第5章 MATLAB绘图2

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,*,第,4,章,MATLAB,绘图,10/12/2024,第,4,章,MATLAB,绘图,4.1,图形窗口,4.2,二维图形,4.3,三维图形,4.4,图像与动画,4.1,图形窗口,图形显示窗口,figure,figure(n,),将多个图形逐个显示,图形分割窗口,subplot,subplot(m,n,k,),将一个图像窗口中分割成,m*n,块,图形叠加,hold on ;hold off,4.2,二维图形,4.2.1,绘制二维曲线的最基本函数,plot,1.plot,函数的基本用法,plot,函数的基本调用格式为：,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。,例,4.1,在,0X2,区间内，绘制曲线,y=2e,-0.5x,sin(2x),。,程序如下：,x=0:pi/100:2*pi;,y=2*exp(-0.5*x),.,*sin(2*pi*x);,plot(x,y),说明：,（,1,）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。,（,2,）当,x,是向量，,y,是有一维与,x,同维的矩阵时，则绘制出多根不同色彩的曲线。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。,（,3,）,plot,函数最简单的调用格式是只包含一个输入参数：,plot(y,),。,例,4.2,某工厂,2000,年各月总产值（单位：万元）分别为,22,、,60,、,88,、,95,、,56,、,23,、,9,、,10,、,14,、,81,、,56,、,23,，试绘制折线图以显示出该厂总产值的变化情况。,程序如下：,p=22,60,88,95,56,23,9,10,14,81,56,23;,plot(p),2,含多个输入参数的,plot,函数,含多个输入参数的,plot,函数调用格式为：,plot(x1,y1,x2,y2,xn,yn,),3,含选项的,plot,函数,含选项的,plot,函数调用格式为：,plot(x1,y1,选项,1,x2,y2,选项,2,xn,yn,选项,n),其中：选项用来指定曲线线型、颜色及数据点型。具体设置见书,P42,例,4.3,用不同线型和颜色在同一坐标内绘制曲线,y=2e,-0.5x,sin(2x),及其包络线。,程序如下：,x=(0:pi/100:2*pi);,y1=2*exp(-0.5*x)*1,-1;,y2=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x);,x1=(0:12)/2;,y3=2*exp(-0.5*x1).*sin(2*pi*x1);,plot(x,y1,g:,x,y2,b-,x1,y3,rp);,4.,图形窗口的分割,subplot,函数的调用格式为：,subplot(m,n,p),例,4.4,在一个图形窗口中以子图形式同时绘制正弦、余弦、正切、余切曲线。,程序如下：,x=linspace(0,2*pi,60);,y=sin(x);z=,cos(x,);,t=,sin(x)./(cos(x)+eps,);ct=,cos(x)./(sin(x)+eps,);,subplot(2,2,1);,plot(x,y);title(sin(x);axis(0,2*pi,-1,1);,subplot(2,2,2);,plot(x,z);title(cos(x),);axis,(0,2*pi,-1,1);,subplot(2,2,3);,plot(x,t);title(tangent(x);axis(0,2*pi,-40,40);,subplot(2,2,4);,plot(x,ct);title(cotangent(x);axis(0,2*pi,-40,40);,4.1.2,图象处理（辅助函数）,1.,图形标注,有关图形标注函数的调用格式为：,title(,图形名称,),xlabel(x,轴说明,),ylabel(y,轴说明,),text(x,y,图形说明,),legend(,图例,1,图例,2,),具体功能见书,P44,例,4.5,给图形添加图形标注。,程序如下：,x=(0:pi/100:2*pi);,y1=2*exp(-0.5*x)*1,-1;,y2=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x);,x1=(0:12)/2;,y3=2*exp(-0.5*x1).*sin(2*pi*x1);,plot(x,y1,g:,x,y2,b-,x1,y3,rp,);,title(,曲线及其包络线,);%,加图形标题,xlabel(independent,variable X);%,加,X,轴说明,ylabel(independent,variable Y);%,加,Y,轴说明,text(2.8,0.5,包络线,);%,在指定位置添加图形说明,text(0.5,0.5,曲线,y);,text(1.4,0.1,离散数据点,);,legend(,包络线,包络线,曲线,y,离散数据点,)%,加图例,title(,曲线及其包络线,),legend(,包络线,包络线,曲线,y,离散数据点,),text(2.8,0.5,包络线,),xlabel(independent,variable X);,2.,坐标控制,函数的调用格式为：,axis(xmin,xmax,ymin,ymax,zmin,zmax,),axis,函数功能丰富，常用的用法还有：,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,grid on/off,命令控制是画还是不画网格线，不带参数的,grid,命令在两种状态之间进行切换。,box on/off,命令控制是加还是不加边框线，不带参数的,box,命令在两种状态之间进行切换。,例,4.6,用图形保持功能在同一坐标内绘制曲线,y=2e,-0.5x,sin(2x),及其包络线，并加网格线。,程序如下：,x=(0:pi/100:2*pi);,y1=2*exp(-0.5*x)*1,-1;y2=2*exp(-,0.5*x).*sin(2*pi*x);,plot(x,y1,b:);,axis(0,2*pi,-2,2);%,设置坐标,hold on;%,设置图形保持状态,plot(x,y2,k);,grid on;%,加网格线,box off;%,不加坐标边框,hold off;%,关闭图形保持,4.1.3,绘制二维图形的其他函数,1.,其他形式的线性直角坐标图,在线性直角坐标系中，其他形式的图形有,条形图、阶梯图、杆图和填充图,等，所采用的函数分别是：,bar(x,y,选项,),stairs(x,y,选项,),stem(x,y,选项,),fill(x1,y1,选项,1,x2,y2,选项,2,),例,4.7,分别以条形图、填充图、阶梯图和杆图形式绘制曲线,y=2e,-0.5x,。,程序如下：,x=0:0.35:7;,y=2*exp(-0.5*x);,subplot(2,2,1);bar(x,y,g);,title(bar(x,y,g);axis(0,7,0,2);,subplot(2,2,2);fill(x,y,r);,title(fill(x,y,r);axis(0,7,0,2);,subplot(2,2,3);stairs(x,y,b);,title(stairs(x,y,b);axis(0,7,0,2);,subplot(2,2,4);stem(x,y,k);,title(stem(x,y,k);axis(0,7,0,2);,2,极坐标图,polar,函数用来绘制极坐标图，其调用格式为：,polar(theta,rho,选项,),其中,theta,为极坐标极角，,rho,为极坐标矢径，选项的内容与,plot,函数相似。,例,4.8,绘制,=sin(2)cos(2),的极坐标图。,程序如下：,theta=0:0.01:2*pi;,rho,=sin(2*theta).*cos(2*theta);,polar(theta,rho,k,);,3,对数坐标图形,MATLAB,提供了绘制对数和半对数坐标曲线的函数，调用格式为：,semilogx(x1,y1,选项,1,x2,y2,选项,2,),semilogy(x1,y1,选项,1,x2,y2,选项,2,),loglog(x1,y1,选项,1,x2,y2,选项,2,),例,4.9,绘制,y=10 x,2,的对数坐标图并与直角线性坐标图进行比较。,程序如下：,x=0:0.1:10;,y=10*x.*x;,subplot(2,2,1);plot(x,y);,title(plot(x,y);grid,on;,subplot(2,2,2);semilogx(x,y);,title(semilogx(x,y);grid,on;,subplot(2,2,3);semilogy(x,y);,title(semilogy(x,y);grid,on;,subplot(2,2,4);loglog(x,y);,title(loglog(x,y);grid,on;,4.3,三维图形,4.3.1,绘制三维曲线的最基本函数,plot3,函数,与,plot,函数用法十分相似，其调用格式为：,plot3(x1,y1,z1,选项,1,x2,y2,z2,选项,2,xn,yn,zn,选项,n),例,4.10,绘制空间曲线。,程序如下：,t=0:pi/50:2*pi;,x=8*,cos(t);y,=4*sqrt(2)*,sin(t);,z=-4*sqrt(2)*sin(t);,plot3(x,y,z,p);,title(Line in 3-D Space);text(0,0,0,origin);,xlabel(X),ylabel(Y),zlabel(Z);grid,;,4.3.2,三维曲面,1,平面网格坐标矩阵的生成,(1),利用矩阵运算生成。,x=,a:dx:b,;y=(,c:dy:d,);,X=ones(size(y)*x;,Y=y*ones(size(x);,(2),利用,meshgrid,函数生成。,x=,a:dx:b,;y=,c:dy:d,;,X,Y=,meshgrid(x,y,);,例,4.11,已知,6x30,，,15y0.25,部分。,程序如下：,x=0:0.1:2*pi;,x,y=,meshgrid(x);z,=sin(y).*,cos(x,);,I,J=find(z0.25);,for ii=1:length(I),z(I(ii),J(ii)=,NaN,;,end,surf(x,y,z);,2,视点处理,MATLAB,提供了设置视点的函数,view,。,其调用格式为：,view(az,el,),其中,az,为方位角,，,el,为仰角，它们均以度为单位。系统缺省的视点定义为方位角,-37.5,仰角,30,。,例,4.17,从不同视点绘制多峰函数曲面。,程序如下：,subplot(2,1,1);mesh(peaks);,view(-37.5,30);%,指定子图,1,的视点,title(azimuth,=-37.5,elevation=30),subplot(2,1,2);mesh(peaks);,view(0,90);%,指定子图,2,的视点,title(azimuth,=0,elevation=90),3,色彩处理,1.,颜色的向量表示,MATLAB,除用字符表示颜色外，还可以用含有,3,个元素的向量表示颜色。,2.,色图,色图是,m3,的数值矩阵，它的每一行,是,RGB,三元组。色图矩阵可以人为地生成，也可以调用,MATLAB,提供的函数来定义色图矩阵。,除,plot,及其派生函数外,，,mesh,、,surf,等