图形可视化技术图形功能

图形功能

■一图形的生成 (1)

◇1二维图形 (2)

◇2三维图形 (3)

■二二维图形的绘制 (4)

◇1二维函数图 (4)

◇2二维分析图 (4)

■三三维图形的绘制 (22)

◇1三维网图的高级处理 (22)

◇2三维等高线图的绘制 (25)

◇3三维旋转体的绘制 (26)

◇4建立表面图 (27)

■四四维表现图 (28)

■五图形标注处埋 (28)

◇1图形名称和坐标轴名称标注 (28)

◇2图形的文字标注 (28)

■六图形控制 (28)

◇1同一图窗绘制多图 (28)

◇2图形分格线的控制 (28)

◇3图形的坐标轴控制 (28)

◇4其它 (29)

■七图形窗口的控制 (29)

◇1图形窗口的创建和控制 (29)

◇2子图形的绘制和控制 (29)

◇3图线窗口控制其他操作函数 (30)

■八色彩的控制 (30)

◇1色图 (30)

◇2色彩的调制 (31)

◇3色彩的渲染 (31)

◇4光照控制 (32)

◇5设置灯光 (33)

图形可视化技术一直是数学计算人员所喜爱和追求的一项技术，因为不管是数值计算还是符号计算，无论计算多么完美，结果多么准确，人们还是很难直接从大量的数据或符号中感受它们的具体含义。人们更喜爱直接从眼睛看到直观的图形。因此，对任何数学计算人员，可视化技术是必要的。当然这不是说要去研究“苦涩”的可视化理论。因为MATLAB早已为用户提供了完整的可视化工具。

从最原始版本的MATLAB开始，图形功能就已经成为基本的功能之一。随着MATLAB版本的逐步升级，MATLAB的图形工具箱从简单的点、线、面处理发展到了集各种功能的二维图形、三维图形甚至四维表现图和对图形进行着色、消隐、光线、渲染及多视角处理等多项功能于一身的强大功能包。

本章将对MATLAB的图形功能进行介绍。

■一图形的生成

·1·

众所周知，在计算机的屏幕上，构成可视化图形的基本单元为像素点。对于一般的实用的可视化图形来说，首先是由像素点来构成小的直线单元，再电此直线单元去组成各种图形。本节将对完成此项基本操作的几个函数加以介绍，便读者掌握绘制一般图形的基本方法。

◇1二维图形

绘制基本二维图形的主要函数有plot和line，其中plot函数在前面的几章中已多次用到，而Iine是MATLAB 绘制图形的底层函数，它们是构成MATLAB其他二维图形绘制函数的基础。

plot 线形绘图函数

plot(X，Y) 绘制向量Y对向量X的图形，如果X或Y为一矩阵，则MATLAB给出矩阵的行向量或列向量，条件是元素个数能对应。

plot(Y) 绘制Y的(列)向量对其坐标索引的图形。若Y为一复向量(矩阵)，则plot(Y)相当于plot(real(y),imag(y))。而在其他plot函数的调用过程中，向量的虚部将被忽略。

plot(X，Y，s) 对于用户想绘制不同的线型、点标、颜色的图形可调用此形式，其中s为一代表不同线型、点标、颜色的字符串。

具体各应用字符所代表的含义如下表

线型表

plot(Xl，Yl，sl，X2，Y2，s2，X3，Y3，s3，……)绘制组合图，其中各X、Y为向量或矩阵，各s为字符串。

plot函数若没有颜色指定，则使用内部颜色顺序属性。MATLAB内部的颜色顺序即为上面表格中的颜色顺序。同样的，默认的线型顺序即为表格中的顺序。

例1试绘制单位圆及其渐开线。

t=0:pi/50:pi*2;

x=(t+1).*exp(i*t);

y=exp(i*t);

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