8-MATLAB绘图

1.创建图形窗口

• 直接创建

  • figure
  • figure(n) 若窗口n存在则将窗口n置为当前窗口，否则新建窗口
  • h = figure/figure(n) 返回窗口句柄

• 间接创建

  • title('name')

  • subplot(m,n,k) 窗口划分:

    subplot(2,2,1)
    subplot(2,2,3)
    subplot(2,2,[2 4])

2.二维曲线

2.1 绘图函数

• plot(y)
• plot(x,y)
• plot(x,y,s) 字符串s指定曲线的颜色、线形、点形
• plot(x1,y1,x2,y2,...) 多条曲线
• plot(x1,y2,s,x2,y2,s,...)
• plot(handle,...) 在指定窗口中绘制

• h = plot(...) 返回各曲线的句柄

  颜色： b - 蓝色 , c -青色 , g - 绿色 , k - 黑色 , m - 洋红 , r - 红色 , w - 白色 , y - 黄色
  线形： - 实线 , : 点线 , -. 点划线 , - 虚线
  点形： . 点 , o 圆 , x 叉号 , + 十字号 , * 星号 , s 方块 , d 菱形 , v 下三角 , ^ 上三角 , < 左三角 , > 右三角 , p 五角星 , h 六角星

2.2 图像修饰

• LineWidth 线形宽度
• MarkerEdgeColor 点形的边界颜色
• MarkerFaceColor 点形的填充颜色
• MarkerSize 点形大小

例：

x = -pi:pi/20:pi;  y = sin(x);  plot(x,y,'--rh','LineWidth',2, ...  'MarkerEdgeColor','k','MarkerFaceColor','g','MarkerSize',10)

2.3 坐标轴设置

• 坐标轴范围： 默认情况下，系统会根据需要自动选择合适的坐标范围，不需要设置绘图坐标。

  • axis([xmin xmax ymin ymax]) 设置范围
  • v = axis
  • axis auto 默认状态
  • axis manual 固定刻度(配合hold on使用)
  • axis tight 只绘制包含数据部分的图像
  • axis ij 原点在左上角，纵坐标朝下
  • axis xy 恢复iij坐标状态
  • axis equal 横纵坐标等刻度
  • axis image 与equal相同，同时还有tight的功能
  • axis square 窗口设为方形
  • axis normal 重置坐标轴，撤销对坐标的限制
  • axis off 取消坐标轴的设置和背景
  • axis on 显示坐标轴设置和背景
  • 注意：多个选项可组合使用，如axis tight equal

• 绘制网格

  grid on 显示
  grid off 不显示
  grid 在on与off之间切换
  grid minor 最小网格

• 图形保持

  hold on 窗口之前的内容不会被清除
  hold off
hold 在on与off之间切换

2.4 图像标注

• 为坐标轴加标注

  • xlabel('string'),ylabel('string')
  • xlabel('string','Property1',val1,'Property2',val2,...) 属性如fontsize、fontweight等
  • xlabel(handle,...)

• 添加标题

  title('string')
title('string','Property1',val1,'Property2',val2,...)
title(handle,...) 在指定的图形窗口中添加标题

• 添加文本标注

  text(x,y,'string') 在指定位置添加注释
  text(x,y,'string','Property1',val1,'Property2',val2,...)

• 添加图例

  • legend(‘string1’,’string2’,…)
  • legend(h,’string1’,’string2’,…)
  • legend(…,’Location’,loc)
  • …
  • 注意：使用set函数可以对图例设置一些属性，如Location、Orientation、EdgeColor、TextColor、String等。

例：

x = -pi:pi/20:pi;plot(x,cos(x),'-ro',x,sin(x),'-.b')h = legend('余弦函数','正弦函数','Location','NorthWest');set(h,'edgecolor','r')

• MATLAB图像特殊字符

  \alpha - α
  \beta - β
  \gamma - γ
  \zeta - ζ
  \epsilon - ε
  \theta - θ
  \lambda - λ
  \mu - μ
  \phi - ψ
  …

3.三维曲线

3.1 三维曲线绘图函数

• plot3(x,y,z)
• plot3(x,y,z,s）
• plot3(...,'Property1',val1,...)
• h = plot3(...)

例：

螺旋线：t = 0:pi/50:10*pi;plot3(sin(t),cos(t),t)

2.图像标注
类似于二维图形：

• zlabel z坐标
• title 标题
• text 添加文本
• legend 图例
• axis 坐标
• grid 网格
• hold 图形保持

例：

t = 0:pi/50:10*pi;plot3(sin(t),cos(t),t)zlabel('z轴','fontsize',15,'fontweight','bold','fontangle','italic')title('三维螺旋线')text(0,1,0,'\leftarrow 起点')legend('螺旋线')grid onaxis square

4.三维曲面

曲面绘制过程：首先需要把曲面所在区域网格化，再求出函数在这些网格点上的值，最后通过一定方式连接起来绘制曲面。

• 网格化函数：meshgrid

  • [X,Y] = meshgrid(x,y) 把向量x,y圈定的区域，转换成矩阵X,Y，其中X的行由x复制而成，Y的列由y复制而成。
  • [X,Y] = meshgrid(x) 等同于meshgrid(x,x)
  • [X,Y,Z] = meshgrid(x,y,z) 生成三维数组

• 曲面绘制函数：mesh、surf

4.1 三维网格图
函数：mesh、meshc、meshz

mesh:

• mesh(X,Y,Z)
• mesh(Z)
• mesh(...,C)
• mesh(...,'Property1',val1,...)
• mesh(handle,...)
• h = mesh(...)

例:

[X,Y] = meshgrid(-3:0.125:3);Z = peaks(X,Y);mesh(X,Y,Z);axis([-3 3 -3 3 -10 10]);

4.2 三维表面图

函数：surf、surfc(同时在下面绘制等高线)、surfl(有光照效果)

surf:

• surf(X,Y,Z)
• surf(Z)
• surf(...,C)
• surf(...,'Property1',val1,...)
• surf(handle,...)
• h = surf(...)

色彩的平滑：

• shading flat 去掉块之间的格线，平滑表面图
• shading inerp 去掉格线，平滑表面颜色
• shading faceted 默认，加格线

例：

[X,Y] = meshgrid(-3:0.125:3);Z = peaks(X,Y);mesh(X,Y,Z);  %图形效果均由此函数呈现axis([-3 3 -3 3 -10 10]);shading interp

4.3 其他

• colormap 色彩
• view 视角
• light 光源

5.其它图形

• bar 条形图
• stem 杆形图
• stairs 阶梯图
• pie 扇形图
• contour 等高线
• fill 填充图
• cylinder 柱形图
• sphere 球面图
• ellipsoid 椭球面图
• 其它