中国矿业大学 实验六MATLAB数据可视化.docx
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中国矿业大学实验六MATLAB数据可视化
实验六MATLAB数据可视化
一、实验目的
掌握MATLAB二维、三维图形绘制,掌握图形属性的设置和图形修饰;掌握图像文件的读取和显示。
二、实验内容
(1)二维图形绘制。
(2)三维曲线和三维曲面绘制。
三、实验步骤
1.二维图形绘制
(1)二维图形绘制主要使用函数plot。
>>clearall;
>>x=linspace(0,2*pi,100);
>>y1=sin(x);
>>plot(x,y)
>>holdon
>>y2=cos(x)
>>plot(x,y)
>>holdoff
注:
holdon用于保持图形窗口中原有的图形,holdoff解除保持。
(2)函数plot的参数也可以是矩阵。
>>closeall
>>x=linspace(0,2*pi,100);
>>y1=sin(x);
>>y2=cos(x);
>>A=[y1;y2]';
>>B=[x;x]'
>>plot(B,A)
(3)选用绘图线形和颜色。
>>closeall
>>plot(x,y1,'g+',x,y2,'r:
')
>>gridon
(4)添加文字标注。
>>title('正弦曲线和余弦曲线')
>>ylabel('幅度')
>>xlabel('时间')
>>legend('sin(x)','cos(x)')
>>gtext('\leftarrowsinx')
(5)修改坐标轴范围。
>>axisequal
>>axisnormal
>>axis([0pi01.5])
程序如下:
x=linspace(0,2*pi,100);
y1=sin(x);
y2=cos(x);
A=[y1;y2]';
B=[x;x]'
plot(B,A)
plot(x,y1,'g+',x,y2,'r:
')
axisequal
axisnormal
axis([0pi01.5])
gridon
title('正弦曲线和余弦曲线')
ylabel('幅度')
xlabel('时间')
legend('sin(x)','cos(x)')
gtext('\leftarrowsinx')
(6)子图和特殊图形绘制。
>>subplot(2,2,1)
>>t1=0:
0.1:
3;
>>y1=exp(-t1);
>>bar(t1,y1);
>>subplot(2,2,2)
>>t2=0:
0.2:
2*pi;
>>y2=sin(t2);
>>stem(t2,y2);
>>subplot(2,2,3)
>>t3=0:
0.1:
3;
>>y3=t3.^2+1;
>>stairs(t3,y3);
>>subplot(2,2,4)
>>t4=0:
.01:
2*pi;
>>y4=abs(cos(2*t4));
>>polar(t4,y4);
提示:
二维图形绘制按照以下的步骤进行
(1)产生曲线的数据;
(2)选择合适的线形、标记、颜色(正弦曲线为红色,余弦曲线为紫色);
(3)添加图例及文字说明信息;
(4)添加坐标轴说明与图标题。
2.三维曲线和三维曲面绘制
(1)三维曲线绘制使用plot3函数。
绘制一条空间螺旋线:
>>z=0:
0.1:
6*pi;
>>x=cos(z);
>>y=sin(z);
>>plot3(x,y,z);
(2)三维曲面图的绘制:
MATLAB绘制网线图和网面图的函数分别是mesh()和surf(),
其具体操作步骤是:
①用函数meshgrid()生成平面网格点矩阵[X,Y];
②由[X,Y]计算函数数值矩阵Z;
③用mesh()绘制网线图,用surf()绘制网面图。
绘制椭圆抛物面:
>>clearall,closeall;
>>x=-4:
0.2:
4;
>>y=x;
>>[X,Y]=meshgrid(x,y);
>>Z=X.^2/9+Y.^2/9;
>>mesh(X,Y,Z);
>>title('椭圆抛物面网线图')
>>figure
(2)
>>surf(X,Y,Z);
>>title('椭圆抛物面网面图')
绘制阔边帽面:
>>clearall,closeall;
>>x=-7.5:
0.5:
7.5;
>>y=x;
>>[X,Y]=meshgrid(x,y);
>>R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps;%避开零点,以免零做除数
>>Z=sin(R)./R;
>>mesh(X,Y,Z);
>>title('阔边帽面网线图')
>>figure
(2)
>>surf(X,Y,Z);
>>title('阔边帽面网面图')
练习:
考虑以下问题:
设
求定义域x=[-2,2],y=[-2,2]内的z值(网格取0.1)。
请把z的值用网线图形象地表示出来。
三、实验体会
plot(x,y)其中x和y为长度相同的向量,分别用于存储x坐标和y坐标数据。
subplot(m,n,p)函数为分割图形窗口的函数,可以在一个窗口中绘制多幅图形,已达到对比、节省空间的目的。
可以用mesh(x,y,z)、surf(x,y,z)函数绘制三维曲面。
MATLAB定义的NaN常数可以用于表示那些不可使用的数据,利用这种特性,可以将图形中需要裁剪部分对应的函数值设置成NaN。
总之,通过这次实验,我学会了运用matlab绘制各种图形。
能更直观的、确切的了解函数的含义,为以后学习打下了良好的基础。
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