Matlab 第二讲 二维绘图

西华大学XIHUAUNIVERSITY交通与汽车工程学院第二讲Matlab图形基础（二维）专业软件应用课程名称西华大学XIHUAUNIVERSITY交通与汽车工程学院Matlab图形基础（二维）2-D绘图图形标注保存和输出图形数据插值和曲线拟合——matlab语言丰富的图形表现方法，使得数学计算结果可以方便地、多样性地实现了可视化，这是其它语言所不能比拟的。Matlab图形基础（二维）Matlab语言的绘图功能•不仅能绘制几乎所有的标准图形，而且其表现形式也是丰富多样的。•Matlab语言不仅具有高层绘图能力，而且还具有底层绘图能力——句柄绘图方法。•在面向对象的图形设计基础上，使得用户可以用来开发各专业的专用图形。二维绘图（一）plot——最基本的二维图形指令plot的功能：•plot命令自动打开一个图形窗口Figure1•用直线连接相邻两数据点来绘制图形•根据图形坐标大小自动缩扩坐标轴，将数据标尺及单位标注自动加到两个坐标轴上，可自定坐标轴，可把x,y轴用对数坐标表示。•如果已经存在一个图形窗口，plot命令则清除当前图形，绘制新图形•可单窗口单曲线绘图；可单窗口多曲线绘图；可单窗口多曲线分图绘图；可多窗口绘图•可任意设定曲线颜色和线型•可给图形加坐标网线和图形加注功能plot的调用格式•plot(x)——缺省自变量绘图格式，x为向量,以x元素值为纵坐标，以相应元素下标为横坐标绘图•plot(x,y)——基本格式，以y(x)的函数关系作出直角坐标图，如果y为n×m的矩阵，则以x为自变量，作出m条曲线•plot(x1,y1,x2,y2)——多条曲线绘图格式•plot(x,y,’s’)——开关格式，开关量字符串s设定曲线颜色和线型，使用颜色字符串的前1~3个字母，如yellow—yel表示等。或plot(x1,y1,’s1’,x2,y2,’s2’，…)S的标准设定值如下：字母颜色标点线型y黄色·点线m粉红○圈线c亮蓝××线r大红＋＋字线g绿色－实线b蓝色星形线w白色：虚线k黑色－·(--)点划线1.单窗口单曲线绘图例1：x=[0,0.48,0.84,1,0.91,0.6,0.14][x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,]plot(x,’-*’)123456700.10.20.30.40.50.60.70.80.9101234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.812.单窗口多曲线绘图例2：t=0:pi/100:2*pi;y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);plot(t,y,t,y1,t,y2)yy1y2例3：y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);y3=cos(t);y4=cos(t+0.25);y5=cos(t+0.5);plot(t,[y',y1',y2',y3',y4',y5'])01234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81y3=cos(t);y4=cos(t+0.25);y5=cos(t+0.5);plot(t,y3);holdon;plot(t,y4);plot(t,y5);01234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81x=peaks;plot(x)x=1:length(peaks);y=peaks;plot(x,y)05101520253035404550-8-6-4-202468103.单窗口多曲线分图绘图subplot——子图分割命令调用格式：subplot(m,n,p)——按从左至右，从上至下排列行列绘图序号t=0:0.1:10;y=sin(t);y2=cos(t);y3=sin(2*t);subplot(1,3,1);plot(t,y);subplot(1,3,2);plot(t,y2);subplot(1,3,3);plot(t,y3);0510-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.810510-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.810510-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81012345678910-101012345678910-101012345678910-101subplot(3,1,1);plot(t,y);subplot(3,1,2);plot(t,y3);subplot(3,1,3);plot(t,y2);subplot(2,2,1:2);plot(t,y);subplot(2,2,3);plot(t,y2);subplot(2,2,4);plot(t,y3);012345678910-1-0.500.510510-1-0.500.510510-1-0.500.514.多窗口绘图figure(n)——创建窗口函数，n为窗口顺序号。t=0:pi/100:2*pi;y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5);plot(t,y)——自动出现第一个窗口figure(2)plot(t,y1)——在第二窗口绘图figure(3)plot(t,y2)——在第三窗口绘图01234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8101234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8101234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81西华大学XIHUAUNIVERSITY交通与汽车工程学院Matlab图形基础（二维）2-D绘图图形标注保存和输出图形数据插值和曲线拟合1.可任意设置颜色与线型例：plot(t,y,'r-',t,y1,'g:',t,y2,'b*')01234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.812.图形加注功能将标题、坐标轴标记、网格线及文字注释加注到图形上，这些函数为：title——给图形加标题xlable——给x轴加标注ylable——给y轴加标注text——在图形指定位置加标注gtext——将标注加到图形任意位置gridon(off)——打开、关闭坐标网格线legend——添加图例axis——控制坐标轴的刻度例：t=0:0.1:10y1=sin(t);y2=cos(t);plot(t,y1,'r',t,y2,'b--');x=[1.7*pi;1.6*pi];y=[-0.3;0.8];s=['sin(t)';'cos(t)'];text(x,y,s);title('正弦和余弦曲线');legend('正弦','余弦')xlabel('时间t'),ylabel('正弦、余弦')gridaxissquare0246810-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81sin(t)cos(t)正弦和余弦曲线时间t正弦、余弦正弦余弦axis的用法还有：axis([xminxmaxyminymax])——用行向量中给出的值设定坐标轴的最大和最小值。如axis([-2205])axis(equal)——将两坐标轴设为相等axison(off)——显示和关闭坐标轴的标记、标志axisauto——将坐标轴设置返回自动缺省值3.特殊二维绘图函数bar––––绘制直方图polar––––绘制极坐标图hist––––绘制统计直方图stairs––––绘制阶梯图stem––––绘制火柴杆图rose––––绘制统计扇形图comet––––绘制彗星曲线errorbar––––绘制误差棒图compass––––复数向量图(罗盘图)feather––––复数向量投影图(羽毛图)quiver––––向量场图area––––区域图pie––––饼图convhull––––凸壳图scatter––––离散点图例，绘制阶梯曲线x=0:pi/20:2*pi;y=sin(x);stairs(x,y)01234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81例：阶梯绘图h2=[11;1-1];h4=[h2h2;h2-h2];h8=[h4h4;h4-h4];t=1:8;subplot(8,1,1);stairs(t,h8(1,:));axis('off')subplot(8,1,2);stairs(t,h8(2,:));axis('off')subplot(8,1,3);stairs(t,h8(3,:));axis('off')subplot(8,1,4);stairs(t,h8(4,:));axis('off')subplot(8,1,5);stairs(t,h8(5,:));axis('off')subplot(8,1,6);stairs(t,h8(6,:));axis('off')subplot(8,1,7);stairs(t,h8(7,:));axis('off')subplot(8,1,8);stairs(t,h8(8,:));axis('off')h2=[11;1-1];h4=[h2h2;h2-h2];h8=[h4h4;h4-h4];t=1:8;fori=1:8subplot(8,1,i);stairs(t,h8(i,:))axis('off')end例：绘制极坐标绘图t=0:2*pi/90:2*pi;y=cos(4*t);polar(t,y)0.20.40.60.813021060240902701203001503301800例：绘制火柴杆绘图t=0:0.2:2*pi;y=cos(t);stem(y)05101520253035-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81例：绘制直方图t=0:0.2:2*pi;y=cos(t);bar(y)05101520253035-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81x=magic(6);area(x)11.522.533.544.555.56020406080100120x=[1234567];y=[0001000];pie(x,y)4%7%11%14%18%21%25%pie(x,y,{'North','South','East','West','middle','fa','white'})NorthSouthEastWestmiddlefawhiteloadseamount;scatter(x,y,50,z)210.8210.9211211.1211.2211.3211.4211.5211.6211.7211.8-48.45-48.4-48.35-48.3-48.25-48.2-48.15-48.1-48.05-48-47.95西华大学XIHUAUNIVERSITY交通与汽车工程学院Matlab图形基础（二维）2-D绘图图形标注保存和输出图形数据插值和曲线拟合西华大学XIHUAUNIVERSITY交通与汽车工程学院Matlab图形基础（二维）2-D绘图图形标注保存和输出图形数据插值和曲线拟合拟合与插值1.多项式拟合x0=0:0.1:1;y0=[-.4471.9783.115.255.024.664.014.583.455.359.22];p=polyfit(x0,y0,3)p=56.6915-87.117440.0070-0.9043xx=0:0.01:1;yy=polyval(p,xx);plot(xx,yy,'-b',x0,y0,'or')2.插值•插值的定义——是对某些集合给定的数据点之间函数的估值方法。•当不能很快地求出所需中间点的函数时，插值是一个非常有价值的工具。•Matlab提供了一维、二维、三次样条等许多插值选择interp1——interp2——interp3——spline——利用已知点确定未知点粗糙——精确集合大的——简化的插值和拟合函数例：•x=0:10;•y=sin(x);•x0=[3.44.76.58.2];•y0=inter