MATLAB第五讲 MATLAB高级图形绘制技术
matlab绘图课件
柱状图
总结词
用于比较不同类别数据的数值大小。
详细描述
柱状图是一种常用的数据可视化工具，它通过在垂直或水平方向上绘制一系列的柱子，每个柱子代表一个数据类 别，高度或长度表示该类别的数值大小。柱状图可以清晰地展示不同类别之间的数值差异和比较。
饼图
总结词
用于表示各部分在总体中所占的比例。
VS
详细描述
饼图是一种圆形图表，它将一个完整的圆 分割成若干个扇形，每个扇形代表一个数 据类别，扇形的面积或角度表示该类别的 比例大小。饼图可以清晰地展示各部分在 总体中所占的比例和比较。
动画制作
帧动画
通过在连续的帧上绘制图形或改 变图形属性来创建动画效果。
交互式动画
使用鼠标或键盘控制动画的播放 暂停和停止等操作。
运动轨迹
绘制物体在运动过程中的轨迹， 以展示物体的运动规律和特点。
三维图形
三维曲线
在三维空间中绘制曲线，可以展 示不同变量之间的关系和变化趋
势。
三维曲面
通过绘制三维曲面来展示两个或多 个变量之间的关系和分布情况。
函数调用与执行
在主程序中调用自定义函数，执行绘图操作，实现特定图形的绘 制。
数据导入和导
1 2
数据导入
将外部数据文件（如Excel、CSV等格式）导入 Matlab中，用于后续的绘图分析。
数据处理
对导入的数据进行必要的预处理和清洗，以满足 绘图需求。
3
数据导出
将绘制好的图形和数据导出为特定格式（如PNG 、JPEG、PDF等），方便分享和保存。
三维体图
绘制三维体图来展示数据的空间分 布和密度变化，如云图、等高线图 等。
04
实例分析
绘制正弦函数图像
Matlab图形绘制技巧与实例展示
Matlab图形绘制技巧与实例展示一、介绍Matlab是一种功能强大的计算机软件，常用于科学计算和数据可视化分析。
其中，图形绘制是Matlab的一项重要功能，能够直观地展示数据和结果。
本文将探讨一些Matlab图形绘制的技巧，并通过实例展示其应用。
二、基础图形绘制Matlab提供了多种基础图形绘制函数，如plot、scatter、bar等。
这些函数可以用来绘制折线图、散点图、柱状图等常见图形。
例如我们可以使用plot函数绘制一个简单的折线图：```matlabx = 1:10;y = [1, 2, 3, 4, 5, 4, 3, 2, 1, 0];plot(x, y);```运行以上代码，就可以得到一个由点连接而成的折线图。
通过修改x和y的取值，可以得到不同形状和样式的折线图。
三、图形修饰在绘制图形时，我们通常需要添加标题、坐标轴标签、图例等进行修饰。
Matlab提供了相应的函数，如title、xlabel、ylabel、legend等。
下面是一个例子：```matlabx = 1:10;y = [1, 4, 9, 16, 25, 16, 9, 4, 1, 0];plot(x, y);title('Parabolic Curve');xlabel('X-axis');ylabel('Y-axis');legend('Curve');```执行以上代码，我们得到一个带有标题、坐标轴标签和图例的折线图。
四、子图绘制有时候，我们希望在一幅图中同时显示多个子图，以便比较它们之间的关系。
Matlab提供了subplot函数来实现这个功能。
下面是一个例子：```matlabx = 1:10;y1 = [1, 2, 3, 4, 5, 4, 3, 2, 1, 0];y2 = [0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1];subplot(2, 1, 1);plot(x, y1);title('Subplot 1');subplot(2, 1, 2);plot(x, y2);title('Subplot 2');通过subplot函数，我们将一幅图分为两个子图，并在每个子图中绘制不同的折线图。
第五章-matlab绘图分解ppt课件
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。例5-3 分析下列程序绘制的曲线。
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绘图函数。调用格式为：plotyy(x1,y1,x2,y2)其中x1,y1对应一条曲线，x2,y2对应另一 条曲线。横坐标的标度相同，纵坐标有两 个，左纵坐标用于x1,y1数据对，右纵坐标 用于x2,y2数据对。
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title(图形名称)xlabel(x轴说明)ylabel(y轴说明)text(x,y,图形说明)legend(图例1,图例2,…)15
10/13/2023
数学符号及公式等内容。例如， text(0.3,0.5,‘sin({\omega}t+{\beta})’)将得到 标注效果sin(ωt+β)。例5-7 在0≤x≤2冗区间内，绘制曲线y1=2e-0.5x 和y2=cos(4πx)，并给图形添加图形标注
on/off命令控制是加还是不加边框线，不带 参数的box命令在两种状态之间进行切换。例5-8 在同一坐标中，可以绘制3个同心圆，并加坐标控制。
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fplot(fname,lims,tol,选项)其中，fname为函数名，以字符串形式出现， lims为x,y的取值范围，tol为相对允许误差， 其系统默认值为2e-3 。选项定义与plot函数 相同。
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时，则绘制出多根不同颜色的曲线。曲线 条数等于y矩阵的另一维数，x被作为这些 曲线共同的横坐标。(2)当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。
10/13/2023 5
划线，“y:d”表示黄色虚线并用菱形符标记
MATLAB高级图形处理教程
并返回句柄。
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Matlab程序设计基础
界面菜单: 图形窗口的子代，创建用户界 面菜单对象
轴:图形窗口的子代，创建轴对象，并返回 句柄，线面字块像的父辈
线:轴的子代，创建线对象 面:轴的子代，创建面对象 字:轴的子代，创建字对象 块:轴的子代，创建块对象 像:轴的子代，创建图像对象
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Matlab程序设计基础
3、当前对象句柄的获取
MATLAB有如下三个专用获取图柄的指令：前两个 是直接指令式；后一个必须与鼠标配合使用。
gcf
返回当前图形窗口的句柄
gca
返回当前轴的句柄
gco
返回“被鼠标最近点击”的图形对象的句
柄
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Matlab程序设计基础
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Matlab程序设计基础
【例】低层指令绘图
clf reset,t=(0:100)/100*2*pi; H_line=line('Xdata',t,'Ydata',sin(t)) text(pi,0.8,'\fontsize{14}sin(t)') H_c=get(get(H_line,'parent'),'child
light
创建光 h=light(’position’,[1 0 0])
设置入射光的方向。它影响面、块对象的渲染
uicontrol uimenu
创建用户 界面控件
创建用户 界面菜单
h=uicontrol(’property’,value) property/value指定界面的控件类型
h=uimenu (’property’,value) property/value指定图形窗口上方的菜单行式
第5章 matlab 绘图
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matlab高级绘图PPT学习教案
3. 曲线对象 建立曲线对象使用line函数，调用它的命 令形式为： 句柄变量=line(x,y,z,属性名1，属性值1， 属性名2，属性值2，…) 其中对x,y,z的解释与高层曲线函数plot和 plot3等一样，其余的解释与前面介绍过 的figure和axes函数类似。 每个曲线对象也具有很多属性。除公共 属性外，还有其他常用属性。
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9.1.3 光照处理 MATLAB提供了灯光设置的函数，其调用格式为： light('Color',选项1,'Style',选项2,'Position',选项3) 例9.4 光照处理后的多峰函数曲面。 程序如下： z=peaks(20); subplot(1,2,1);surf(z); light('Posi',[0,20,10]);shading interp;hold on; plot3(0,20,10,'p');text(0,20,10,' light'); subplot(1,2,2);surf(z); light('Posi',[20,0,10]);shading interp;hold on; plot3(20,0,10,'p');text(20,0,10,' light');
m(:,i)=getframe; %将球面保存到m矩阵
end movie(m,10);
%以每秒10幅的速度播放球面
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9.3 低层绘图操作
9.3.1 图形对象及其句柄 1. 图形对象 MATLAB把构成图形的各个基本要素称为
图形对象。这些对象包括计算机屏幕、图形 窗口(Figure)、坐标轴(Axes)、用户菜单 (Uimenu)、用户控件(Uicontrol)、曲线(Line)、 曲面(Surface)、文字(Text)、图像(image)、光源 (Light)、区域块(Patch)和方框(Rectangle)。系统 将每一个对象按树型结构组织起来。每个图 形对象都可以被独立地操作。
Matlab中的图形绘制技巧
MATLAB中的图形绘制技巧概述：MATLAB是一种用于科学计算和数据可视化的强大工具，它提供了丰富的图形绘制功能，使用户能够清晰地展示和分析数据。
本文将介绍一些MATLAB中的图形绘制技巧，帮助读者更加熟悉和灵活运用这些功能。
一、基本图形绘制1.折线图(Line Plot)：折线图是用于显示随时间、变量或其他条件变化而变化的数据的理想选择。
例如，假设我们想要展示一段时间内气温的变化趋势，可以使用MATLAB中的plot 函数来生成折线图。
通过在X轴上放置时间（日期）或变量，将温度值绘制在Y 轴上，我们可以清晰地看到气温的变化。
2.散点图(Scatter Plot)：散点图用于观察两个连续变量之间的关系。
在MATLAB中，可以使用scatter 函数生成散点图。
例如，我们可以绘制一个散点图来观察身高和体重之间的关系，每个点代表一个人，x轴表示身高，y轴表示体重。
通过观察图形，我们可以直观地看到身高和体重之间是否存在某种关联。
3.柱状图(Bar Plot)：柱状图适用于对各个组或类别之间的数值进行比较。
使用bar函数可以在MATLAB中绘制柱状图。
例如，如果我们想要比较不同地区的人口数量，可以使用柱状图将不同地区的人口数量以柱状图的形式展示出来。
不同地区的柱状图高度不同，可以直观地看到不同地区的人口数量差异。
4.饼图(Pie Chart)：饼图用于表示不同类别之间的比例关系，MATLAB中的pie函数可以用来生成饼图。
例如，我们可以使用饼图展示一份问卷调查中各个选项的比例，饼图的每个扇区表示一个选项，扇区的面积大小代表该选项占总数的比例。
通过观察饼图，我们可以更加直观地了解各个选项之间的比例关系。
二、高级图形绘制技巧1.子图(Subplot)：在MATLAB中，我们可以使用subplot函数创建一个包含多个子图的大图。
通过在subplot函数中指定行数和列数，可以将图形划分为不同的区域，并在每个区域中绘制不同的图形。
5MATLAB绘图资料PPT课件
程序如下：
t=-pi:pi/100:pi; x=t.*cos(3*t); y=t.*sin(t).*sin(t); plot(x,y);
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以上提到plot函数的自变量x,y为长度相同的向量，这是最 常见和最基本的情况。实际应用中还有一些变化。 (1)当x是向量，y是有一维与x同维的矩阵时，则绘制出多 根不同色彩的曲线。曲线条数等于y矩阵的另一维数，x被 作为这些曲线共同的横坐标。
2．含多个输入参数的plot函数 含多个输入参数的plot函数调用格式为： plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn) (1)当输入参数都为向量时，x1和y1,x2和y2,…,xn和yn分 别组成一组向量对，每一组向量对的长度可以不同。每 一向量对绘制出一条曲线，这样可以在同一坐标内绘制 多条曲线
plot(x,y) 其中x和y为长度相同的向量，分别用于存储x坐标和y坐标 数据。
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例5.1 在0≤X≤2区间内，绘制曲线y=2e-0.5xsin(2πx)。 程序如下：
x=0:pi/100:2*pi; y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x); plot(x,y)
高层绘图操作简单明了、方便高效，是用户最常使用的绘 图方法。而低层绘图操作控制和表现图形的能力更强，为用户 更加自主地绘制图形创造了条件。事实上，MATLAB的高层绘 图函数都是利用低层绘图函数而建立起来的。
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5.1 二维图形
二维图形是将平面坐标上的数据点连接起来的平面图形。 可以采用不同的坐标系，除直角坐标系外，还可采用对数 坐标、极坐标。数据点可以用向量或矩阵形式给出，类型 可以是实型或复型。 1. 绘制二维曲线的基本函数—— plot函数 plot函数的基本调用格式为：
第五讲matlab句柄绘图和GUI
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
轴对象
窗口对象
线 对 象
面对象
10 0
value of the cosine 1
cos(x)=0.707
0.5
0
线对象
cos(x)
-10 20
轴对象
10
00
-0.5
20
10
-1
-5
0 50
像对象100 150 200
1 0.5
0 -0.5
-1 100 200 300
get(gca,'colororder') ans =
110 101 011 100 010 001
• 设置线条和窗口的颜色 set(h1,'color',[1 0 0]) set(h1,'color',[1 0.5 0])
10
10
9
9
8
8
7
7
6
6
5
5
4
4
3
3
set(gcf,'color',[0.5 0.5 0.5]) set(gcf,'color',[0.5 0.6 0.8])
• 句柄图形：利用底层绘图函数，通过对对象属 性的设置（Handle Graphics）与操作实现绘图。
• 句柄图形是一种面向对象的绘图系统，其中所 有图形操作都是针对图形对象而言的。
• 句柄图形充分体现了面向对象的程序设计。 • 之前介绍的高层图形指令(如plot)都是以句柄
图形软件为基础写成的。也正是这个原因，句 柄图形也被称为底层(Low-level)图形。
MATLAB图形绘制技巧分享
MATLAB图形绘制技巧分享概述：MATLAB是一款功能强大的科学计算软件，其图形绘制功能十分出色。
通过灵活运用MATLAB的绘图函数和技巧，可以创建各种精美的图形，用于数据可视化、科研论文制作等方面。
本文将分享一些MATLAB图形绘制的技巧，帮助读者更好地驾驭这一工具。
一、基础绘图函数1. plot函数plot函数是最基础的绘图函数之一，可以绘制折线图、曲线图等。
通过设置不同的参数，可以调整线条颜色、样式、宽度等。
例如，使用plot(x, y, 'r--','LineWidth', 2)即可绘制红色虚线折线图，线宽为2。
2. scatter函数scatter函数用于绘制散点图，可以展示数据的分布特征。
通过设置参数，可以调整散点图的大小、颜色等属性。
例如，使用scatter(x, y, 50, 'filled', 'r')将绘制红色实心散点图，散点的大小为50。
3. bar函数bar函数用于绘制柱状图，适用于比较不同类别或组之间的数据。
可以通过设置参数调整柱子的宽度、颜色等属性。
例如，使用bar(x, y, 'FaceColor', [0.5 0.5 0.5])将绘制灰色柱状图。
4. pie函数pie函数用于绘制饼图，可以直观地展示数据的占比关系。
通过设置参数，可以调整饼图的颜色、字体等属性。
例如，使用pie(data, labels, explode, colors,'FontSize', 12)将绘制饼图，其中explode参数用于突出显示某一扇区，colors参数用于设置扇区的颜色。
二、高级图形绘制技巧1. 图形叠加MATLAB中可以将多个图形叠加在一张图中，通过hold on和hold off命令可以实现。
例如，在绘制折线图的同时，将散点图叠加在其中，可以用以下代码实现：```matlabx = 1:10;y1 = x.^2;y2 = x.^3;plot(x, y1, 'r--', 'LineWidth', 2);hold on;scatter(x, y2, 50, 'filled', 'b');hold off;```2. 子图绘制使用subplot函数可以在一张图中绘制多个子图，展示不同的数据或视角。
Matlab绘图系列之高级绘图
Matlab绘图系列之高级绘图一、目录1.彗星图二维彗星图三维彗星图2.帧动画3.程序动画4.色图变换5.Voronoi图和三角剖分Voronoi图三角剖分6.四面体7.彩带图彩带图三维流彩带图8.伪彩图9.切片图切片图切片轮廓线图10.轮廓图显示轮廓线显示围裙瀑布效果带光照模式的阴影图11.函数绘图轮廓线、网格图、曲面图、轮廓网格图轮廓曲面图、二维曲线、极坐标曲线图、自定义函数12.三维图形控制视点色彩控制二、图形示例1．彗星图二维彗星图t=0:.01:2*pi;x=cos(2*t).*(cos(t).^2);y=sin(2*t).*(sin(t).^2); comet(x,y);title('二维彗星轨迹图') hold onplot(x,y)三维彗星图a=12;b=9;T0=2*pi;%T0是轨道的周期T=5*T0;dt=pi/100;f=sqrt(a^2-b^2);%地球与另一焦点的距离th=12.5*pi/180;%未经轨道与x-y平面的倾角E=exp(-t/20);%轨道收缩率x=E.*(a*cos(t)-f);y=E.*(b*cos(th)*sin(t));z=E.*(b*sin(th)*sin(t));plot3(x,y,z,'g')%画全程轨线hold on,sphere(20);%画地球axis offtitle('卫星返回地球示例')x1=-18*T0;x2=6*T0;y1=-12*T0;y2=12*T0;z1=-6*T0;z2=6*T0;axis([x1 x2 y1 y2 z1 z2])% axis([-15 10 -15 10 -10 10])axis equalcomet3(x,y,z,0.02);%画运动轨线hold off2．帧动画Z=peaks;surf(Z)%绘制网格表面图axis tightset(gca,'nextplot','replacechildren');%设定axis覆盖重画模式title('帧动画播放示例')for j=1:20surf(sin(2*pi*j/20)*Z,Z)%重新绘制网格表面图，这里后面一个Z 当成了颜色矩阵F(j)=getframe;%创建帧endmovie(F,20)%播放动画20次3．程序动画t=0:pi/50:10*pii=1;h=plot3(sin(t(i)),cos(t(i)),t(i),'*','erasemode','none');%设定擦除模式grid onaxis([-2 2 -2 2 -1 10*pi])title('程序动画示例')for i=2:length(t)set(h,'xdata',sin(t(i)),'ydata',cos(t(i)),'zdata',t(i)); drawnowpause(0.01)end4．色图变换load spineimage(X)colormap coolspinmap(10)5．Voronoi图和三角剖分Voronoi图rand('state',5)x=rand(1,10);y=rand(1,10);subplot(131)voronoi(x,y);%绘制voronoi图形axis equalaxis([-0.2 1.6 -0.5 2.5])subplot(132)[vx,vy]=voronoi(x,y);plot(x,y,'r+',vx,vy,'b-');%应用返回值绘制axis equalaxis([-0.2 1.6 -0.5 2.5])subplot(133)rand('state',5);x=rand(10,2);[v,c]=voronoin(x);%返回值v参数维voronoi顶点矩阵，返回值c参数为voronoi元胞数组for i=1:length(c)if all(c{i}~=1)patch(v(c{i},1),v(c{i},2),i);%应用色图iendendaxis equalaxis([-0.2 1.6 -0.5 2.5])box on三角剖分[x,y]=meshgrid(1:15,1:15);tri=delaunay(x,y);z=peaks(15);trimesh(tri,x,y,z)6．四面体d=[-1 1];[x,y,z]=meshgrid(d,d,d);%定义一个立方体x=[x(:);0];y=[y(:);0];z=[z(:);0];%[x,y,z]分别为加上中心的立方体顶点X=[x(:) y(:) z(:)];Tes=delaunayn(X);%返回m×n的数组值tetramesh(Tes,X);%绘制四面体图camorbit(20,0);%旋转摄像目标位置7．彩带图彩带图[x,y]=meshgrid(-3:.5:3,-3:.1:3);z=peaks(x,y);ribbon(y,z)三维流彩带图load wind%打开保存的数据lims=[100.64 116.67 17.25 28.75 -0.02 6.86];%定义坐标轴范围[x,y,z,u,v,w]=subvolume(x,y,z,u,v,w,lims);%lims来定义数据子集[sx sy sz]=meshgrid(110,20:5:30,1:5);%定义网格点verts=stream3(x,y,z,u,v,w,sx,sy,sz,.5);%计算彩带顶点cav=curl(x,y,z,u,v,w);%计算卷曲角速度wind_speed=sqrt(u.^2+v.^2+w.^2);%计算流速h=streamribbon(verts,x,y,z,cav,wind_speed,2);%绘制流彩带图view(3)8．伪彩图n=6%定义轮数r=(0:n)'/n;%定义轮的半径theta=pi*(-n:n)/n;%定义轮的扇区角X=r*cos(theta);Y=r*sin(theta);%定义网格顶点C=r*cos(2*theta);%定义色图pcolor(X,Y,C)%绘制伪彩图axis equal tight9．切片图切片图[x,y,z] = meshgrid(-2:.2:2,-2:.25:2,-2:.16:2); v = x.*exp(-x.^2-y.^2-z.^2);xslice = [-1.2,.8,2]; yslice = 2; zslice = [-2,0]; slice(x,y,z,v,xslice,yslice,zslice)colormap hsv切片轮廓线图[x y z v]=flow;%打开水流数据h=contourslice(x,y,z,v,[1:9],[],[0],linspace(-8,2,10));%切片轮廓线view([-12 30])10．轮廓图显示轮廓线[x,y,z]=peaks;subplot(1,2,1)meshc(x,y,z);%同时画出网格图与轮廓线title('meshc 网格图与轮廓线')axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);subplot(1,2,2)surfc(x,y,z);%同时画出曲面图与轮廓线title('surfc 曲面图与轮廓线')axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);显示围裙[x y z]=peaks; meshz(x,y,z);瀑布效果[X,Y,Z]=peaks(30); waterfall(X,Y,Z)带光照模式的阴影图[x,y]=meshgrid(-3:1/8:3);z=peaks(x,y);surfl(x,y,z);shading interp%着色处理colormap(gray);%灰度处理axis([-3 3 -3 3 -8 8])11．函数绘图轮廓线、网格图、曲面图、轮廓网格图%图1绘制轮廓线、网格图、曲面图、轮廓网格图subplot(221)f=['3*(1-x)^2*exp(-(x^2)-(y+1)^2)-10*(x/5-x^3-y^5)*exp(-x^2-y^2)-1/3*exp(-(x+1)^2-y^2)'];%定义双变量x、y的函数式ezcontour(f,[-3,3],49)%x、y为[-3 3]，网格为49×49subplot(222)ezmesh('sqrt(x^2+y^2)');subplot(223)ezsurf('real(atan(x+i*y))')%经过滤波，如果相同数据surf绘图没有滤波subplot(224)ezmeshc('y/(1+x^2+y^2)',[-5,5,-2*pi,2*pi])%x、y的数值范围分别为[-5 5]、[-2*pi 2*pi]轮廓曲面图、二维曲线、极坐标曲线图、自定义函数%图2绘制轮廓曲面图、二维曲线、极坐标曲线图、自定义函数figure(2)subplot(221)ezsurfc('sin(u)*sin(v)')subplot(222)ezplot('x^2-y^4');subplot(223)ezpolar('1+cos(t)')subplot(224)fplot('myfun',[-20 20]) function Y=myfun(x)Y(:,1)=200*sin(x(:))./x(:);Y(:,2)=x(:).^2;三维曲线图%绘制三维曲线图figure(3)ezplot3('sin(t)','cos(t)','t',[0,6*pi])12．三维图形控制视点View图形旋转subplot(121)surf(peaks);title('旋转前图形'); subplot(122)h=surf(peaks); rotate(h,[1 0 1],180) title('旋转后图形');灯光效果%灯光效果(1)camlight(2)light(3)lightangle(4)lighting(5)materialsphere;camlight色彩控制%色彩控制(1)缺省设置colordef、whitebg(2)色图colormap(3)浓淡处理shadingload flujetimage(X)colormap(jet)subplot(131)sphere(16)axis squareshading flattitle('Flat Shading') subplot(132)sphere(16)axis squareshading facetedtitle('Faceted Shading') subplot(133)sphere(16)axis squareshading interptitle('Interpolated Shading')。
04-MATLAB的基础知识-5 绘图及图像处理
§2．6 MATLAB的绘图及图像处理
1. MATLAB的绘图
1.1 二维图形 2） 设置曲线格式和标记点格式
%坐标轴标签 x=[1990:2:2000]; y=[1.25 0.81 2.16 2.73 0.06 0.55]; xin=1990:0.2:2000; yin=spline(x,y,xin); %补间函数 样条插值法 plot(x,y,'ob',xin,yin,'-.r') title('1990年到2000年某地区年平均降水量图') xlabel('\it年份','FontSize',15) ylabel('降雨量','FontSize',8)
1.1 二维图形
%例特殊绘图指令 x=rand(1,5);y=rand(1,5) subplot(2,1,1) scatter(x,y) title('散点图') subplot(2,1,2) comet(x,y) title('彗星图')
5） 特殊图形绘图
§2．6 MATLAB的绘图及图像处理
1. MATLAB的绘图
控制系统仿真
-基于MATLAB语言
主讲教师：张磊 中国海洋大学 工程学院
2013-10-10
§2．6 MATLAB的绘图及图像处理
1. MATLAB的绘图
本节主要讲解如何利用MATLAB绘制二维平面图形和三维 立体图形，实现数据可视化的方法。 首先，介绍MATALB图形窗口界面提供的基本功能，熟悉 图形显示和处理环境； 其次，深入讲解MATLAB中基本绘图函数、图形标注函数 和一些常用的特殊绘图函数； 最后，介绍图形窗口的一些高级应用。
《MATLAB图形绘制》课件
交互式编程环境
Matlab提供了交互式命令窗口和脚本文 件，方便用户进行编程和调试。
图形绘制功能
Matlab提供了丰富的绘图函数，可以方 便地绘制各种二维、三维图形，支持多种 图形格式输出。
02
Matlab绘图基础
绘图函数的使用
plot函数
用于绘制二维线图，可以绘制一个或多个数 据序列。
bar函数
滤波器应用
通过实例演示如何使用Matlab实现图像的 滤波处理，提高图像质量或突出特定特征。
图像的色彩空间转换
色彩空间
介绍常见的色彩空间如RGB、HSV、 CMYK等，以及它们之间的转换关系 。
转换方法
演示如何使用Matlab进行图像的色彩 空间转换，以便更好地进行图像处理 和分析。
05
Matlab与其他软件的结 合使用
信号处理与通信
05
06
金融建模与预测
Matlab的优点与特点
易用性
Matlab的语法简洁明了，易于学习，适 合初学者快速入门。
支持多种编程范式
Matlab不仅支持传统的命令式编程，还 支持面向对象编程和函数式编程，具有高 度的可扩展性。
强大的数学计算能力
Matlab内置了大量数学函数和算法，支 持矩阵运算、数值分析、统计分析等多种 数学计算。
《Matlab图形绘制》 PPT课件
xx年xx月xx日
• Matlab简介 • Matlab绘图基础 • 高级绘图技巧 • 图像处理与可视化 • Matlab与其他软件的结合使用 • Matlab图形绘制的实际应用案
例
目录
01
Matlab简介
Matlab的发展历程
01
1980年代初
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subplot(221), ellipsoid(0,0,0,1,2,3, 3),title('N=3') subplot(222), ellipsoid(0,0,0,1,2,3, 6),title('N=6') subplot(223), ellipsoid(0,0,0,1,2,3),title('N=20') subplot(224), ellipsoid(0,0,0,1,2,3, 50),title('N=50')
5.2 其他三维图形绘制技术
例子：
[x,y]=meshgrid(-3:0.1:3,-2:0.1:2); z=(x.^2-2*x).*exp(-x.^2-y.^2-x.*y); surfl(x,y,z) light('pos',[-3 2 1.5])；shading flat;
5.2 其他三维图形绘制技术
2 1.5 1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 -2 -2 0 2 1 0.5 0 -0.5 -1 2 0 -2 -2 2 0
5.2 其他三维图形绘制技术
瀑布式曲面 waterfall(x, y, z )
[x,y]=meshgrid(-3:0.1:3,-2:0.1:2); z=(x.^2-2*x).*exp(-x.^2-y.^2-x.*y); waterfall(x, y, z)
N=6
1
1
1
1
5.2 其他三维图形绘制技术
三维表面网格图： mesh(x, y, z, c) x, y 分别构成该曲面的 x 和 y 矩阵 z 为高度矩阵, c 为 颜色矩阵 一般来说， x, y 可以由函数 meshgrid 函数来生成。
三维曲面还可以由函数 surf(x, y, z, c) 画出，参数含 义同上，区别见下例子。
5.2 其他三维图形绘制技术
［x, y, z］=sphere(n) 球面 ［x, y, z］=cylinder(R, n) 柱体 ［x, y, z］=ellipsoid(xc, yc, zc, xr, yr, zr, n)椭圆体
N=3 1 0 -1 1 0 -1 -1 N=20 1 0 -1 1 0 -1 -1 0 1 0 -1 1 0 -1 -1 0 0 1 0 -1 1 0 -1 -1 N=50 0
1
1
1
1
5.2 其他三维图形绘制技术
［x, y, z］=cylinder(R, n) 柱体R 为柱面 各个层次上的 半径
N=3 1 0.5 0 5 0 -5 -5 N=20 1 0.5 0 5 0 -5 -5 0 1 0.5 0 5 0 -5 -5 0 0 1 0.5 0 5 0 -5 -5 N=50 0
等高线 contour(x, y, z, n) 或 contour3(x, y, z, n)
[x,y]=meshgrid(-3:0.1:3,-2:0.1:2); z=(x.^2-2*x).*exp(-x.^2-y.^2-x.*y); surfl(x,y,z) subplot(121); contour(x, y, z, 50), subplot(122), contour3(x, y, z, 50);
R=[5 0] subplot(221),cylinder(R, 3),title('N=3') subplot(222), cylinder(R,6),title('N=6') subplot(223), cylinder(R),title('N=20') subplot(224), cylinder(R,50),title('N=50')
subplot(221),sphere(3),title('N=3') subplot(222),sphere(6),title('N=6') subplot(223),sphere(20),title('N=20') subplot(224),sphere(50),title('N=50')
N=6
5.1 其他二维图形绘制技术
fplot 函数， fplot('function',limits)
Fplot函数可自适应地对函数进行采样，能更好地反 映出变换的规律。
subplot(211); t=0:0.2:2*pi; plot(t,cos(tan(t))); subplot(212); fplot('cos(tan(x))',[0,2*pi,'*']);
1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 2 1 0 -1 -2 -4 -2 2 0 4
5.2 其他三维图形绘制技术
>> [x,y]=meshgrid(-3:0.1:3,-2:0.1:2); >> z=(x.^2-2*x).*exp(-x.^2-y.^2-x.*y); surf(x,y,z)
1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 2 1 0 -1 -2 -4 -2 2 0 4
1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 2 1 0 -1 -2 -4 -2 2 0 4
5.3 句柄图形绘制技术
MATLAB中大部分绘图命令会返回一个句柄，它代表所绘制 图形对象，如：坐标轴、线条、文字等，然后可以用 set, get 命令来设置或获得该图形对象的有关属性，代表了面向对象 编程的思想。MATLAB中图形对象层次关系如下图所示。
第五讲 MATLAB高级图形绘制技术
5.1 其他二维图形绘制命令
5.2 其他三维图形绘制命令
5.3 句柄图形绘制技术
5.4 图形可视编辑工具
5.5 视角变换与三视图
5.6 图像文件的读写与显示
5.7 MATLAB 图形输出技术
5.8 例子与习题
5.1 其他二维图形绘制技术
首先介绍 ezplot 函数，下表中f, x, y 为函数或表达式
• 命令 set(h) 列出图形对象 h 的所有属性及取值
5.3 句柄图形绘制技术
常用的通用对象属性
属性名 Childern Parent CreateFcn DeleteFcn Interruptible Selected Tag Type UserData Visible 意义 本对象所有下级子对象的句柄 本对象上级对象的句柄 这类对象建立时自动调用的函数名 这类对象消除时自动调用的函数名 其他回调函数执行时本回调函数是 否中断 用标号表示是否此对象被选中 对象的标签 对象的类型 附加给此对象的数据 本对象是否可见 可选值或类型 向量 父对象句柄 字符串 字符串 ‘on’，’off’ ‘on’，’off’ 字符串 字符串 任意 ‘on’，’off’
5.3 句柄图形绘制技术
常用的坐标轴对象属性
属性名 Box ColorOrder GridLineStyle NextPlot Title XLabel XDir XGrid XLim XScale XTick 意义 是否需要坐标轴上的方框 设置多条曲线的颜色顺序 网格线类型 坐标轴图形的更新方式 坐标轴标题的句柄 X轴标注的句柄 X轴方向 X轴是否加网格线 X轴上下限 X轴刻度类型 X轴上标尺点值的向量 可选值或类型 ‘on’，’off’ nX3的矩阵 ‘:’等 ‘replace’, ‘add’ 由函数 title 设定 由函数 xlabel 设定 ‘normal’, ‘rev’ ‘on’，’off’ ［xmin, xmax］ ‘linear’, ‘log’ ‘on’，’off’
同时观察 colorbar, hidden on, hidden off 的影响
5.2 其他三维图形绘制技术
三维表面着色 shading 三种选择 faceted, flat 和 interp 光照点位置 light( ‘Position’, [x, y, z])， 对应用 surf 的另一个版本 surfl 色调方案 colormap(MAP)，其中 MAP 是一个 nX3 的矩 阵，三列对应 R, G, B， 预定义的色调方案有 hot, cool, copper, pink, gray, bone, prism, flag 局部图形剪切：将要剪切的部分用数值 NaN 代替。
同时，Xlabel, X…. 等属性还有对应Y轴、Z轴的同样的属性
5.3 句柄图形绘制技术
常用的文字对象属性
root figure axes line text surface image uicontrol light patch uimenu rectangle uicontextmenu
5.3 句柄图形绘制技术
用下面命令格式来设置或获得有关属性值 set(H, ‘PropertyName’, PropertyValue, …) PropertyValue = get(H, ‘PropertyName’) • 如下述命令 h=figure; get(h); MATLAB将列出当前图形窗口一系列的属性名称 • 如下述命令 h=axes; get(h); MATLAB将列出当前坐标轴一系列的属性名称 • 如下述命令 t=0:0.1:2*pi; y=sin(t); h=plot(t,y); get(h) MATLAB将列出当前线条一系列的属性名称
ezplot('x^3 + 2*x^2 - 3*x + 5 - y^2')
f = inline('cos(x)+2*sin(x)'); ezplot(f) ezplot('x^2 + y^2 - 1',[-1.25,1.25]); axis equal ezplot('sin(3*t)*cos(t)','sin(3*t)*sin(t)',[0,pi]) ezplot('t*cos(t)','t*sin(t)',[0,4*pi])