MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理10（4）极坐标图形的绘制•MATLAB提供了polar函数来在极坐标下绘制图形：•x=0:0.01:10;•y1=sin(x);•y2=cos(x-2.5);•polar(y1,y2,'-r+')•MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理11（5）多个图形的绘制方法•subplot函数可以实现多个图形的绘制：•x=0:.1:20;•subplot(2,2,1)•plot(x,sin(x));•MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理12多个图形的绘制方法•x=0:.1:20;•subplot(2,2,2)•plot(x,cos(x));•MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理13多个图形的绘制方法•subplot(2,2,3)•x=0:.1:2;•y1=tan(x);•plot(x,y1,'--b*');•MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理14（6）曲线的色彩、线型和数据点型•曲线的色彩、线型和数据点型参数定义颜色符号含义数据点型含义线型含义b蓝色.点-实线g绿色xX符号:点线r红色++号-.点划线c篮绿色h六角星形--虚线m紫红色*星号(空白)不画线y黄色s方形k黑色d菱形MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理152.图形注释•图题的标注•坐标轴的标签•文本标注和交互式文本标注•图例的添加•坐标网格的添加•使用矩形或是椭圆在图形中圈出重要部分MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理16(1)图题的标注•在MATLAB中，通常可以使用3种方式给图形添加图题:–使用Insert菜单中的Title命令；–使用属性编辑器(PropertyEditor)；–使用title函数。MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理17图题的标注•x=0:.1:2;•y1=sin(x);•y2=sin(x-0.25);•y3=sin(x-0.5);•plot(x,y1,'-.b',x,y2,'--r*',x,y3,'-.gh')•title('Therethreelines')•MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理18(2)坐标轴的标签•在MATLAB7中，可以使用如下3种方式给图形的坐标轴添加标签:–使用Insert菜单下的Label选项；–使用属性编辑器(PropertyEditor)；–使用MATLAB7的添加标签命令；MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理19坐标轴的标签添加举例•使用属性编辑器(PropertyEditor)添加坐标轴标签–打开Tools菜单，选择EditPlot命令，激活图形编辑状态。–在图形框内双击空白区域，调出属性编辑器；也可以采取在图形框内右击，从弹出的菜单中选择Properties项的方式调出属性编辑器；或者是在View菜单中选择PropertyEditor项。MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理20（3）文本标注和交互式文本标注•用户可以在MATLAB7图形窗口的任意地方添加文本注释，从而更好地解释图形窗口的数据。MATLAB7提供了text函数和gtext函数来进行文本标注。其中gtext函数的使用形式更为灵活，可以实现交互式文本标注。MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理21文本标注举例•x=linspace(-3,5,100);•y=cos(x);•z=sin(x);•plot(x,y,x,z)•title('一条正弦曲线和一条余弦曲线')•xlabel('x的取值范围')•ylabel('Y和Z的值')•MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理22（4）图例的添加•为了更好地区分所绘制的多条曲线，可以使用图例加以说明，对它们表示的数据进行更准确的区分。可以使用如下3种方法生成图例：–打开Insert菜单中并选择Legend命令；–单击工具栏中的legend图标；–使用legend函数。MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理23图例的添加举例MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理24（5）坐标网格的添加•在图形绘制过程中，为了精确地知道图形上某点的坐标，需要绘制坐标网格来定位，MATLAB7语言中提供了grid函数来实现这一功能：–gridoff命令关闭坐标网格；–gridon命令打开坐标网格–gridmirror命令使用更细化的网格；–grid(AX,…)命令使用AX坐标系代替当前坐标系。MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理25坐标网格的添加举例•x=linspace(-5,5,100);•y=x.^4+22*x.^2-6*x+10;•plot(x,y)•gridon•MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理26(6)使用矩形或是椭圆在图形中圈出重要部分•用户使用矩形或是椭圆在图形中圈出特别的区域，从而使得该区域能引起特别的注意。当其中的一个矩形或是椭圆被选中时，用户可以移动并改变它的大小，或是右击它，在弹出的快捷菜单中用户可以选择改变它的属性和外观。MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理27应用举例•当右击矩形或是椭圆时，将弹出一个菜单MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理283.三维图形的绘制•MATLAB语言提供了三维图形的处理功能。与二维图形相似，绘制三维图形时可以使用MATLAB语言提供的相关函数：–三维线图指令plot3–三维网线图和曲面图•三维网线图•三维曲面图MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理29（1）三维线图指令plot3•%该程序用于绘制三维的螺旋曲线图•t=0:pi/50:20*pi;•plot3(sin(t),cos(2*t),sin(t)+cos(t))MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理30（2）三维网线图•使用mesh函数来绘制三维网格图形：•z=peaks(50);•mesh(z);•MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理31（3）三维曲面图•可是使用surf函数来绘制三维表面图形：•[X,Y]=meshgrid([-4:0.2:4]);•Z=exp(-0.5*(X.^2－Y.^2));•surf(X,Y,Z)•MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理324.特殊图形的绘制•条形图和面积图(BarandAreaGraphs)•饼形图(PieCharts)•离散型数据图•方向和速度矢量图形•等高线的绘制(ContourPlots)MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理33（1）条形图和面积图•条形图和面积图用于绘制向量和矩阵数据，这两种图形可以用来比较不同组数据的在总体数据中所占的比例，其中条形图适于表现离散型数据，而面积图适于表现连续型数据。函数功能描述bar绘制矩阵Y(m×n)各列的垂直条形图，各条以垂直方向显示barh绘制矩阵Y(m×n)各列的垂直条形图，各条以水平方式显示bar3绘制矩阵Y(m×n)各列的三维垂直条形图，条以垂直方向显示bar3h绘制矩阵Y(m×n)各列的三维垂直条形图，各条以水平方式显示area绘制向量的堆栈面积图MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理34条形图举例•集合式条形图的绘制•y=[12345678910]•bar(y)MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理35（2）饼形图•在统计学中，经常要用到饼形图来表示各个统计量占总量的份额，饼形图可以显示向量或矩阵中的元素占所有元素总和的百分比，MATLAB提供了pie函数和pie3函数，分别用于绘制二维饼形图和三维饼形图。MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理36（3）离散型数据图•MATLAB7提供了一系列适于表现离散型数据的函数。•其中常用的主要有stem函数、stem3函数和stairs函数。MATLAB7简明教程清华大学出版社2020/2/17第8章图形处理37离散型数据图举例•使用stem(y)函数来绘制句柄状图形。•y=rand(20,1);•stem(y)•MATLAB7简明教程清华大学出