第4章MATLAB计算的可视化

pos取值 图例位置
0 自动取最 佳位置
1 右上角(默 认)
2
3
4 右下角
-1 图右侧
左上角 左下角
(4) 添加文字注释 语法： text(xt,yt,s)
%在图形的(xt,yt)坐标处书写文字注释
【例4.10】在图形窗口中添加文字注释。
x=0:0.1:2*pi; plot(x,sin(x)) hold on plot(x,cos(x),'ro') title('y1=sin(x),y2=cos(x)') %添加标题 xlabel('x') %添加横坐标名 legend('sin(x)','cos(x)',4) %在右下角添加图例 text(pi,sin(pi),‘x=\pi’) %在pi,sin(pi)处添 加文字注释
axis off axis on axis ij axis xy
取消轴背景 使用轴背景
axis image
axis normal 默认矩形坐标系 产生正方形坐标系 把数据范围直接设为坐 标范围
矩阵式坐标，原点在左 axis square 上方 普通直角坐标，原点在 axis tight 左下方
2. 分格线和坐标框 (1) 使用grid命令显示分格线 语法： grid on %显示分格线 grid off %不显示分格线 grid %在以上两个命令间切换 说明：不显示分格线是MATLAB的默认设置。分格线的疏 密取决于坐标刻度，如果要改变分格线的疏密，必须 先定义坐标刻度。 (2) 使用box命令显示坐标框 语法： box on %使当前坐标框呈封闭形式 box off %使当前坐标框呈开启形式 box %在以上两个命令间切换 说明：在默认情况下，所画的坐标框呈封闭形式。
【例4.8】用不同线段类型、颜色和数据点形画 出sinx和cosx曲线，如图4.8所示。 x=0:0.1:2*pi; plot(x,sin(x),'r-.') %用红色点划 线画出曲线 hold on plot(x,cos(x),'b:o') %用蓝色圆圈 画出曲线，用点线连接
图4.8在同一窗口画出两条曲线
【例4.9】在两个子图中使用坐标轴、分格线和 坐标框控制，如图4.9所示。 x=0:0.1:2*pi; subplot(2,1,1) plot(sin(x),cos(x)) axis equal %纵、横轴采用等长刻度 grid on %加分格线 subplot(2,1,2) plot(x,exp(-x)) axis([0,3,0,2]) %改变坐标轴范围
图4.5 三条曲线
4.1.2绘制曲线的一般步骤
步骤 1 2 3 4 内容 曲线数据准备：对于二维曲线，横坐标和纵坐标数据变量；对于三 维曲面，矩阵参变量和对应的函数值。 指定图形窗口和子图位置：默认时，打开Figure No.1窗口或当前窗 口、当前子图；也可以打开指定的图形窗口和子图。 设置曲线的绘制方式：线型、色彩、数据点形。 设置坐标轴：坐标的范围、刻度和坐标分格线
4.1.5设置坐标轴和文字标注
1. 坐标轴的控制
命令 axis auto 含义 使用默认设置 命令 axis equal 含义 纵、横轴采用等长刻度
axis manual 使当前坐标范围不变
axis fill
在manual方式下起作 用，使坐标充满整个绘 图区
纵、横轴采用等长刻度， 且坐标框紧贴数据范围
【例4.7】在同一窗口画出函数sinx在区间[0 2π] 的曲线和cosx在区间[-π π]的曲线，如图4.7(a) 所示。 x1=0:0.1:2*pi; plot(x1,sin(x1)) hold on x2=-pi:.1:pi; plot(x2,cos(x2)) 程序分析：坐标系的范围由0～2π转变为-π～2π。
图4.7 (a) 用hold on在同一窗口画出两条曲线
(b) 用plotyy在同一窗口画出两条曲线
4.1.4曲线的线型、颜色和数据点形
颜色 数据点间连线 数据点形
类型
黄色 品红色(紫 色) 青色 红色 绿色 蓝色 白色 黑色
符号
y(Yellow) m(Magent a) c(Cyan) r(Red) g(Green) b(Blue) w(White) k(Black)
图4.4 ( c) (y1,x1)曲线
(d) (y2,x1)曲线
5. plot(x1,y1,x2,y2,…)绘制多条曲线
plot命令还可以同时绘制多条曲线，用多个矩阵 对为参数，MATLAB自动以不同的颜色绘制不 同曲线。 【例4.5】绘制三条曲线，如图4.5所示。 x=0:0.1:2*pi; plot(x,sin(x),x,cos(x),x,sin(3*x)) %画三条曲线
4.1.3多个图形绘制的方法
1. 指定图形窗口
如果需要多个图形窗口同时打开时，可以使用 figure语句。 语法： figure(n) %产生新图形窗口 说明：如果该窗口不存在，则产生新图形窗口并 设置为当前图形窗口，该窗口名为“Figure No.n”，而不关闭其它窗口。
2. 同一窗口多个子图 如果需要在同一个图形窗口中布置几幅独立的子 图，可以在plot命令前加上subplot命令来将一 个图形窗口划分为多个区域，每个区域一幅子 图。 语法：subplot(m,n,k) %使(m×n)幅子图 中的第k幅成为当前图 说明：将图形窗口划分为m×n幅子图，k是当前 子图的编号，“,”可以省略。子图的序号编排 原则是：左上方为第1幅，先向右后向下依次 排列，子图彼此之间独立。
【例4.4】混合式图形的绘制，如图4.4所示。 x1=[1 2 3]; y1=[1 2 3;4 5 6] y1 =1 2 3 4 5 6 plot(x1,y1) %每行一条曲线 y2=[1 2 ;3 4; 5 6] y2 =1 2 3 4 5 6 plot(x1,y2) %每列一条曲线 plot(y1,x1) plot(y2,x1)
4.1二维曲线的绘制 4.1.1基本绘图命令plot 1. plot(x) 绘制x向量曲线 plot命令是MATLAB中最简单而且使用最广泛的一 个绘图命令，用来绘制二维曲线。 语法：plot(x) %绘制以x为纵坐标的二维曲线 plot(x,y) %绘制以x为横坐标y为纵坐 标的二维曲线 说明：x和y可以是向量或矩阵。
【例4.6】用subplot命令画四个子图，如图4.6所示。 x=0:0.1:2*pi; subplot(2,2,1) %分割为2*2个子图，左上方 为当前图 plot(x,sin(x)) subplot(2,2,2) %右上方为当前图 plot(x,cos(x)) subplot(2,2,3) %左下方为当前图 plot(x,sin(3*x)) subplot(224) %右下方为当前图，省略逗号 plot(x,cos(3*x))
类型
实线(默 认)点线 点划线 : 虚线 -. --
符号
类型
实点标记 圆圈标记 叉号形× 十字形＋ 星号标记＊ 方块标记□ 钻石形标记◇ 向下的三角形标记 向上的三角形标记 向左的三角形标记 向右的三角形标记 五角星标记☆ 六连形标记
符号
. o x + * s d v ^ < > p h
语法： plot(x,y,s) 说明：x为横坐标矩阵，y为纵坐标矩阵，s为类型说明字 符串参数；s字符串可以是线段类型、颜色和数据点形三 种类型的符号之一，也可以是三种类型符号的组合。
图4.6 四个子图
如果在使用绘图命令之后，想清除图形窗口画其它图形 应使用“clf”命令清图形窗。
3. 同一窗口多次叠绘 为了在一个坐标系中增加新的图形对象，可以用 “hold”命令来保留原图形对象。 语法： hold on %使当前坐标系和图形保留 hold off %使当前坐标系和图形不保留 hold %在以上两个命令中切换 说明：在设置了“hold on”后，如果画多个图形 对象，则在生成新的图形时保留当前坐标系中 已存在的图形对象，MATLAB会根据新图形的 大小，重新改变坐标系的比例。
图4.2 (a) 正弦曲线
(b) 方波曲线
3. plot(x) 绘制矩阵x的曲线
当X是一个m × n的矩阵，plot（x）命令为矩阵每一列画 一条线，共n条曲线，各曲线自动用不同的颜色表示。 【例4.3】矩阵图形的绘制，如图4.3所示。 x1=[1 2 3;4 5 6]; plot(x1); x2=peaks; %产生一个49*49的矩阵 plot(x2); 程序分析：a图中有三条曲线而不是两条曲线，因为 矩阵x1有三列，每列向量画一条曲线；b图为由peaks 函数生成的一个49×49的二维矩阵，因此产生49条曲 线。
4. 双纵坐标图 语法： plotyy(x1,y1,x2,y2) %以左、右不同 纵轴绘制两条曲线 说 明 ： 左 纵 轴 用 于 (x1,y1) 数 据 ， 右 纵 轴 用 于 (x2,y2)数据来绘制两条曲线。坐标轴的范围、 刻度都自动产生。 【例4.7续】用plotyy函数实现在同一图形窗口绘 制两条曲线，如图4.7(b)所示。 plotyy(x1,sin(x1),x2,cos(x2)) 程序分析：plotyy函数用不同颜色绘制两条曲线， 左右两边使用两个纵坐标轴，横坐标从-π～2π。
图4.3 (a) x1曲线
(b) x2曲线
4. plot(x,y)绘制混合式曲线
当plot(x,y)命令中的参数x和y是向量或矩阵时，分别 有以下几种情况： 如果x是向量，而y是矩阵，则x的长度与矩阵y的行 数或列数必须相等，如果x的长度与y的行数相等， 则向量x与矩阵y的每列向量对应画一条曲线；如果x 的长度与y的列数相等，向量x与y的每行向量画一条 曲线，如果y是方阵，则x和y的行数和列数都相等， 将向量x与矩阵y的每列向量画一条曲线； 如果x是矩阵，而y是向量，则y的长度必须等于x的 行数或列数，绘制的方法与前一种相似； 如果x和y都是矩阵，则大小必须相同，矩阵x的每列 和y的每列画一条曲线。