MATLAB中绘图命令介绍

MATLAB中绘图命令介绍本节将介绍MATLAB基本xy平面及xyz空间的各项绘图命令，包含一维曲线及二维曲面的绘制。plot是绘制一维曲线的基本函数，但在使用此函数之前，我们需先定义曲线上每一点的x及y座标。下例可画出一条正弦曲线：closeall;x=linspace(0,2*pi,100);%100个点的x坐标y=sin(x);%对应的y坐标plot(x,y);小整理：MATLAB基本绘图函数plot:x轴和y轴均为线性刻度（Linearscale）loglog:x轴和y轴均为对数刻度（Logarithmicscale）semilogx:x轴为对数刻度，y轴为线性刻度semilogy:x轴为线性刻度，y轴为对数刻度若要画出多条曲线，只需将座标对依次放入plot函数即可：holdon保持当前图形，以便继续画图到当前坐标窗口holdoff释放当前图形窗口title（’图形名称’）（都放在单引号内）xlabel（’x轴说明’）ylabel（’y轴说明’）text（x，y，’图形说明’）legend（’图例1’，’图例2’，…）plot(x,sin(x),x,cos(x));若要改变颜色，在座标对後面加上相关字串即可：plot(x,sin(x),'c',x,cos(x),'g');若要同时改变颜色及图线型态，也是在座标对後面加上相关字串即可：plot(x,sin(x),'co',x,cos(x),'g*');小整理：plot绘图函数的叁数字元、颜色元、图线型态，y黄色.点k黑色o圆w白色xxb蓝色++g绿色**r红色-实线c亮青色:点线m锰紫色-.点虚线--虚线plot3三维曲线作图图形完成后，我们可用axis([xmin,xmax,ymin,ymax])函数来调整图轴的范围：axis([0,6,-1.2,1.2]);axis函数的功能丰富，其常用的用法有：axisequal：纵横坐标轴采用等长刻度axissquare：产生正方形坐标系（默认为矩形）axisauto：使用默认设置axisoff：取消坐标轴axison：显示坐标轴此外，MATLAB也可对图形加上各种注解与处理：xlabel('InputValue');%x轴注解ylabel('FunctionValue');%y轴注解title('TwoTrigonometricFunctions');%图形标题legend('y=sin(x)','y=cos(x)');%图形注解gridon;%显示格线我们可用subplot来同时画出数个小图形於同一个视窗之中：subplot(2,2,1);plot(x,sin(x));subplot(2,2,2);plot(x,cos(x));subplot(2,2,3);plot(x,sinh(x));subplot(2,2,4);plot(x,cosh(x));MATLAB还有其他各种二维绘图函数，以适合不同的应用，详见下表。小整理：其他各种二维绘图函数bar长条图errorbar图形加上误差范围fplot较精确的函数图形polar极座标图hist累计图rose极座标累计图stairs阶梯图stem针状图fill实心图feather羽毛图compass罗盘图quiver向量场图pie，pie3饼图技巧：对于变化剧烈的函数，可用fplot来进行较精确的绘图对符号函数作图可用ezplot以下我们针对每个函数举例。当资料点数量不多时，长条图是很适合的表示方式：closeall;%关闭所有的图形视窗x=1:10;y=rand(size(x));bar(x,y);如果已知资料的误差量，就可用errorbar来表示。下例以单位标准差来做资的误差量：x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);e=std(y)*ones(size(x));errorbar(x,y,e)对于变化剧烈的函数，可用fplot来进行较精确的绘图，会对剧烈变化处进行较密集的取样，如下例：fplot('sin(1/x)',[0.020.2]);%[0.020.2]是绘图范围若要产生极座标图形，可用polar：theta=linspace(0,2*pi);r=cos(4*theta);polar(theta,r);对於大量的资料，我们可用hist来显示资料的分情况和统计特性。下面几个命令可用来验证randn产生的高斯乱数分：x=randn(5000,1);%产生5000个m=0，s=1的高斯乱数hist(x,20);%20代表长条的个数rose和hist很接近，只不过是将资料大小视为角度，资料个数视为距离，并用极座标绘制表示：x=randn(1000,1);0510152025-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81rose(x);stairs可画出阶梯图：x=linspace(0,10,50);y=sin(x).*exp(-x/3);stairs(x,y);stems可产生针状图，常被用来绘制数位讯号：x=linspace(0,10,50);y=sin(x).*exp(-x/3);stem(x,y);stairs将资料点视为多边行顶点，并将此多边行涂上颜色：x=linspace(0,10,50);y=sin(x).*exp(-x/3);fill(x,y,'b');%'b'为蓝色feather将每一个资料点视复数，并以箭号画出：theta=linspace(0,2*pi,20);z=cos(theta)+i*sin(theta);feather(z);compass和feather很接近，只是每个箭号的起点都在圆点：theta=linspace(0,2*pi,20);z=cos(theta)+i*sin(theta);compass(z);1.消隐处理例.比较网图消隐前后的图形z=peaks(50);subplot(2,1,1);mesh(z);title('消隐前的网图')hiddenoffsubplot(2,1,2)mesh(z);title('消隐后的网图')hiddenoncolormap([001])2.裁剪处理利用不定数NaN的特点,可以对网图进行裁剪处理例.图形裁剪处理P=peaks(30);subplot(2,1,1);mesh(P);title('裁剪前的网图')subplot(2,1,2);P(20:23,9:15)=NaN*ones(4,7);%剪孔meshz(P)%垂帘网线图title('裁剪后的网图')colormap([001])%蓝色网线注意裁剪时矩阵的对应关系,即大小一定要相同.3.三维旋转体的绘制为了一些专业用户可以更方便地绘制出三维旋转体,MATLAB专门提供了2个函数:柱面函数cylinder和球面函数sphere(1)柱面图柱面图绘制由函数cylinder实现.[X,Y,Z]=cylinder(R,N)此函数以母线向量R生成单位柱面.母线向量R是在单位高度里等分刻度上定义的半径向量.N为旋转圆周上的分格线的条数.可以用surf(X,Y,Z)来表示此柱面.[X,Y,Z]=cylinder(R)或[X,Y,Z]=cylinder此形式为默认N=20且R=[11]例.柱面函数演示举例00.20.40.60.81-2-1012-2-1012zyxx=0:pi/20:pi*3;r=5+cos(x);[a,b,c]=cylinder(r,30);mesh(a,b,c)例.旋转柱面图.t=0:pi/12:3*pi;r=abs(exp(-0.25*t).*sin(t));[a,b,c]=cylinder(r,30);mesh(a,b,c)colormap([100])椭球y=-1:0.1:1;x=2*cos(asin(y));%旋转曲面的母线[X,Y,Z]=cylinder(x,20);%形成旋转曲面surf(Z,Y,X);%画曲面xlabel('z')ylabel('y')zlabel('x')-1-0.500.51-1-0.500.51-1-0.500.51-1-0.500.51-505-2-1012(2).球面图球面图绘制由函数sphere来实现[X,Y,Z]=sphere(N)此函数生成3个(N+1)*(N+1)的矩阵,利用函数surf(X,Y,Z)可产生单位球面.[X,Y,Z]=sphere此形式使用了默认值N=20.Sphere(N)只是绘制了球面图而不返回任何值.例.绘制地球表面的气温分布示意图.[a,b,c]=sphere(40);surf(a,b,c);axis('equal')%此两句控制坐标轴的大小相同.axis('square')colormap('hot')椭球[a,b,c]=sphere(40);surf(c,5*b,2*a);colormap('cool')简单动画a=rand(1,10);b=sin(a);fori=1:10axis([01-11])plot(a(i),b(i),'*')pause(0.3);holdonend有meshc(),meshz(),surfc(),surfl(),contourf(),waterfall()等。