第五章 数据和函数的可视化

axis manual axis off axis on axis ij axis xy
axis(V) axis vis3d 人工设定坐标范围。设 定值：二维，4个；三维， V=[x1,x2,y1,y2]; V=[x1,x2,y1,y2,z1,z2]; 6个
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。
2.分格线和坐标框

grid grid on
是否画分格线的双向切换指令（使当 前分格线状态翻转） 画出分格线



grid off
box box on box off
不画分格线（默认设置）
坐标形式在封闭式和开启式之间切换
指令

使当前坐标呈封闭形式（默认设置） 使当前坐标呈开启形式
3.图形标识指令

重点掌握\alpha, \theta, \pi, \omega, \int, 上标^{arg}， 下标_{arg}
例5.2-4（P214）例例5.2-5中的指令<20>
5.2.3 多次叠绘、双纵坐标和多子图
1.多次叠绘

plot可在同一次调用中画多条曲线； 在已经存在的图上再绘制一条或多条曲线。 hold on 保持当前轴及图形而不被刷新，准备接受
X、Y均为(m*n)数组时，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 n。 plot(X,Y,‘s’)只能用 s指定的同一色彩绘制多条 曲线。

plot(X,Y)
采用默认的色彩次序（表5.2-4 ）用细实 线绘制多条曲线。

例5.2-1（P208）
说明：plot(t,Y)和plot(Y)所绘曲线的横坐
表5.2-2
离散数据点形允许设置值
重点掌握d，o，s，*和 .
表5.2-3 连续线型允许设置值
表5.2-4 点线色彩允许设置值
plot的衍生调用格式（1） ——单色或多色绘制多条曲线

plot(X,Y,'s')
X，Y两个输入量中有一个是一维数组，且该数组
的长度与另一个输入量的“行数”（或“列数”）相等 时，将绘制出色彩相同的“列数” （或“行数”）条 曲线。（如X长度为3，Y为3*4，则以X为共同横 坐标，Y的各列分别为纵坐标，绘制出4条曲线）。

说明： S，S1，S2为字符串，它可以是英文、中文或 Tex 定义的各种特殊字符（见表5.2-7—表5.2-10）。 legend 所画的图例默认位置在图形窗的右上角。 可通过属性进行控制来改变图例的位置。 如： legend(S1,S2,’Location’,’SouthEast’)：将把 图例设置在图形窗的右下角。 legend(S1,S2,’Location’,’SouthWest’)：将把图例设 置在图形窗的左下角。
plot的衍生调用格式（3） ——单输入量绘线

plot(Y)
Y是一维数组时，以该数组的下标为横坐标、
Y元素值为纵坐标画出一条连续曲线。
Y是二维数组时，则按列绘制每列元素值相对
其下标的曲线，曲线数等于Y矩阵的列数。即
以该数组的“： 单窗口单曲线绘图 x=[0, 0.58,0.84,1,0.91,0.6,0.14];plot (x, 'm-*')
图形标识包括图名、坐标轴名、图形注释和 图例。 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
图形上离散点的连续化。
说明：可视化图形所表现的函数关系是局部的、非 完整的。 说明：绘制连续曲线时，自变量必须按递增或递减 的次序排列，否则所画的曲线将发生异常。
从例子中体会可视化绘图的一般步骤 t=0+eps:0.1:10; % 1.设定自变量 y1=sin(t)./t; % 2.求值 y=cumtrapz(t,y1); figure(1),clf; % 3.选定绘图目的窗口，清图 plot(t,y, 'bs ', 'MarkerSize',5) % 4.绘图，同时 % 给出绘图模式 hold on axis([0,10,-1,1.6]); % 5.指定轴范围 plot(t,y1, 'r*','Markersize',5)
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 axis fill axis image axis normal axis square axis tight
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 矩形坐标系（默认） 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
5.1.1 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 个点表示；任何二元实数向量对(x,y)可用平 面上的一组点表示。 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。
说明： 左纵轴用于X1-Y1数据对，右纵轴用于X2Y2数据对。 轴的范围、刻度自动产生。 FUN、 FUN 1和FUN2可以是MATLAB中所 有接收X-Y数据对的二维绘图指令，如plot、 stairs、stem等。

plot的基本调用格式

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。
第三个输入量‘ s ’是字符串，用来指定 “ 离
散点形”或/和“连续线型” (见表5.2-2、5.2-3) 和“点线色彩” (见表5.2-4)（P206）。 假如不指定 's' ， plot 将使用默认设置，即 “蓝色细实线”绘制曲线。
表5.2-5 线对象的常用属性名和属性值
重点掌握线宽和点的大小这二个属性的设置。
5.2.2 坐标控制和图形标识 1.坐标轴的控制 (重点掌握axis(V) ,equal,normal,square
和tight)
坐标轴控制方式、取向和范围 坐标轴的高宽比
指
axis auto
令
含
义
指
令
含
义
使用默认设置 使当前坐标范围不变 取消轴背景 使用轴背景
4.标识指令中字符的精细控制

如果想在图形上标识希腊字母、数学符等特殊字 符，必须使用表 5.2-7 、 5.2-8 中的指令。如果想 设置上下标、对字体或字体大小进行控制，那么 必须在被控字符前使用表 5.2-9和5.2-10中的指令 和设置值。(P212-213) 这些控制常常以“\”开始。
此后将绘制的新曲线
hold off 使当前轴及图形不再具备不刷新的性质 hold 当前图形是否具备刷新性质的双向切换开关 例5.2-6（P216）
2.双纵坐标图

把同一自变量的两个不同量纲、不同数量级的函数 量的变化绘制在同一张图上。 （1）plotyy(X1,Y1,X2,Y2) 以左、右不同纵轴绘制X1-Y1， X2-Y2两条曲线。 （2） plotyy(X1,Y1,X2,Y2,'FUN') 以左、右不同纵轴把X1-Y1，X2-Y2绘制成FUN指 定形式的两条曲线。 （3）plotyy(X1,Y1,X2,Y2,'FUN1','FUN2') 以左、右不同纵轴把X1-Y1，X2-Y2绘制成FUN1， FUN2指定的不同形式的两条曲线。
5.2 二维曲线和图形
5.2.1 二维曲线绘制的基本指令plot
5.2.2 坐标控制和图形标识 5.2.3 多次叠绘、双纵坐标和多子图 5.2.4 获取二维图形数据的指令ginput
5.2 二维曲线和图形 5.2.1 二维曲线绘制的基本指令plot

plot命令自动打开一个图形窗口figure 用直线连接相邻两数据点来绘制图形 根据图形坐标大小自动缩扩坐标轴，自动 标注数据标尺及单位标注。
plot的属性可控调用格式

plot(X,Y,'s','PropertyName',PropertyValue,…)
运用属性名（PropertyName）和属性值 （PropertyValue）对“线”对象的属性进行 设置，使所绘图形更具个性化。
“线”图形对象最常用的属性见表5.2-5。 例5.2-2（P209）
标不同。
plot的衍生调用格式（2） ——多三元组绘制多条曲线

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。
例：t=0:pi/100:2*pi; y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5); plot(t,y,t,y1,t,y2)


注意：可视化图形只能表现有限区间， 不能表现无限区间上的函数关系。即可 视化图形所表现的函数关系通常是局部 的、非完整的。
5.1.2 连续函数的可视化