MATLAB中绘图命令介绍.doc
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MATLAB中绘图命令介绍.doc
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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);
rose(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')
hiddenoff
subplot(2,1,2)
mesh(z);
title('消隐后的网图')
hiddenon
colormap([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
x=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')
(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:
10
axis([01-11])
plot(a(i),b(i),'*')
pause(0.3);
holdon
end
有meshc(),meshz(),surfc(),surfl(),contourf(),waterfall()等。
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