4-matlab计算的图形绘制.ppt

第四讲 MATLAB的图形绘制作为一个功能强大的工具软件，Matlab具有很强的图形处理功能，提供了大量的二维、三维图形函数由于系统采用面向对象的技术和丰富的矩阵运算，所以在图形处理方面既方便又高效一、二维曲线的绘制（一） 基本图形函数（二） 图形的修饰（三） 图形的比较显示常用格式:plot(x) %绘制以x为纵坐标的二维曲线plot(x,y) %绘制以x为横坐标,y为纵坐标的二维曲线plot(x1,y1,x2,y2,…) %绘制多条曲线, 不同的矩阵阵对对之间间，其维维数可以不同 说明：x和y可以是向量或矩阵 一、二维曲线的绘制（一） 基本图形函数 【例1】： >>x1=[1 4 3] ； >>plot(x1)（一） 基本图形函数注：当x是实向量时 ，以该向量的序号 为横坐标，元素值 为纵坐标画出一条 连续曲线，这实际 上是绘制折线图一、二维曲线的绘制>>x2=[3 5 7 6；12 24 15 14；3 6 9 7] ； >>plot(x2)（一） 基本图形函数注：当x是实矩阵时 ，则以其序号为横 坐标，按列绘制每 列元素值相对于其 序号的曲线一、二维曲线的绘制>>x3=[1 2 3]; >> y3=[1 2 3;4 3 6] ； plot(x3,y3) （一） 基本图形函数注：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 同的横坐标一、二维曲线的绘制>>x3=[1 2 3]; >> y3=[1 2 3;4 3 6;7 8 9] ； plot(x3,y3) （一） 基本图形函数一、二维曲线的绘制>>x4=[3 5 7 6；12 24 15 14；3 6 9 7]； >>y4=[1 3 4 2； 6 8 7 5；5 4 3 9]； >> plot(x4,y4) （一） 基本图形函数注：如果x和y都是 矩阵，则大小必须 相同，矩阵x的每列 和y的每列画一条曲 线一、二维曲线的绘制>>x=0:pi/10:2*pi; >>y1=sin(x); >>y2=cos(x); >>plot(x,y1,x,y2)（一） 基本图形函数一、二维曲线的绘制>>plot(x,y1,‘r+-’,x,y2,‘k*:’) %多种颜色或线型来区分不同的数据组（一） 基本图形函数一、二维曲线的绘制1．图形标注有关图形标注函数的调用格式为：title(‘s’) %书写图名xlabel(‘s’) %横坐标轴名 ylabel(‘s’) %纵坐标轴名 text(xt,yt, ‘s’) %在图形的(xt,yt)坐标处书写文字注释 legend(‘s’,pos) %在指定位置建立图例（二） 图形修饰一、二维曲线的绘制函数中的说明文字，除使用标准的ASCII字符外，还可使用LaTeX格式的控制字符，这样就可以在图形上添加希腊字母、数学符号及公式等内容。

例如，text(0.3,0.5,‘sin({\omega}t+{\beta})’)将得到标注效果sin(ωt+β)二） 图形修饰一、二维曲线的绘制2．坐标控制axis函数的调用格式为：axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax])axis函数功能丰富，常用的格式还有：axis equal：纵、横坐标轴采用等长刻度axis square：产生正方形坐标系(缺省为矩形)axis auto：使用缺省设置axis off：取消坐标轴axis on：显示坐标轴二） 图形修饰一、二维曲线的绘制3. 分格线线使用grid命令显显示分格线线格式： grid on%显显示分格线线grid off%不显显示分格线线grid %在以上两个命令间间切换换说说明：不显显示分格线线是MATLAB的默认设认设 置分格线线的疏密取决于坐标标刻度，如果要改变变分格线线的疏密，必须须先定义义坐标标刻度二） 图形修饰一、二维曲线的绘制【例2】： >>x=0:pi/10:2*pi; >>y1=sin(x); >>y2=cos(x); >>plot(x,y1,x,y2) >>grid on（二） 图形修饰一、二维曲线的绘制>> xlabel('Independent Variable X') >> ylabel('Dependent Variable Y') >> title('Sine and Cosine Curve') >> gtext('sin(x)')（二） 图形修饰gtext(‘s’)---用鼠标把 字符串放到图形上一、二维曲线的绘制>>text(1.5,0.3,'cos(x)') >>axis([0 2*pi -0.8 0.8])（二） 图形修饰一、二维曲线的绘制>>legend('sin(x)','cos(x)',4)（二） 图形修饰一、二维曲线的绘制1．同一窗口多次叠绘格式： hold on %使当前坐标系和图形保留hold off %使当前坐标系和图形不保留hold %在以上两个命令中切换说明：在设置了“hold on”后，如果画多个图形对象，则在生成新的图形时保留当前坐标系中已存在的图形对象，MATLAB会根据新图形的大小，重新改变坐标系的比例。

三） 图形的比较显示一、二维曲线的绘制【例3】：在同一窗口画出函数sinx在区间间[0 2π]的曲线线和cosx在区间间[-π π]的曲线线>>x1=0:0.1:2*pi;>>plot(x1,sin(x1))（三） 图形的比较显示一、二维曲线的绘制>>hold on >>x2=-pi:0.1:pi; >>plot(x2,cos(x2)) （三） 图形的比较显示注：坐标系的范围由 0～2π转变为 -π～2π一、二维曲线的绘制2. 同一窗口多个子图如果需要在同一个图形窗口中布置几幅独立的 子图，可以在plot命令前加上subplot命令来将一个图形窗口划分为多个区域，每个区域一幅子图 格式：subplot(m,n,k)%使(m×n)幅子图中的第 k幅成为当前图clf % 清除子图 !!!说明：子图的序号编排原则是：左上方为第1幅，先向右后向下向右后向下依次排列，子图彼此之间独立三） 图形的比较显示一、二维曲线的绘制【例4】：在多个窗口中绘制图形 >>x=0:0.1:2*pi; >>subplot(2,2,1) %将图形窗口分割 为2行2列，第1行 第1列（左上方）为当前图>>plot(x,sin(x))（三） 图形的比较显示一、二维曲线的绘制>>subplot(2,2,2) %右上方为当前图>>plot(x,cos(x))（三） 图形的比较显示一、二维曲线的绘制>>y3=exp(x)； >>subplot(2,2,3) %左下方为当前图 >>plot(x,y3)（三） 图形的比较显示一、二维曲线的绘制>>subplot(224) %右下方为当前图，省略逗号>>plot(x,log(3*x)) （三） 图形的比较显示一、二维曲线的绘制3. 双纵纵坐标图标图 格式：plotyy(x1,y1,x2,y2) %以左、右不同纵轴绘纵轴绘制两条曲线线说说明：左纵轴用于(x1,y1)数据，右纵轴用于(x2,y2)数据来绘制两条曲线。

坐标轴的范围、刻度都自动产生 （三） 图形的比较显示一、二维曲线的绘制【例5】： >>x=0:pi/100:2*pi;>>y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);>>y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);>>plotyy(x,y1,x,y2)（三） 图形的比较显示一、二维曲线的绘制一、二维曲线的绘制（三） 图形的比较显示格式：plot3(x,y,z, 's') %绘制三维曲线plot3(x1,y1,z1, 's1',x2,y2,z2, 's2',…) %绘制多条三维曲线说明：当x、y、z是同维向量时，则绘制以x、y、z元素为坐标的三维曲线；当x、y、z是同维矩阵时，则绘制三维曲线的条数等于矩阵的列数s是指定线型、色彩、数据点形的字符串二、MATLAB的三维图形绘制（一） 三维曲线图【例6】：绘制方程 在 的图像>> t=0:pi/10:2*pi;>> x=sin(t);>> y=cos(t);>> z=t;>> plot3(x,y,z,'m:p')二、MATLAB的三维图形绘制（一） 三维曲线图二、MATLAB的三维图形绘制（一） 三维曲线图>> grid on>> xlabel('Dependent Variable X')>> ylabel('Dependent Variable Y')>> zlabel('Independent Variable Z')>> title('Sine and Cosine Curve')二、MATLAB的三维图形绘制（一） 三维曲线图二、MATLAB的三维图形绘制（一） 三维曲线图（二） 三维网线图和曲面图 1. meshgrid命令为了绘制三维立体图形，MATLAB的方法是将x方向划分为m份，将y方向划分为n份，meshgrid命令是以x、y向量为基准，来产生在x-y平面的各栅格点坐标值的矩阵。

格式：[X,Y]＝meshgrid(x,y) 说明：X、Y是栅格点的坐标，为矩阵；x、y为向量 二、MATLAB的三维图形绘制（二） 三维网线图和曲面图2. 三维网线图 mesh函数为数据点绘制网格线,图形中的每一个已 知点和其附近的点用直线连接 格式：mesh(z) %画三维网线图mesh(x,y,z,c) 说明：只有参数z时，以z矩阵的行下标作为x坐标 轴，把z的列下标当作y坐标轴；x、y分别为x、y坐标 轴的自变量；当有x、y、z参数时，c是指定各点的用 色矩阵，当c省略时默认用色矩阵是z的数据如果x 、y、z、c四个参数都有，则应该都是维数相同的矩 阵二、MATLAB的三维图形绘制3. 三维曲面图surf函数和mesh的用法类似，但它可以画出着色表面图，图形中的每一个已知点与其相邻点以平面连接 格式：surf (z) %画三维曲面图surf (x,y, z,c) 说说明：参数设设置与mesh命令相同，c可以省略 （二） 三维网线图和曲面图二、MATLAB的三维图形绘制【例7】：分别用mesh和surf函数绘制高斯 矩阵的曲面>>z=peaks(40); >>mesh(z) >>surf(z)z=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); （二） 三维网线图和曲面图二、MATLAB的三维图形绘制一、二维曲线的绘制（二） 三维网线图和曲面图一、二维曲线的绘制（二） 三维网线图和曲面图【例8】：绘制方程>>x=-7.5:0.5:7.5;>>y=x;>>[X,Y]=meshgrid(x,y)；>> R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps;>> Z=sin(R)./R;>> surf(X,Y,Z)（二） 三维网线图和曲面图二、MATLAB的三维图形绘制一、二维曲线的绘制（二） 三维网线图和曲面图4. 其它立体网线图和曲面图meshc：为立体网状图加等高线；Meshz：为立体网状图加“围裙”。

二） 三维网线图和曲面图二、MATLAB的三维图形绘制一、二维曲线的绘制（二） 三维网线图和曲面图一、二维曲线的绘制（二） 三维网线图和曲面图5．改变视角格式： view([az,el]) %通过方位角和俯仰角改变视角 view([vx,vy,vz]) %通过直角坐标改变视角说说明：az（方位角）是观观察点和坐标标原点连线连线 在x-y平面内的投影和y轴负轴负 方向的夹夹角；el（俯仰角）是观观察点与坐标标原点的连线连线 和。