3-MATLAB图形可视化

MATLAB绘图

摘要：MATLAB 可以表达出数据的二维、三维和四维的图形。通过对图形的线型、立面、色彩、光线、视角等属性的控制，可把数据的内在特征表现得更加细腻完善。二维图形的绘制是MATLAB 语图形处理基础，也是在绝大多数数值计算中广泛应用的图形之一。为了显示三维图形，MATLAB提供了各种各样的函数。有一些函数可在三维空间中画线，而另一些可以画曲面与线格框架。

关键词：二维绘图三维绘图特殊绘图极坐标绘图柱坐标绘图球坐标绘图四维表现图

引言

MATLAB，即“矩阵实验室”，它具有强大的绘图功能。语言丰富的图形表现方法，使得数学计算结果可以方便地、多样性地实现了可视化，这是其它语言所不能比拟的。不仅能绘制几乎所有的标准图形，而且其表现形式也是丰富多样的。matlab语言不仅具有高层绘图能力，而且还具有底层绘图能力——句柄绘图方法。在面向对象的图形设计基础上，使得用户可以用来开发各专业的专用图形。本文从图形出发，详尽地介绍MATLAB的绘图功能及其用法。

一、二维绘图

二维图形的绘制是MATLAB语言图形处理的基础，它包括一般二维图形的绘制和特殊二维图形的绘制。

（一）、一般的二维图形的绘制

1．使用plot作图

【命令】

plot

【调用格式】

plot(x) %向量绘图

plot(x,y) %基本函数绘图

plot(x,y,'cs') %自定义样式基本函数绘图,c 颜色,s线型

plot(x,y,'cs','markersize',n) %自定义样式与大小格式

plot(x1,y1,x2,y2,…) %多曲线绘图格式

plot(x1,y1,'cs1',x2,y2,'cs2',…) %自定义样式多曲线绘图

plot(x1,y1,'cs1',x2,y2,'cs2',…,' markersize',n)%自定义样式与大小多曲线绘图格式

subplot(m,n,p) % 子图分割，m代表行;n代表列;p代表绘图序号此命令绘制不同的线型、点标和颜色的图形，其中cs为字符，可以代表不同的属性，包括线型、点标和颜色。

plot绘图函数属性参数

【例】[]2,2ππ-上作sin()cos()y x x =的图形

【程序代码】

x=-2*pi:0.01:2*pi; y=sin(x); plot(x,y)

【例】在[],ππ-上用你喜欢的颜色、样式等作出()()()()tan sin x sin tan x -的图形

【程序代码】

clf

x=-pi:0.01:pi;

y=tan(sin(x))-sin(tan(x)); plot(x,y,'b*')

【例】在[],ππ-上用你喜欢的颜色、样式、大小等作出

()()()()tan sin x sin tan x -的图形

【程序代码】

x=-2*pi:pi/100:pi; y=tan(sin(x))-sin(tan(x));

plot(x,y,'-.rs','markersize',5)

【例】

上作sin()cos()y x x =的图形

【程序代码】 clf

x=-2*pi:0.01:2*pi;y=sin(x)*cos(x);plot(x,y)

??? Error using ==> mtimes

Inner matrix dimensions must agree. 【例】

[]2,2ππ-上作sin()cos()y x x =的图形

【程序代码】

x=-2*pi:0.01:2*pi;y=sin(x).*cos(x);plot(x,y)

注意在给初等函数绘图时，当表达式里出现“*”，“/”“^”时，必须在该符号前加“.”,否则无法形成有序实数对,再如

【例】

[]2,2ππ-上作3sin()y x x =的图形

【程序代码】

x=-2*pi:0.01:2*pi;y=x.^3.*sin(x);plot(x,y)

【例】 在同一窗口在[2，2*pi]之间绘制sin(x)图形和cos(x)图形

【程序代码】

x=0:pi/30:2*pi;

y1=sin(x);y2=cos(sin(x));

plot(x,y1,'+r',x,y2,'pb')

【例】在同一窗口在[2，2*pi]之间绘制sin(x)图形和cos(x)图形【程序代码】

x=0:pi/30:2*pi;

y1=sin(x);y2=exp(x);

plot(x,y1,'+r',x,y2,'pb')

4、子图分割

【例】在子图窗口于[0,2*pi]之间分别用你喜欢的颜色和线型绘制sin(x)，cos(x)和exp(x)图形

【程序代码】

x=0:pi/100:2*pi;

y1=sin(x);

y2=cos(x);

y3=exp(x);

subplot(1,3,1);plot(x,y1,'bp')

subplot(1,3,2);plot(x,y2,'k*')

subplot(1,3,3);plot(x,y3,'ro')

MATLAB 提供了一组命令用于对图形进行标注，将标题、坐标轴标记、网格线及文字注释加注到图形上，这些函数如下： 【命令】

title —— 给图形加标题 xlable —— 给x 轴加标注 ylable —— 给y 轴加标注

text —— 在图形指定位置加文本标注

gtext —— 用鼠标将标注放置在图形任意位置 grid on(off) —— 打开、关闭坐标网格线 legend('图例说明','图例说明')—— 添加图例 axis on(off) —— 打开、关闭坐标轴的刻度 【调用格式】

legend('sin(x)','cos(x)') gtext('string')

gtext({'string1';'string2';'string3';...})

title('正弦和余弦曲线'); legend('正弦','余弦')

xlabel('时间t'),ylabel('正弦、余弦') grid off(on) axis on (off)

下面以在同一个窗口做出带有标注的正、余弦函数图像为例，结果如下图所示。

【例】在同一个窗口于[]02π，

做出y1=sin(2x);y2=cos(x)的图形,并给出图例及有关标注