第四章 MATLAB计算可视化与GUI设计(1)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
legend
legend(arg,pos) 在指定位置建立图例 legend off 擦除当前图上的图例 说明： 输入宗量arg是图例中的说明文字注释。 输入宗量pos是图例在图上位置的指定符，它可取下 表中的值。 Legend在图形窗中产生后，可用鼠标对其进行拖拉， 即把鼠标光标移到图例上，按住鼠标左键；图例将随 鼠标移动，直到满意位置；放开按键便完成操作。
对区间进行更细的分割，计算更多的点，去近似表现函数的连续 变化； 把两点用直线连接，近似表现两点间的（一般是非线性的）函数 性状。
在MATLAB中，以上两种表现方法都可以采用。 注意：倘若自变量的采样点数不足够多，则无论哪种方 法都不能真实地反映原函数。
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
axis auto
axis manual axis off axis on axis ij axis xy
使用缺省设置
使当前坐标范围不变 取消轴背景 使用轴背景 矩阵式坐标，原点在左上 方 普通直角坐标，原点在左 下方
axis equal
纵、横轴采用等长刻度
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 缺省矩形坐标系 产生正方形坐标系 把数据范围直接设为坐标范围 保持高宽比不变，用于三维旋 转时避免图形大小变化
0 自动 1 右上角(缺省) 2 左上角 3 左下角 4 右下角
Matlab程序设计
pos取值 图例位置
-1 图右侧
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
中有复数时 s的意义与其在 plot(X,’s’)格式中的意义相同。 当x,y , Matlab程序设计 忽略其虚部
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
plot(X1,Y1,’s1’,X2,Y2,’s2’,…)
在此格式中，每个绘线“三元组”(X，Y，’s’)的 结构和作用，与plot(X,Y,’s’) 相同。不同的“三 元组”之间没有约束关系。
对于离散实函数yn=f(xn)，当 xn以递增（或递减）次序取
值时，根据函数关系可求得同样数目的yn，用向量形式可记 述为x=[x1,x2,…,xN]T， y=[y1,y2,…,yN]T。当把这向量对
用直角坐标中的点序列图示时，就实现了离散函数的可视
化。
注意：图形不能表现无限区间上的函数关系。
利用对象属性值设置 利用图形窗工具条进行
9 打印
图形窗上的直接打印选项或 按键 利用图形后处理软件打印
%采用图形窗选项或按键打印最简 捷 print –dps2 Matlab 程序设计 % 专业质量打印指令
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
第二节 二维曲线绘图的基本操作
极坐标绘图
polar(theta,rho,’s’) 按照s所定义的线形、标记点和颜色绘制由theta、 rho所确定的曲线，其中绘图参数theta、rho分别 为角度和半径。
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
复数绘图
当使用plot函数绘制复数图形时，通常虚部是忽略的。 然而有一种特殊情况，即当plot的参数只有一个复变 量z时，则绘制的图形为实部对于虚部的关系图（复平 面上的一组点）。这时plott(z)等价于 polt(real(z),imag(z)),其中z为一个复矢量。
西华师范大学计算机学院通信专业系列课程
ChinaWest Nomal University
MATLAB程序设计
主讲人：潘伟
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
第四章
MATLAB计算的可视化和GUI设计
--基本图形处理功能
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
图形标识
图形标识包括：图名（ Title ）、坐标轴名（ Label ）、 图形注释（Text）和图例（Legend）。 标识指令的最简捷使用格式如下： title(S) 书写图名 xlabel(S) 横坐标轴名 ylabel(S) 纵坐标轴名 legend(S1,S2,…) 绘制曲线所用线型、色彩或数 据点形图例 text(xt,yt,S) 在图面（xt,yt）坐标处书写字 符注释
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University 坐标控制
坐标轴控制方式、取向和范围 指 令 含 义 指 axis fill axis image axis normal axis square axis tight axis vis3d 令 坐标轴的高宽比 含 义
3、极坐标绘图 4、复数绘图
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
plot的基本调用格式
plot(X,’s’) X是实向量时，以该向量元素的下标为横坐标、元 素值为纵坐标画出一条连续曲线。 X是实矩阵时，则按列绘制每列元素值相对其下标 的曲线。图中曲线数等于X阵列数。 X是复数矩阵时，则按列分别以元素实部和虚部为 横、纵坐标绘制多条曲线。 s是用来指定线型、色彩、数据点形的选项字符串。 它可以缺省，此时线形、色彩将由MATLAB的默认设 置确定。
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
连续函数的可视化
进行连续函数可视化必须先在一组离散自变量上计算相 应应的函数值，并把这一组“数据对”用点图示。但这 些离散的点不能表现函数的连续性。 为了表示离散点之间的函数情况，有两种常用处理方法：
第一节 引导
பைடு நூலகம்
离散数据和离散函数的可视化 连续函数的可视化
可视化的一般步骤
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
离散数据和离散函数的可视化
任何二元实数标量对（xa,ya）可用平面上的一个点表式； 任何二元实数向量对（x,y）可用平面上的一组点表示。
colomap,shading,light,material
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
可视化的一般步骤
步 骤 典型指令
7 视点、三度（横、纵、高）比 view,aspect
（仅对三维图形使用）
8 图形的精细操作（图柄操作）： get,set
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
对数坐标绘图
对数坐标绘图分为x轴对数（semilogx）、 y轴对数 （semilogy）及双对数（loglog）三个函数，其调用 格式与二维曲线绘图函数plot相似。
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
色彩、线型和点形
色彩和线型
线 符号 型 含义 符号 色 彩 含义
： -. --
实线
虚线 （冒号线） 点划线 双划线
b
g r c m y k w
蓝
绿 红 青 品红 黄 黑 白
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
分格线和坐标框
grid 是否画分格线的双向切换指令（使当前分格 线状态翻转） grid on 画出分格线 grid off 不画分格线 box 坐标形式在封闭式和开启式之间切换指令 box on 使当前坐标呈封闭形式 box off 使当前坐标呈开启形式
axis(V) 人工设定坐标范围。设定 V=[x1,x2,y1,y2]; 值：二维，4个；三维，6 V=[x1,x2,y1,y2, 个 z1,z2];
Matlab 程序设计 说明：坐标范围设定向量V中的元素必须服从：x1<x2,y1<y2,z1<z2 。V 的元素值允许取inf或 -inf，那意味着上限或下限是自动产生的，即坐标范围半自动确定。 西华师范大学计算机学院
可视化的一般步骤
步 2 骤 典型指令 figure(1) 选定图形窗及子图位置： %指定1号图形窗 缺省时，打开Figure No.01，或 subplot(2,2,3) 当前窗，当前子图 %指定三号子图 可用指令指定图形窗号和子图号
3
调用二维、三维曲线绘图指令： 线型、色彩、数据点形
plot(x,y,’r:’) %用红虚点画二维线 plot3(x,y,z,’b-’) %用兰色实线画曲线 mesh(X,Y,Z)
ChinaWest Nomal University
可视化的一般步骤
骤 典型指令 t=pi*(0:100)/100;
%参变量采样向量
步 1
曲线数据准备 先取一个参变量采样向量 然后计算各坐标数据向量 三维曲面数据 产生自变量采样向量 产生自变量“格点”矩阵 计算自变量“格点”矩阵相 应的函数值矩阵
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
例1 二维曲线绘图基本指令演示
例2 用图形表示连续调制波 形y sin(t ) sin(9t ) 及其包络线。
x2 y2 例3 采用模型 2 1画一组椭圆。 2 a 25 a
Matlab程序设计
Matlab程序设计
调用三维曲面绘图指令
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
可视化的一般步骤
步
4
骤
典型指令
axis([x1,x2,y1,y2]) %平面坐标范围 axis([x1,x2,y1,y2，z1,z2]) %三维坐标范围 grid on %坐标分格线
设置轴的范围、坐标 分格线
ChinaWest Nomal University
数据点形
符 号 含 义 符 号 含 义
.
+ * ^
实心黑点
十字符 八线符 朝上三角符
d
h o p
菱形符diamond
六角星符hexagram 空心圆圈 五角星符pentagram
>
< v
朝左三角符
朝右三角符 朝下三角符
s
x
方块符square
叉字符
5
tiitle(‘调制波形’） %图名 图形注释： %轴名 图名、坐标名、图例、 xlabel(‘t’);ylabel(‘y’) legend(‘sin(t)’,’sin(t)sin(9t)’) %图例 文字说明 text(2,0.5,’y=sin(t)sin(9t)’)
%文字说明
6
着色、明暗、灯光、 材质处理（仅对三维 图形使用）
x=f1(t);y=f2(t);z=f3(t); x=x1:dx:x2;
%自变量采样向量
y=y1:dy:y2;
%自变量采样向量
[X,Y]=meshgrid(x,y);
%格点矩阵
Z=f(X,Y);
Matlab程序设计
%计算函数矩阵
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
plot(X,Y,’s’)
X、Y是同维向量时，绘制以X、Y元素为横、纵坐标 的曲线。 X是向量，Y是有一维与X等维的矩阵时，则绘制出 多根不同色彩的曲线。曲线数等于Y阵的另一维数， X被作为这些曲线的共同横坐标。 X是矩阵，Y是向量时，情况与上相同，只是曲线都 以Y为共同纵坐标。 X、Y是同维矩阵时，则以X、Y对应列元素为横、纵 坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。
基本绘图函数 曲线的色彩、线型和数据点形 坐标、刻度和分格线控制 图形标识 多次叠绘、双纵坐标和多子图 交互式图形指令
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
基本绘图函数
1、plot的基本调用格式（二维曲线绘图）
2、对数坐标绘图
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
legend
legend(arg,pos) 在指定位置建立图例 legend off 擦除当前图上的图例 说明： 输入宗量arg是图例中的说明文字注释。 输入宗量pos是图例在图上位置的指定符，它可取下 表中的值。 Legend在图形窗中产生后，可用鼠标对其进行拖拉， 即把鼠标光标移到图例上，按住鼠标左键；图例将随 鼠标移动，直到满意位置；放开按键便完成操作。
对区间进行更细的分割，计算更多的点，去近似表现函数的连续 变化； 把两点用直线连接，近似表现两点间的（一般是非线性的）函数 性状。
在MATLAB中，以上两种表现方法都可以采用。 注意：倘若自变量的采样点数不足够多，则无论哪种方 法都不能真实地反映原函数。
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
axis auto
axis manual axis off axis on axis ij axis xy
使用缺省设置
使当前坐标范围不变 取消轴背景 使用轴背景 矩阵式坐标，原点在左上 方 普通直角坐标，原点在左 下方
axis equal
纵、横轴采用等长刻度
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 缺省矩形坐标系 产生正方形坐标系 把数据范围直接设为坐标范围 保持高宽比不变，用于三维旋 转时避免图形大小变化
0 自动 1 右上角(缺省) 2 左上角 3 左下角 4 右下角
Matlab程序设计
pos取值 图例位置
-1 图右侧
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
中有复数时 s的意义与其在 plot(X,’s’)格式中的意义相同。 当x,y , Matlab程序设计 忽略其虚部
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
plot(X1,Y1,’s1’,X2,Y2,’s2’,…)
在此格式中，每个绘线“三元组”(X，Y，’s’)的 结构和作用，与plot(X,Y,’s’) 相同。不同的“三 元组”之间没有约束关系。
对于离散实函数yn=f(xn)，当 xn以递增（或递减）次序取
值时，根据函数关系可求得同样数目的yn，用向量形式可记 述为x=[x1,x2,…,xN]T， y=[y1,y2,…,yN]T。当把这向量对
用直角坐标中的点序列图示时，就实现了离散函数的可视
化。
注意：图形不能表现无限区间上的函数关系。
利用对象属性值设置 利用图形窗工具条进行
9 打印
图形窗上的直接打印选项或 按键 利用图形后处理软件打印
%采用图形窗选项或按键打印最简 捷 print –dps2 Matlab 程序设计 % 专业质量打印指令
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
第二节 二维曲线绘图的基本操作
极坐标绘图
polar(theta,rho,’s’) 按照s所定义的线形、标记点和颜色绘制由theta、 rho所确定的曲线，其中绘图参数theta、rho分别 为角度和半径。
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
复数绘图
当使用plot函数绘制复数图形时，通常虚部是忽略的。 然而有一种特殊情况，即当plot的参数只有一个复变 量z时，则绘制的图形为实部对于虚部的关系图（复平 面上的一组点）。这时plott(z)等价于 polt(real(z),imag(z)),其中z为一个复矢量。
西华师范大学计算机学院通信专业系列课程
ChinaWest Nomal University
MATLAB程序设计
主讲人：潘伟
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
第四章
MATLAB计算的可视化和GUI设计
--基本图形处理功能
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
图形标识
图形标识包括：图名（ Title ）、坐标轴名（ Label ）、 图形注释（Text）和图例（Legend）。 标识指令的最简捷使用格式如下： title(S) 书写图名 xlabel(S) 横坐标轴名 ylabel(S) 纵坐标轴名 legend(S1,S2,…) 绘制曲线所用线型、色彩或数 据点形图例 text(xt,yt,S) 在图面（xt,yt）坐标处书写字 符注释
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University 坐标控制
坐标轴控制方式、取向和范围 指 令 含 义 指 axis fill axis image axis normal axis square axis tight axis vis3d 令 坐标轴的高宽比 含 义
3、极坐标绘图 4、复数绘图
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
plot的基本调用格式
plot(X,’s’) X是实向量时，以该向量元素的下标为横坐标、元 素值为纵坐标画出一条连续曲线。 X是实矩阵时，则按列绘制每列元素值相对其下标 的曲线。图中曲线数等于X阵列数。 X是复数矩阵时，则按列分别以元素实部和虚部为 横、纵坐标绘制多条曲线。 s是用来指定线型、色彩、数据点形的选项字符串。 它可以缺省，此时线形、色彩将由MATLAB的默认设 置确定。
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
连续函数的可视化
进行连续函数可视化必须先在一组离散自变量上计算相 应应的函数值，并把这一组“数据对”用点图示。但这 些离散的点不能表现函数的连续性。 为了表示离散点之间的函数情况，有两种常用处理方法：
第一节 引导
பைடு நூலகம்
离散数据和离散函数的可视化 连续函数的可视化
可视化的一般步骤
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
离散数据和离散函数的可视化
任何二元实数标量对（xa,ya）可用平面上的一个点表式； 任何二元实数向量对（x,y）可用平面上的一组点表示。
colomap,shading,light,material
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
可视化的一般步骤
步 骤 典型指令
7 视点、三度（横、纵、高）比 view,aspect
（仅对三维图形使用）
8 图形的精细操作（图柄操作）： get,set
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
对数坐标绘图
对数坐标绘图分为x轴对数（semilogx）、 y轴对数 （semilogy）及双对数（loglog）三个函数，其调用 格式与二维曲线绘图函数plot相似。
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
色彩、线型和点形
色彩和线型
线 符号 型 含义 符号 色 彩 含义
： -. --
实线
虚线 （冒号线） 点划线 双划线
b
g r c m y k w
蓝
绿 红 青 品红 黄 黑 白
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
分格线和坐标框
grid 是否画分格线的双向切换指令（使当前分格 线状态翻转） grid on 画出分格线 grid off 不画分格线 box 坐标形式在封闭式和开启式之间切换指令 box on 使当前坐标呈封闭形式 box off 使当前坐标呈开启形式
axis(V) 人工设定坐标范围。设定 V=[x1,x2,y1,y2]; 值：二维，4个；三维，6 V=[x1,x2,y1,y2, 个 z1,z2];
Matlab 程序设计 说明：坐标范围设定向量V中的元素必须服从：x1<x2,y1<y2,z1<z2 。V 的元素值允许取inf或 -inf，那意味着上限或下限是自动产生的，即坐标范围半自动确定。 西华师范大学计算机学院
可视化的一般步骤
步 2 骤 典型指令 figure(1) 选定图形窗及子图位置： %指定1号图形窗 缺省时，打开Figure No.01，或 subplot(2,2,3) 当前窗，当前子图 %指定三号子图 可用指令指定图形窗号和子图号
3
调用二维、三维曲线绘图指令： 线型、色彩、数据点形
plot(x,y,’r:’) %用红虚点画二维线 plot3(x,y,z,’b-’) %用兰色实线画曲线 mesh(X,Y,Z)
ChinaWest Nomal University
可视化的一般步骤
骤 典型指令 t=pi*(0:100)/100;
%参变量采样向量
步 1
曲线数据准备 先取一个参变量采样向量 然后计算各坐标数据向量 三维曲面数据 产生自变量采样向量 产生自变量“格点”矩阵 计算自变量“格点”矩阵相 应的函数值矩阵
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
例1 二维曲线绘图基本指令演示
例2 用图形表示连续调制波 形y sin(t ) sin(9t ) 及其包络线。
x2 y2 例3 采用模型 2 1画一组椭圆。 2 a 25 a
Matlab程序设计
Matlab程序设计
调用三维曲面绘图指令
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
可视化的一般步骤
步
4
骤
典型指令
axis([x1,x2,y1,y2]) %平面坐标范围 axis([x1,x2,y1,y2，z1,z2]) %三维坐标范围 grid on %坐标分格线
设置轴的范围、坐标 分格线
ChinaWest Nomal University
数据点形
符 号 含 义 符 号 含 义
.
+ * ^
实心黑点
十字符 八线符 朝上三角符
d
h o p
菱形符diamond
六角星符hexagram 空心圆圈 五角星符pentagram
>
< v
朝左三角符
朝右三角符 朝下三角符
s
x
方块符square
叉字符
5
tiitle(‘调制波形’） %图名 图形注释： %轴名 图名、坐标名、图例、 xlabel(‘t’);ylabel(‘y’) legend(‘sin(t)’,’sin(t)sin(9t)’) %图例 文字说明 text(2,0.5,’y=sin(t)sin(9t)’)
%文字说明
6
着色、明暗、灯光、 材质处理（仅对三维 图形使用）
x=f1(t);y=f2(t);z=f3(t); x=x1:dx:x2;
%自变量采样向量
y=y1:dy:y2;
%自变量采样向量
[X,Y]=meshgrid(x,y);
%格点矩阵
Z=f(X,Y);
Matlab程序设计
%计算函数矩阵
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
plot(X,Y,’s’)
X、Y是同维向量时，绘制以X、Y元素为横、纵坐标 的曲线。 X是向量，Y是有一维与X等维的矩阵时，则绘制出 多根不同色彩的曲线。曲线数等于Y阵的另一维数， X被作为这些曲线的共同横坐标。 X是矩阵，Y是向量时，情况与上相同，只是曲线都 以Y为共同纵坐标。 X、Y是同维矩阵时，则以X、Y对应列元素为横、纵 坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。
基本绘图函数 曲线的色彩、线型和数据点形 坐标、刻度和分格线控制 图形标识 多次叠绘、双纵坐标和多子图 交互式图形指令
Matlab程序设计
西华师范大学计算机学院
ChinaWest Nomal University
基本绘图函数
1、plot的基本调用格式（二维曲线绘图）
2、对数坐标绘图