MATLAB应用7-2(精品)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,5,、数据和函数的可视化及图形处理,将数据可视化，可以通过图形观察到一堆杂乱的离散数据所传递的数据间的内在关系,x,=1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12,y=0.1429 0.1250 0.1111 0.1000 0.0909 0.0833 0.0769 0.0714 0.0667 0.0625 0.0588 0.0556,离散数据和离散函数的可视化：,时间,x=1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12,函数值,y=0.1429 0.1250 0.1111 0.1000 0.0909 0.0833 0.0769 0.0714 0.0667 0.0625 0.0588 0.0556,plot(x,y,r,*,MarkerSize,20),%,用红花标出数据点，散点图,plot(x,y,),%,x-y,曲线图,plot(x,y,x,y,r,*),%,x-y,曲线图，并用红花标出数据点,grid on,%,画坐标方格,5-1,、绘图一般步骤及典型指令,5-2,、二维曲线绘图基本操作,5-3,、三维绘图的基本操作,5-4,、特殊图形和高维可视化,5-5,、三维图形的精细控制,5-6,、函数绘图的简捷指令,5-7,、图形的打印和输出,5-8,、图形窗的图形编辑功能,5-9,、图像,5-1,、绘图一般步骤及典型指令,绘制二维图形,1,、准备数据，选定自变量区间范围，给出自变量值及相应函数值：,x=0:0.25:12;y=,cos(x,*pi/6-pi/2);z=,sin(x,*pi/6-pi/2);t=,y+z,2,、选定图形窗及子图位置：,缺省值为图形,1,窗口,figure(2),%,打开图形,2,窗口,subplot(2,2,3),%,将窗口分成,2*2,四个子图位，选择,3,号位置,3,、调用绘图指令：指定线型、色彩、数据点型、标记特性等,plot(x,y,x,z,r,*,x,t,g,-),%,画图,4,、设置坐标轴的范围与刻度、坐标分格线：,axis(-1,13,-1.6,1.6),%,axis(x1,x2,y1,y2),设置坐标轴范围,grid on,%,画网格线，,grid off,取消网格线,绘制二维图形一般步骤及典型指令,5,、图形注释：图题、坐标轴名称单位、图例、文字说明等,title(,二维图形绘制示例,),%,添加图题,xlabel(x,);,ylabel,(,三角函数值,),%,添加坐标轴名称,legend(y,z,t,),%,添加图例,6,、图形的精细修饰（图柄操作）：利用对象属性值设置,set,和利用图形窗口工具条进行,7,、打印输出：图形窗口直接打印选项或按键，利用图形后处理软件打印,%,步骤,1,、,3,为基本绘图步骤。其他步骤试需要而定,%,步骤,2,一般在图形较多的情况下使用添加,%,步骤,6,利用图形窗操作选项及按键更为方便,5-1,、绘图一般步骤及典型指令,绘制三维图形,1,、准备数据,三维曲线数据准备：,先取一个参变量采样向量，然后给出各坐标数据向量,t=0:0.25:12;x=,cos(t,*pi/6-pi/2);y=,sin(t,*pi/6-pi/2);z=,x+y,三维曲面数据准备：,产生自变量采样向量,x=x1:dx:x2,y=y1:dy:y2,，由自变量向量产生自变量格点矩阵,X,Y=,meshgrid(x,y,),给出格点矩阵对应的函数值矩阵,Z=,f(X,Y,),如,：,x1=0:0.2:5,y1=0:0.2:5,X,Y=meshgrid(x1,y1),Z=X+Y,2,、选定图形窗及子图位置，同二维图形绘制,3,、调用绘图指令（指定线型、色彩、数据点型、标记特性等同二维图形）,绘制三维图形一般步骤及典型指令,三维曲线绘图指令,：,plot3(x,y,z,g-),三维曲面绘图指令：,mesh(X,Y,Z,),4,、设置坐标轴的范围与刻度、坐标分格线：,axis(x1,x2,y1,y2,z1,z2),5,、图形注释：图题、坐标轴名称单位、图例、文字说明：,title,，,xlabel,，,ylabel,，,zlabel,，,legend,6,、着色、明暗、灯光、材质处理,7,、视点、三度（横、纵、高）比,8,、图形的精细修饰（图柄操作）：利用对象属性值设置,set,，,get,和利用图形窗口工具条进行,9,、打印输出：图形窗口直接打印选项或按键，利用图形后处理软件打印,%,步骤,1,、,3,为基本绘图步骤。其他步骤试需要而定,5-2,、二维曲线绘图基本操作,plot,的基本调用格式,(1)plot(X,s),X,是实向量时，该向量元素的下标为横坐标、元素值为纵坐标画一条连续曲线；,X,是矩阵时，按列绘制每列元素值对其下标的曲线。图中曲线数等于,X,列数；,X,是复数矩阵时，按列分别以元素实部和虚部为横、纵坐标绘制多条曲线；,s,是用来指定线型、色彩、数据点形的选项字符串。缺省时线型、色彩为默认值,(2)plot(X,Y,s),X,Y,是同维向量时，则以,X,、,Y,分别为横、纵坐标绘制曲线；,X,是向量，,Y,是有一维与,X,等维的矩阵时，绘制多根不同色彩的曲线。曲线条数等于,Y,阵的另一维数，,X,被作为这些曲线共同的横坐标；,X,是矩阵，,Y,是向量时，以,Y,为共同纵坐标绘图；,X,、,Y,是同维矩阵时，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；,(3)plot(X1,Y1,s1,X2,Y2,s2),每一个绘图三元组,(,X,Y,s,),的结构和作用与,plot(,X,Y,s,),相同。不同三元组之间没有约束关系,plot,的基本调用格式,t=(0:pi/50:2*pi),k=0.4:0.1:1,Y=cos(t)*k,%,生成列向量,t(101*1),行向量,k(1*7),矩阵,Y(101*7),plot(t,),%,以,t,的下标为横坐标、值为纵坐标画一条连续曲线，颜色为默认值；,plot(k,),类同,plot(Y,),%,按列绘制,Y,每列元素值对其下标的曲线，,7,条曲线,plot(t,Y,),%t,是向量，,Y,是有行与,t,等维的矩阵，绘制,7,根不同色彩的曲线。,t,被作为这些曲线共同的横坐标；,plot(k,Y,),类同,plot(t,r,-),%,曲线颜色设为红色,曲线的色彩、线型和数据点型,颜色符号,数据点型,线型,b-,蓝色,.-,点,v-,下三角符,-,实线,g-,绿色,-,符号,-,上三角符,:,虚线,r-,红色,+-+,号,-,右三角符,-,长虚线,m-,紫红色,*,-,八线符,p-,五角星符,y-,黄色,s-,方块符,o-,空心圆圈,k-,黑色,d-,菱形符,w-,白色,5-2,、二维曲线绘图基本操作,坐标、刻度和分格线控制,1,、坐标控制：,axis,指令,例：长轴为,3.25,，短轴为,1.15,的椭圆绘图，观察坐标轴控制指令的影响。,t=0:2*pi/99:2*,pi;x,=1.15*,cos(t);y,=3.25*,sin(t,);,%,数据准备，,x,为短轴，,y,为长轴,plot(x,y),axis,normal,grid,on,title(Normal,and Grid on),%,缺省矩形坐标系,figure(2),plot(x,y),axis,equal,grid,on,title(Equal,),%,纵横轴等长刻度坐标系,figure(3),plot(x,y),axis,square,grid,on,title(Square,),%,产生正方形坐标系,figure(4),plot(x,y),axis,image,title(Image,),%,纵横坐标轴采用等长刻度，且坐标框紧贴数据范围,常用坐标控制指令及其功能,坐标轴控制方式、取向和范围,坐标轴的高宽比,axis auto,使用缺省设置,axis equal,纵横轴采用等长度刻度,axis manual,保持当前坐标范围不变,axis fill,manual,方式下起作用，使坐标充满整个绘图区,axis off,取消轴背景,axis image,纵横坐标轴采用等长刻度，且坐标框紧贴数据范围,axis on,使用轴背景,axis normal,缺省矩形坐标系,axis,ij,矩阵式坐标，原点在,左上方,axis square,产生正方形坐标系,axis,xy,普通直角坐标，原点在,左下方,axis tight,把数据范围直接设为坐标范围,axis(v),v=x1,x2,y1,y2,v=x1,x2,y1,y2,z1,z2,设定坐标范围,二维,4,个参数,三维,6,个参数,axis vis3d,保持高宽比不变，用于三维旋转时避免图形大小变化,*,坐标范围设定向量,v,中元素必须满足,x1x2,y1set(gca,xtick,-1-0.5 0 0.5 1,ytick,-3 0 3),%,更改,figure(4),坐标刻度,分格线设置指令（分格线的疏密取决于坐标刻度）：,grid on,%,画分格线,grid off,%,不画分格线，,Matlab,的默认值为,grid off,grid on,坐标框指令：,box,box on,%,当前坐标呈封闭形式，即矩形框，为,Matlab,的默认值,box off,%,当前坐标为开启形式,box off,5-2,、二维曲线绘图基本操作,图形标识：包括图名、坐标轴名、图形注释和图例,1,、简捷指令形式：,title(s,)%,书写图名,;,xlabel(s,),%,横坐标轴名,；,ylabel(s,),%,纵坐标轴名,；,legend(s1,s2,),%,绘制曲线所用线型、色彩或数据点形图例,；,text(xt,yt,s,),%,在图形,(,xt,yt,),处书写字符注释,gtext(s,),%,在图形窗口显示,+,字交叉线，可通过移动鼠标选择文本标注位置，在选定位置单击,title(,椭圆图形,),xlabel,(,短轴,x),ylabel,(,长轴,y),legend(y-x,曲线,),text(2,2,图形标识演示,),gtext(gtext,演示,),2,、精细指令形式：,matlab,中所有涉及图形字符串标识的指令,(,title,xlable,ylable,legend,text,gtext,等,),都能对字符标识进行以下更精细的控制,允许标识多行字符；允许对标识字体、风格及大小进行设置；,允许使用上下标；允许标识希腊字符和其他特殊字符,标识多行字符，可以用元胞数组，也可以用多行字符串数组。,多行字符标识规则：,指令,arg,取值,举例,示例指令,效果,单行,arg,任何合法字符,Single line,Single line,多行,arg1,arg2,元胞数组,标识,|,Multiline,元胞数组,标识,Multiline,arg1;arg2,元,胞,数,组,;,标,识,;Multiline,元,胞,数,组,标,识,Multiline,说明：当用元胞数组存放多行字符时，每行字符为一个元胞数组元素，元素间的分隔，可以是逗号、空格、分号；当用字符串数组存放多行字符时，每个字符占一个数组行，数组元素间用分号分隔。数组每行字符数必须相等。,对标识字体、风格及大小进行设置,需要在被控制字符前，先使用如下指令和设置值,指令,arg,取值,举例,示例指令,效果,字体,fontnamearg,arial;courier;roman,;,宋体,;,隶书,;,黑体,fontnamecourierExample1,fontname,隶书,范例,2,Example1,范例,2,风格,arg,bf(,黑体,),it(,斜体一,),sl,(,斜体二,),rm,(,正体,),bfExample3,itExample4,Example3,Example4,字号,fontsizearg,正整数,缺省值