MATLAB基础教程 第4章 MATLAB图形绘制

第四章 MATLAB图形绘制
4.4 三维图形的绘制
（二）绘制三维曲面
2、绘制三维网眼图
mesh函数的常用语法形式如下： mesh(X,Y,Z)
参数说明：
X，Y：网格矩阵数组，一般是通过meshgrid函数生成的二维数组。 Z：函数值数组，通过函数z=f(x,y)计算得到
第四章 MATLAB图形绘制
第四章 MATLAB图形绘制
4.3 常用图形绘制
（一）绘制直线、矩形、圆和椭圆 3. 绘制圆和椭圆
rectangle('position',[0,0,5,5],'curvature',[1],'edgecolor',[0 0 1])
rectangle('position',[0,0,8,5],'curvature',[1 1],'edgecolor',[0 0 1])
grid on;box on; subplot(1,2,2);
plot3(sin(t),cos(t),t,’r’);
title('第二条3D曲线'); grid on;
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4.4 三维图形的绘制
（二）绘制三维曲面
1、平面网络
函数z=f(x,y)的图形对应着三维空间的曲面。 在MATLAB中，通过将(x,y)定义的平面区域分解为mXn个网格，计算网格 和网格之间的顶点处的z值，然后将相邻的顶点连接起来，从而组合出整个 (x,y)区域上的曲面 。 MATLAB提供了两种显示三维曲面的方式：网眼图和表面图
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4.1 绘制二维图
（三）polar函数：极坐标图
例4-3 绘制阿基米德螺旋线
提示： （1）阿基米德螺线 ，亦称“等速螺线”。当一点P沿动射线OP一等速率运动的同时，这射线 有以等角速度绕点O旋转，点P的轨迹称为“阿基米德螺线”。 （2）阿基米德螺旋线的极坐标方程为r=a+bθ
>>axis square；
例4-7：见教材P.149 例5-2-5
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4.4 三维图形的绘制
（一）绘制三维曲线
三维曲线描述的是点在三维空间的变化情况。在MATLAB中，三维曲线 的绘制函数是plot3，其常用语法形式如下： plot3（X,Y,Z）
plot3（X,Y,Z,LineSpec）
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4.4 三维图形的绘制
（二）绘制三维曲面
2、绘制三维网眼图
MATLAB提供了mesh函数用于三维网眼图的绘制。绘制三维网眼图一般需经 过以下3个步骤：
（1）用meshgrid函数生成平面网格矩阵。
（2）计算平面网格矩阵数值矩阵Z，即计算(x,y)平面上所有网格点上的z值。 （3）调用mesh函数绘制网眼图
例4-10：绘制三维网眼图示例。
clc;clear all;close all;
x=-2:0.2:2;y=x; [X,Y]=meshgrid(x,y);
Z=-3*X+2*Y;
subplot(1,2,1); mesh(X,Y,Z);
Z2=X.^2+Y.^2;
subplot(1,2,2); mesh(X,Y,Z2);
rectangle('position',[0,0,6,2],'curvature',[0.4 0.4],'edgecolor',[0 0 1]) rectangle('position',[0,0,6,2],'curvature',[1],'edgecolor',[0 0 1]) rectangle('position',[0,0,6,2],'curvature',[1 1],'edgecolor',[0 0 1])
Theta=0:4*pi/400:4*pi; b=0.5； polar(Theta,b*Theta);
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4.2 基本图形控制命令
命令 subplot(m,n,k) axis([x1,x2,y1,y2]) axis equal grid grid on grid off box box on box off 含义 子图输出分割、定位 人工设定坐标范围 各轴采用等长刻度 分格线切换命令 画分格线 不画分格线 坐标封闭开启切换 坐标呈封闭状态 坐标呈开启状态 clf hold hold on hold off title xlabel(s) ylabel(s) text(xt,yt,s) gtext 命令 含义 清除当前图 是否具备刷新切换 保持不被刷新 可以被刷新 书写图名 横坐标名 纵坐标名 在指定位置书写文本 用鼠标在图上标注文字
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4.3 常用图形绘制
（二）绘制直方图与其正态分布曲线
n=hist(Y)
n=hist(Y,nbins)
例4-5：练习并理解教材P.146 例5-2-3
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4.3 常用图形绘制
（三）填充图
1. patch()函数
例4-6：画一个平行四边形并用蓝色填充。
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4.3 常用图形绘制
（一）绘制直线、矩形、圆和椭圆 2. 绘制矩形
rectangle()
rectangle('position',[1,0,3,3])
rectangle('position',[1,0,3,3] ,'linestyle','-.','edgecolor',[1 0 1], 'linewidth',4 )
参数说明：
X,Y,Z：一维向量数据。
LineSpec：线形
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例4-8：三维曲线绘制示例。 clc;clear all;close all;
t=0:pi/50:10*pi;
subplot(1,2,1); plot3(2*t,sin(t),t);
title('第一条3D曲线');
diamond
hexagon
pentagon square
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4.1 绘制二维图
（一）plot函数
格式2：plot(X,Y,’s’) X、Y为同维向量时，绘制以X为横坐标，Y为纵坐标的函数图。 X是向量，Y是有一维与X同维的矩阵时，以X为横坐标绘制多根不同色彩的曲线， 曲线总数等于Y的另一维数。 X是矩阵，Y为向量时，与上类似，绘制以Y为纵坐标的多条异色曲线。
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4.2 基本图形控制命令
例4-4： （1）验证教材P.161例5-4-2 （2）验证教材P.164例5-4-3
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4.3 常用图形绘制
（一）绘制直线、矩形、圆和椭圆 1. 绘制直线
line
line([0 1],[3 3])
line([.3 .7], [.4 .9], [1 3]) line([.3 .7],[.4 .9],[1 3],'marker', 'p','linestyle','-')
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4.1 绘制二维图
（一）plot函数
是MATLAB中最核心的二维绘图函数，它有多种调用格式
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4.1 绘制二维图
（一）plot函数
格式1：plot(X，’s’) X是实向量时，以该向量元素的下标为横坐标，元素值为纵坐标画连续曲线。 X是实矩阵时，则按列绘制曲线，总共绘制的曲线数即矩阵的列数。
t 3
y e sin 3t 以及它的包络线 y e


t 3
t的取值范围是[0,4π]
t=0:pi/50:4*pi; y0=exp(-t/3); y=exp(-t/3).*sin(3*t); plot(t,y,'-r',t,y0,':b',t,-y0,':b');
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>> patch([0 2 3 1],[0 0 1.5 1.5],[0 0 1]) >> axis equal
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4.3 常用图形绘制
（三）填充图
2. fill()函数
例4-6：画一个正八边形并填充红色 >>t=(1/16:1/8:1)*2*pi；
>>x=sin(t)；
>>y=cos(t)； >>fill(x,y,‘r’)；
4.1 绘
1. stem(X)
X是实向量时，以该向量元素的下标为横坐标，元素值为纵坐标画样值。 X是实矩阵时，以元素的行下标为横坐标，元素值为纵坐标，每列用一种颜色表示。 X是复数矩阵时，则按列分别以元素的实部为横坐标，虚部为纵坐标绘制样值。 2. stem(X,Y) 以X为自变量，Y为因变量绘制样值。 3. stem(X,Y,’s’) 4. stem(X,Y,’filled’) 用实心圆点标记样值点
X和Y为同维矩阵时，则以X与Y对应列元素为横纵坐标绘制多条曲线，总数等于矩 阵的列数
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4.1 绘制二维图
（一）plot函数
格式3：plot(X1,Y1,’s1’, X2,Y2,’s2’,…) 等于在一张图中多次使用plot(x,y,’s’)命令 例4-1 画出衰减振荡曲线
X是复数矩阵时，则按列分别以元素的实部为横坐标，虚部为纵坐标绘制多条曲线。