【转载】MATLB绘图
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作為一個功能強大的工具軟件,Matlab具有很強的圖形處理功能,提供了大量的二維、三維圖形函數。由于系統采用面向對象的技術和豐富的矩陣運算,所以在圖形處理方面方便又高效。
一般來說,一個命令行輸入一條命令,命令行以回車結束。但一個命令行也可以輸入若干條命令,各命令之間以逗號分隔,若前一命令后帶有分號,則逗號可以省略。
如果一個命令行很長,一個物理行之內寫不下,可以在第一個物理行之后加上3個小黑點并按下回車鍵,然后接著下一個物理行繼續寫命令的其他部分。3個小黑點稱為續行符,即把下面的物理行看作該行的邏輯繼續。
二維圖形
一、 plot函數
① 函數格式:plot(x,y)? 其中x和y為長度相同?
??????????????????? 坐標向量
???? 函數功能:以向量x、y為軸,繪制曲線。
【例】 在區間0≤X≤2?內,繪制正弦曲線y=sin(x)
其程序為:
1 x=0:pi/100:2*pi; %必須加上分號,否則x直接顯示出來啦 2 y=sin(x); %必須加上分號,否則x直接顯示出來啦 3 plot(x,y)【例】在0≤x≤2?區間內,繪制曲線 ??????????????????? y=2e-0.5xcos(4πx)
程序如下:
1 x=0:pi/100:2*pi; 2 y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x); 3 plot(x,y)plot函數最簡單的調用格式是只包含一個輸入參數:
plot(x)
???? 在這種情況下,當x是實向量時,以該向量元素的下標為橫坐標,元素值為縱坐標畫出一條連續曲線,這實際上是繪制折線圖。
②? 含多個輸入參數的plot函數調用格式為: plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)
Ⅰ.當輸入參數都為向量時,x1和y1,x2和y2,…,xn和yn分別組成一組向量對,每一組向量對的長度可以不同。每一向量對可以繪制出一條曲線,這樣可以在同一坐標內繪制出多條曲線。
???? Ⅱ.當輸入參數有矩陣形式時,配對的x,y按對應列元素為橫、縱坐標分別繪制曲線,曲線條數等于矩陣的列數。
【例】同時繪制正、余弦兩條曲線y1=sin(x)和y2=cos(x),其程序為:
1 x=0:pi/100:2*pi; 2 y1=sin(x); 3 y2=cos(x); 4 plot(x,y1,x,y2)或者
1 x=[0:0.5:360]*pi/180; 2 3 plot(x,sin(x),x,cos(x))中間變量繪圖
1 t=0:0.1:2*pi; 2 x=t.*sin(3*t); %.*表示點乘,*表示矩陣乘法 3 y=t.*sin(t).*sin(t); 4 plot(x,y);【例】 分析下列程序繪制的曲線。
1 x1=linspace(0,2*pi,100); 2 x2=linspace(0,3*pi,100); 3 x3=linspace(0,4*pi,100); 4 y1=sin(x1); 5 y2=1+sin(x2); 6 y3=2+sin(x3); 7 x=[x1;x2;x3]'; 8 y=[y1;y2;y3]'; 9 plot(x,y,x1,y1-1)③? 具有兩個縱坐標標度的圖形
?????????? 在MATLAB中,如果需要繪制出具有不同縱坐標標度的兩個圖形,可以使用plotyy繪圖函數。調用格式為:
plotyy(x1,y1,x2,y2)
?????????? 其中x1,y1對應一條曲線,x2,y2對應另一條曲線。橫坐標的標度相同,縱坐標有兩個,左縱坐標用于x1,y1數據對,右縱坐標用于x2,y2數據對。
【例】用不同標度在同一坐標內繪制曲線y1=0.2e-0.5xcos(4πx) 和y2=2e - 0.5xcos(πx)
④? 圖形保持
????? hold on/off命令控制是保持原有圖形還是刷新原有圖形,不帶參數的hold命令在兩種狀態之間進行切換。
hold on:啟動圖形保持功能,當前坐標軸和圖形都將保持,此后繪制的圖形都將添加在這個圖形之上,并且自動調整坐標軸的范圍。
hold off:關閉圖形保持功能。
hold :在hold on 和hold off命令之間進行切換。
【例】采用圖形保持,在同一坐標內繪制曲線y1=0.2e-0.5xcos(4πx) 和y2=2e-0.5xcos(πx)。
程序如下:
1 x=0:pi/100:2*pi; 2 y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x); 3 plot(x,y1) 4 hold on 5 y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x); 6 plot(x,y2); 7 hold off二、設置曲線樣式格式:
??????? MATLAB提供了一些繪圖選項,用于確定所繪曲線的線型、顏色和數據點標記符號,它們可以組合使用。例如,“b-.”表示藍色點劃線,“y:d”表示黃色虛線并用菱形符標記數據點。當選項省略時,MATLAB規定,線型一律用實線,顏色將根據曲線的先后順序依次。
調用格式為:plot(x1,y1,選項1,x2,y2,選項2,…,xn,yn,選項n)
??????? 要設置曲線樣式可以在plot函數中加繪圖選項,其調用格式為:
plot(x,y1,’cs’,...)
其中c表示顏色, s表示線型。
【例】 用不同線型和顏色重新繪制例2圖形,其程序為:
1 x=0:pi/100:2*pi; 2 y1=sin(x); 3 y2=cos(x); 4 plot(x,y1,'go',x,y2,'b-.')其中參數'go'和'b-.'表示圖形的顏色和線型。g表示綠色,o表示圖形線型為圓圈;b表示藍色,-.表示圖形線型為點劃線。
【例】在同一坐標內,分別用不同線型和顏色繪制曲線y1=0.2e-0.5xcos(4πx) 和y2=2e-0.5xcos(πx),標記兩曲線交叉點。
1 x=linspace(0,2*pi,1000); 2 y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x); 3 y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x); 4 k=find(abs(y1-y2)<1e-2); %查找y1與y2相等點(近似相等)的下標 5 x1=x(k); %取y1與y2相等點的x坐標 6 y3=0.2*exp(-0.5*x1).*cos(4*pi*x1); %求y1與y2值相等點的y坐標 7 plot(x,y1,x,y2,'k:',x1,y3,'bp');三、圖形標記
在繪制圖形的同時,可以對圖形加上一些說明,如圖形名稱、圖形某一部分的含義、坐標說明等,將這些操作稱為添加圖形標記。
title(‘加圖形標題’);當前軸的正上方居
?????????????????? 中位置處輸出文本作為標題????
xlabel('加X軸標記');?????
ylabel('加Y軸標記');???????
text(X,Y,'添加文本');
函數中的說明文字,除使用標準的ASCII字符外,還可使用LaTeX格式的控制字符,這樣就可以在圖形上添加希臘字母、數學符號及公式等內容。例如,text(0.3,0.5,‘sin({\omega}t+{\beta})’)將得到標注效果sin(ωt+β)。
1 x=0:pi/100:2*pi; 2 y1=sin(x); 3 y2=cos(x); 4 plot(x,y1,'b*',x,y2,'r>'); 5 title('繪制正弦,余弦函數'); % title(date); 6 xlabel('橫軸'); 7 ylabel('縱軸'); 8 text(2,1,'正弦曲線'); 9 text(1,0.6,'余弦曲線');【例】 在坐標范圍0≤X≤2π,-2≤Y≤2內重新繪制正弦曲線,其程序為:
1 x=linspace(0,2*pi,60);%生成含有60個數據元素的向量X 2 y=sin(x); 3 plot(x,y); 4 axis ([0 2*pi -2 2]);四、坐標控制
axis函數的調用格式為:
axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax])
axis函數功能豐富,常用的格式還有:
axis equal:縱、橫坐標軸采用等長刻度。
axis square:產生正方形坐標系(缺省為矩形)。
axis auto:使用缺省設置。
axis off:取消坐標軸。
axis on:顯示坐標軸。
給坐標加網格線用grid命令來控制。grid on/off命令控制是畫還是不畫網格線,不帶參數的grid命令在兩種狀態之間進行切換。
?????? 給坐標加邊框用box命令來控制。box on/off命令控制是加還是不加邊框線,不帶參數的box命令在兩種狀態之間進行切換。
五、加圖例
給圖形加圖例命令為legend。該命令把圖例放置在圖形空白處,用戶還可以通過鼠標移動圖例,將其放到希望的位置。
格式:legend('圖例說明','圖例說明');
【例】 為正弦、余弦曲線增加圖例,其程序為:
1 x=0:pi/100:2*pi; 2 y1=sin(x); 3 y2=cos(x); 4 plot(x,y1,x,y2, '--'); 5 legend('sin(x)','cos(x)');六、對函數自適應采樣的繪圖函數
??????? fplot函數則可自適應地對函數進行采樣,能更好地反應函數的變化規律。
???????? fplot函數的調用格式為:???
fplot(fname,lims,tol,選項)
??????? 其中fname為函數名,以字符串形式出現,lims為x,y的取值范圍,tol為相對允許誤差,其系統默認值為2e-3。選項定義與plot函數相同。
【例】用fplot函數繪制f(x)=cos(tan(πx))的曲線。
命令如下:
1 fplot('cos(tan(pi*x))',[ 0,1],1e-4)或可先建立函數文件fct.m,其內容為:
1 function y=fct(x) 2 y=cos(tan(pi*x));用fplot函數調用fct.m函數,其命令為:
1 fplot(‘fct’,[0 1])七.極坐標圖
polar函數用來繪制極坐標圖,其調用格式為:
polar(theta,rho,選項)
其中theta為極坐標極角,rho為極坐標矢徑,選項的內容與plot函數相似。
例? 繪制r=sin(t)cos(t)的極坐標圖,并標記數據點。
程序如下:
八.?圖形標記
title(‘加圖形標題');??????
xlabel('加X軸標記');?????
ylabel('加Y軸標記');???????
text(X,Y,'添加文本');?
Legend(‘sin(x)’);%加圖例
?
繪制三維螺旋曲線
1 t=0:pi/50:10*pi; 2 x=sin(t),y=cos(t); 3 plot3(x,y,t); 4 title('helix'),text(0,0,0,'origin'); 5 xlabel('sin(t)'),ylabel('cos(t)'),zlabel('t'); 6 grid on;%加上虛線網格線可以更好的看到對應區間的值?
九.繪制三維網格圖。函數格式:mesh(x,y,z,c)
其中:x,y控制X和Y軸坐標
?????? 矩陣z是由(x,y)求得Z軸坐標
?????? (x,y,z)組成三維空間的網格點
?????? c用于控制網格點顏色
十.surf函數
繪制三維曲面圖,各線條之間的補面用顏色填充。surf函數和mesh函數的調用格式一致。
函數格式: surf (x,y,z)
其中x,y控制X和Y軸坐標,矩陣z是由x,y求得的曲面上Z軸坐標。
?
1 %剔透玲瓏球 2 [X0,Y0,Z0]=sphere(30); %產生單位球面的三維坐標 3 X=2*X0;Y=2*Y0;Z=2*Z0; %產生半徑為2的球面的三維坐標,若加上常數則是圓心 4 surf(X0,Y0,Z0); %畫單位球面 5 shading interp %采用插補明暗處理 6 hold on; mesh(X,Y,Z);hold off %畫外球面 7 hidden off %產生透視效果 8 axis off %不顯示坐標軸 1 %衛星返回地球的運動軌線示意。2 R0=1; %以地球半徑為一個單位3 a=12*R0;b=9*R0;T0=2*pi; %T0是軌道周期4 T=5*T0;dt=pi/100;t=[0:dt:T]';f=sqrt(a^2-b^2); %地球與另一焦點的距離5 th=12.5*pi/180; %衛星軌道與x-y平面的傾角6 E=exp(-t/20); %軌道收縮率7 x=E.*(a*cos(t)-f);y=E.*(b*cos(th)*sin(t));z=E.*(b*sin(th)*sin(t));8 plot3(x,y,z,'g') %畫全程軌線9 [X,Y,Z]=sphere(30);X=R0*X;Y=R0*Y;Z=R0*Z; %獲得單位球坐標 10 grid on,hold on,surf(X,Y,Z),shading interp %畫地球 11 x1=-18*R0;x2=6*R0;y1=-12*R0;y2=12*R0;z1=-6*R0;z2=6*R0; 12 axis([x1 x2 y1 y2 z1 z2]) %確定坐標范圍 13 view([117 37]),comet3(x,y,z,0.02),hold off %設視角、畫運動軌線十一.等高線圖
1 %多峰函數peaks的等高線圖 2 [x,y,z]=peaks(30);%產生一個凹凸有致的曲面,包含了三個局部極大點及三個局部極小點 3 contour3(x,y,z,16); 4 xlabel('x-axis'),ylabel('y-axis'),zlabel('z-axis'); 5 title('contour3 of peaks')十二.動畫設計
1 %動畫功能函數:getframe、moviein和movie 2 %播放一個不斷變化的眼球程序。 3 m=moviein(20); %建立一個20個列向量組成的矩陣 4 for j=1:20 5 plot(fft(eye(j+10))) %繪制出每一幅眼球圖并保存到m矩陣中 6 m(:,j)=getframe; 7 end 8 movie(m,10);%以每秒10幅的速度播放畫面轉載于:https://www.cnblogs.com/dyl-HelloWorld/p/6006870.html
總結
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