第4章 MATLAB图形绘制

%第2个子窗口
%第3个子窗口
%第4个子窗口，并且省略了逗号
4．4．2 坐标轴控制命令 1．坐标轴比例控制 坐标轴比例控制命令的调用方式为： axis([xmin xmax ymin ymax]) 它将图形的x轴范围限定在[xmin，xmax]之间，y轴范围限定在 [ymin， ymax] 之间。 【例4-13】 使用axis命令绘制正弦图形。 在MATLAB命令窗口中键入如下命令： >> x=0:pi/12:10*pi; >> y=sin(x); >> plot(x,y); >> axis([-inf inf -1 1]);
第4章 MATLAB图形绘制基础
• 4．1 二维图形
MATLAB最常用的二维绘图命令是plot，该命令将各个数据点用直线 连接起来实现图形绘制。plot的调用格式为： 格式1：plot（x,y） 格式2：plot（x1,y1,x2,y2,……） 格式3：plot（x1,y1,参数1，x2,y2,参数2，……） plot可以在同一命令在同一坐标系中画出多幅图形，x1,y1 为第一条曲 线x,y轴的坐标值，参数1为第一条曲线的参数选项值；x2,y2为第二条 曲线x,y轴的坐标值，参数2为第二条曲线的参数选项值……。参数选 项值决定着二维曲线图形的颜色、线型和数据点标记，具体参数值见 下列各表说明。如果省略参数选项值，MATLAB将自动为每条曲线选 取不同颜色加以区别。
4．3．2 网格图 MATLAB提供了用于产生三维绘图数据的命令，主要包括： (1) peaks命令主要用于产生双峰函数和用双峰函数绘图。 它的调用格式为： 格式1：[x,y,z]=peaks(n) 分别产生x、y、z三个均为n╳n阶的方阵。 格式2：peaks(n) 直接使用peaks命令所产生的x、y、z三个矩阵绘制表面图。 (2) meshgrid命令主要按指定方式生成网格矩阵，它的调 用格式为： 格式：[X,Y,Z]=meshgrid (x,y,z) 分别产生X、Y、Z三个m╳n╳k阶的矩阵，矩阵的阶数由 x、y、z三个向量的长度m、n、k确定，X、Y、Z三个矩 阵表示三维空间的网络。
>> x=0:0.01:2*pi; >> y1=sin(x); >> y2=cos(x); >> plot(x,y1,x,y2); >> title('曲线y1=sin(x)和y2=cos(x)'); %给图形加题标 >> xlabel('X-轴'); %给X轴加标注 >> ylabel('Y-轴'); %给Y轴加标注
• 4．4 图形的控制与修饰
1．图形窗口的创建 MATLAB的所有图形都显示在特定的窗口中，称之为图形窗口 （Figure）。Figure命令用于为当前绘制的图形创建图形窗口。 每运行一次Figure命令，就会创建一个新的图形窗口，根据绘图需 要，可以创建多个图形窗口。每个图形窗口有一个标题编号，显示在
• 4．3 三维图形
4．3．1 基本三维曲线图 MATLAB提供了绘制三维曲线图最基本命令plot3。该命令将绘制二维 曲线图的命令plot的特性扩展到三维空间。其功能与使用方法类似于 绘制二维曲线图形的plot命令。它的调用格式为： 格式：plot3（x1,y1,z1,参数1,x2,y2,z2,参数2,……） 其中，x1,y1,z1,x2,y2,z2,……是矢量或矩阵，参数2,参数1,……是可 选的字符串，用来指定颜色、标记点或线形。 【例4-8】 绘制x,y,z均为矢量时的三维曲线。 在MATLAB命令窗口中键入如下命令： >> t=0:pi/50:10*pi; >> plot3(sin(t),cos(t),t); >> grid
>> subplot(2,2,2) >> plot(x,y2); >> title('1.5*sin(x)'); >> subplot(2,2,3) >> plot(x,y3); >> title('cos(x)'); >> subplot(224) >> plot(x,y4); >> title('3*cos(2*x)');
4．3．3 特殊三维图形 MATLAB还提供了 stem3绘制三维火柴杆型图形 fill3绘制三维填充图形 bar3绘制三维直方图形 surf绘制三维曲面 surfc绘制带等高线的三维曲面 surf1绘制带有光照的三维图面 waterfall绘制瀑布形三维网格图形 contour绘制等高线图形 contour3绘制等高线图形 meshc绘制带等高线的三维网格图形 meshz绘制带底座的三维网格图形
【例4-1】绘制二维正弦曲线。 在MATLAB命令窗口中键入如下命令 >百度文库 x=0:pi/10:4*pi; >> y=2*sin(x); >> plot(x,y)
【例4-2】 绘制多组二维曲线图。 在MATLAB命令窗口中键入如下命令 >> x1=0:pi/20:4*pi; >> x2=0:pi/30:4*pi; >> x3=0:pi/40:4*pi; >> y1=sin(x1); >> y2=0.6*sin(x2); >> y3=0.3*sin(x3); >> plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3)
【例4-10】 用MATLAB的peaks函数绘制一个简单的网格图。 在MATLAB命令窗口中键入如下命令： >> [x,y,z]=peaks(30); >> mesh(x,y,z) >> grid >> xlabel('x轴'); >> ylabel('y轴'); >> zlabel('z轴'); >> title('函数peaks的网格图')
在指定线型、颜色和标记点三种属性时应注意： （1）3种属性的符号必须放在同一个字符串中； （2）可以只指定其中的一个属性，也可以同时指定2个或3个属 性； （3）属性的先后顺序无关； （4）指定的属性中同种属性不能有两个以上。例如plot(x,y,'r:o') 命令，字符串‘r:o’中，第一个字符‘r’表示曲线颜色为红色； 第二个字符‘:’表示曲线线型采用冒号型；第三个字符‘o’ 表示 曲线上每一数据点处用圆圈标出。 绘制完二维图形后，还可以做进一步的修饰，如可以用grid on命令在 图形上添加网格线，用grid off命令取消网格线；另外还可以用hold on命令保护当前的坐标系，使得以后再使用plot命令时将新的曲线叠 印在原来的图上，用hold off命令可以取消保护状态；用户还可以使用 title、xlabel、ylabel命令在绘制的图形上添加标题、给x坐标轴、y坐 标轴添加标注。
• 4．2 特殊图形
4．2．1条形图 条形图用来表示一些数据的对比情况。MATLAB提供了两类条形图的 命令，一类是垂直方向的条形图，另一类是水平方向的条形图。调用 格式为： 格式1：bar(x,width)或bar(x,‘参数’) 根据矩阵或向量x绘制条形图。Width为给定条形的宽度，缺省值为 0.8，若width大于1，则条形图重叠。 当x为向量时，则以其各元素的序号为各个数据点的横坐标，以x向量 的各个元素为纵坐标，绘制一个垂直方向的条形图； 当x为矩阵时，对于参数的选择有两种情况：（1）若参数为group或 缺省，则以其各列序号为横坐标，每一列在其列序号坐标上分别以列 的各元素为纵坐标，绘制一个垂直方向的条形图；（2）若参数为 stack，则以其各列序号为横坐标，每一列在其列序号坐标上以列向 量的累加值为纵坐标，绘制一个垂直方向的分组式条形图。 格式2：barh(x,width)或barh(x,‘参数’) 它与bar命令的使用方法相同，只不过绘制的是水平方向的条形图。
4．4．3 图形的标注 一个好的图形必须有适当的图形标注，MATLAB提供了一系列方便的 图形标注命令，这些命令有： title(‘字符串’):给当前图形窗口加图形标题，位置在图形的上方。 xlabel(‘字符串’): 给当前坐标轴的x轴加标注。 ylabel(‘字符串’): 给当前坐标轴的y轴加标注。 zlabel(‘字符串’): 给当前坐标轴的z轴加标注。 text(x，y，‘字符串’):在x，y指定位置处加注文本。 gtext(‘字符串’):使用鼠标在指定的位置上加注文本。 legend(‘字符串’): 标注图例。 图形标注使用的文字可以是字母和数字，如输入特定的文字需要用反 斜杠（\）开头。 【例4-14】 设计一段程序，在同一坐标下绘制y=sin(x)和y=cos(x)两个 函数曲线，并给出坐标轴标注和图形标题。 在MATLAB命令窗口中键入如下命令：
【例4-4】 绘制不同情况的条形图。 在MATLAB命令窗口中键入如下命令 >> x=[10,20,30:15,25,10:5,20,35]; >> subplot(121) >> bar(x) >> subplot(122) >> barh(x)
4．2．2饼图 饼图在统计中常用来表示各因素所占百分比，MATLAB提供了二维饼 图命令pie(X)、三维饼图命令pie3(X)来表示向量或矩阵X中各元素所 占的比例。它们的调用格式为： 格式1．pie(X)：根据X中的数据绘制二维饼图。 格式2．pie(X，explode)：根据X中的数据绘制二维饼图,参数 explode表示某元素对应的扇形图是否从整个饼图中分离出来，若非 零，则表示非零元素所对应的扇形图是从整个饼图中分离出来，它的 维数与X相同。 格式3．pie3(X)：根据X中的数据绘制三维饼图，它是具有一 定厚度的饼图，调用方法与二维饼图相同。 【例4-5】 在命令窗口创建向量X，绘制二维饼图（图4-5所示） 在MATLAB命令窗口中键入如下命令： >> x=[10 15 20 25 30]; >> pie(x,[0 1 0 1 0])
图形窗口的左上角。
2．图形窗口的分割 MATLAB的绘图命令subplot可以将图形窗口分割成几个区域，在多个 区域中分别绘图。 命令：subplot（m,n,p）将当前图形窗口分割成m╳n个子窗口，并把 第p个子窗口作为当前图形窗口，子窗口的排列顺序按照“先上后下， 先左后右”的原则，从图形窗口的左上角开始。另外，m、n和p前面 的逗号可以省略。 【例4-12】 在同一图形窗口中绘制4个子窗口。 在MATLAB命令窗口中键入如下命令： >> x=0:0.05:10; >> y1=sin(x); >> y2=1.5*sin(x); >> y3=cos(x); >> y4=3*cos(2*x); >> subplot(2,2,1) %第1个子窗口 >> plot(x,y1); >> title('sin(x)');