第3章繪圖與可視化講述

1、MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17MATLAB繪圖與可視化天 津 科 技 大 學(xué) 數(shù) 學(xué) 系 謝中華E-mail: MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17MATLAB設(shè)有大量函數(shù)和命令來繪制出各種各樣的圖形，具設(shè)有大量函數(shù)和命令來繪制出各種各樣的圖形，具有強(qiáng)大的繪圖功能有強(qiáng)大的繪圖功能MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 20

2、22-3-17主要內(nèi)容主要內(nèi)容 圖形對(duì)象與圖形句柄圖形對(duì)象與圖形句柄 二維圖形繪制二維圖形繪制 三維圖形繪制三維圖形繪制 圖形的打印和輸出圖形的打印和輸出 動(dòng)畫制作動(dòng)畫制作MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17第一節(jié)第一節(jié) 圖形對(duì)象與圖形對(duì)象句柄圖形對(duì)象與圖形對(duì)象句柄MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17一、什么是圖形對(duì)象與圖形句柄一、什么是圖形對(duì)象與圖形句柄 圖形窗口、線條、曲面和注釋等都被看作是圖形窗口、線條、曲面和注釋等都被看作是MATLAB中中的圖形對(duì)象的圖形對(duì)象，所有這些圖形對(duì)

3、象都可以通過一個(gè)被稱為，所有這些圖形對(duì)象都可以通過一個(gè)被稱為“句句柄值柄值”的東西加以控制，例如可以通過一個(gè)線條的句柄值來的東西加以控制，例如可以通過一個(gè)線條的句柄值來修改線條的顏色、寬度和線型等屬性。修改線條的顏色、寬度和線型等屬性。這里所謂的這里所謂的“句柄值句柄值”其實(shí)就是一個(gè)數(shù)值，每個(gè)圖形對(duì)象都對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的句柄值，其實(shí)就是一個(gè)數(shù)值，每個(gè)圖形對(duì)象都對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的句柄值，它就像一個(gè)指針，與圖形對(duì)象一一對(duì)應(yīng)它就像一個(gè)指針，與圖形對(duì)象一一對(duì)應(yīng)。例如可以通過命令。例如可以通過命令h = figure返回一個(gè)圖形窗口的句柄值。返回一個(gè)圖形窗口的句柄值。MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MAT

4、LAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17句柄式圖形對(duì)象繼承關(guān)系圖句柄式圖形對(duì)象繼承關(guān)系圖Parent（父）（父）Children（子）（子）MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17二、獲取圖形對(duì)象屬性名稱和屬性值二、獲取圖形對(duì)象屬性名稱和屬性值 h = line(0 1,0 1)h = 0.0149 get(h)MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17三、設(shè)置圖形對(duì)象屬性值三、設(shè)置圖形對(duì)象屬性值 subplot(1, 2, 1); h1 = line(0 1,0 1) ; text(

5、0, 0.5, 未改變線寬未改變線寬) ; subplot(1, 2, 2); h2 = line(0 1,0 1) ; set(h2, LineWidth, 3) text(0, 0.5, 已改變線寬已改變線寬) ; MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17第二節(jié)第二節(jié) 二維圖形繪制二維圖形繪制MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17一、基本二維繪圖函數(shù)一、基本二維繪圖函數(shù) MATLAB 中提供了中提供了plot，loglog，semilogx，semilogy，polar，plotyy

6、等等6個(gè)非常實(shí)用的基本二維繪圖函數(shù)，下面重個(gè)非常實(shí)用的基本二維繪圖函數(shù)，下面重點(diǎn)介紹點(diǎn)介紹plot函數(shù)的用法函數(shù)的用法MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-171. plot函數(shù)函數(shù)plot(Y)plot(X,Y)plot(X1,Y1, X2,Y2,.)plot(X1,Y1,LineSpec,.)plot(.,PropertyName,PropertyValue,.)plot(axes_handle,.)h = plot(.)hlines = plot(v6,.) 調(diào)用格式：調(diào)用格式：MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階

7、從零到進(jìn)階. 2022-3-17【例例3.2-0】給定橫縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)，繪制線圖給定橫縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)，繪制線圖xy123577.586.5775.5468102 x=1 1.5 2 3 5 7 7.5 8 10; y=2 5 6.5 7 7 5.5 4 6 8; plot(x,y)1.55123456789102345678MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17【例例3.2-1】同時(shí)繪制多條線同時(shí)繪制多條線 x=3,5,9;3,10,67;3,23,90;x = 3 5 9 3 10 67 3 23 90 plot(x)11.21.41.61.82

8、2.22.42.62.830102030405060708090第一列第二列第三列MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 x1=linspace(0,2*pi,100); x2=linspace(0,3*pi,100); x3=linspace(0,4*pi,100); y1=sin(x1); y2=1+sin(x2); y3=2+sin(x3); x=x1;x2;x3; y=y1;y2;y3; plot(x,y,x1,y1-1,r-*)02468101214-2-1.5-1-0.500.511.522.53x1,y1-1x,y三列三列MA

9、TLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17線型、描點(diǎn)類型、顏色參數(shù)表線型、描點(diǎn)類型、顏色參數(shù)表 線條屬性的修改線條屬性的修改色彩色彩字符字符說明說明線型線型字符字符說明說明描點(diǎn)描點(diǎn)類型類型說明說明描點(diǎn)描點(diǎn)類型類型說明說明r紅紅-實(shí)線（默認(rèn)）實(shí)線（默認(rèn)）.點(diǎn)點(diǎn)右三角形右三角形MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17【例例3.2-2】畫標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的密度函數(shù)圖像。畫標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的密度函數(shù)圖像。 x = -3 : 0.25 : 3; y = normpdf(x, 0, 1); plot(x, y, -r

10、o,. LineWidth,2,. MarkerEdgeColor,k,. MarkerFaceColor,0.49, 1, 0.63,. MarkerSize,12) xlabel(X); ylabel(Y); MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17-3-2-1012300.050.10.150.20.250.30.350.4XYMATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-172. loglog函數(shù)：雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)繪圖函數(shù)：雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)繪圖 x = logspace(-1,2); loglog(x,e

11、xp(x),-s) grid on% 為為X軸，軸，Y軸加標(biāo)簽軸加標(biāo)簽 xlabel(X); ylabel(Y); MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-173. semilogx，semilogy函數(shù)：半對(duì)數(shù)坐標(biāo)繪圖函數(shù)：半對(duì)數(shù)坐標(biāo)繪圖 x = 0 : 0.1 : 10; semilogy(x, 10.x) xlabel(X); ylabel(Y);MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-174. polar函數(shù)：極坐標(biāo)繪圖函數(shù)：極坐標(biāo)繪圖 t = 0 : 0.01 : 2*pi; polar(

12、t, sin(2*t).*cos(2*t),-r)MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-175. plotyy函數(shù)：雙縱坐標(biāo)繪圖函數(shù)：雙縱坐標(biāo)繪圖 x = 0:0.01:20; y1 = 200*exp(-0.05*x).*sin(x); y2 = 0.8*exp(-0.5*x).*sin(10*x); ax = plotyy(x,y1,x,y2,plot); xlabel(X); set(get(ax(1),Ylabel),string,Left Y); set(get(ax(2),Ylabel),string,Right Y); MATLA

13、B繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17雙縱坐標(biāo)繪圖雙縱坐標(biāo)繪圖MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17二、二維圖形修飾和添加注釋二、二維圖形修飾和添加注釋 可以通過可以通過MATLAB命令對(duì)圖形進(jìn)行修飾和添加注釋，也命令對(duì)圖形進(jìn)行修飾和添加注釋，也可以通過圖形窗口的菜單項(xiàng)和工具欄完成這些工作。后者通可以通過圖形窗口的菜單項(xiàng)和工具欄完成這些工作。后者通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊操作，相對(duì)比較簡(jiǎn)單，下面僅對(duì)相關(guān)命令進(jìn)行介過鼠標(biāo)點(diǎn)擊操作，相對(duì)比較簡(jiǎn)單，下面僅對(duì)相關(guān)命令進(jìn)行介紹紹MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MAT

14、LAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-1781012141618202224020040060080010001200DISTANCE (cm)INTENSITY (lux)Light Intensity as a Function of DistanceComparison between theory and experiment.TheoryExperimentPlot titley axislabelx axislabelTextTick-mark label二維繪圖的圖例標(biāo)注說明二維繪圖的圖例標(biāo)注說明Data symbolLegendTick-markMATLAB繪圖繪圖 謝中

15、華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 hold 函數(shù)：開啟和關(guān)閉圖形窗口的圖形保持功能函數(shù)：開啟和關(guān)閉圖形窗口的圖形保持功能 axis 函數(shù)：設(shè)置坐標(biāo)系的刻度和顯示方式函數(shù)：設(shè)置坐標(biāo)系的刻度和顯示方式 grid 函數(shù)：為當(dāng)前坐標(biāo)系添加網(wǎng)格函數(shù)：為當(dāng)前坐標(biāo)系添加網(wǎng)格 title 函數(shù)：為當(dāng)前坐標(biāo)系添加標(biāo)題函數(shù)：為當(dāng)前坐標(biāo)系添加標(biāo)題 xlabel和和ylabel 函數(shù)：為當(dāng)前坐標(biāo)軸添加標(biāo)簽函數(shù)：為當(dāng)前坐標(biāo)軸添加標(biāo)簽 text函數(shù)：在當(dāng)前坐標(biāo)系中添加文本對(duì)象（函數(shù)：在當(dāng)前坐標(biāo)系中添加文本對(duì)象（text對(duì)象）對(duì)象） gtext函數(shù)：在當(dāng)前坐標(biāo)系中交互式添加文本對(duì)象函數(shù)：在

16、當(dāng)前坐標(biāo)系中交互式添加文本對(duì)象 legend函數(shù)：在當(dāng)前坐標(biāo)系中添加函數(shù)：在當(dāng)前坐標(biāo)系中添加line對(duì)象和對(duì)象和patch對(duì)象的對(duì)象的圖形標(biāo)注框圖形標(biāo)注框 annotation函數(shù)：在當(dāng)前圖形窗口建立注釋對(duì)象函數(shù)：在當(dāng)前圖形窗口建立注釋對(duì)象（annotation對(duì)象）對(duì)象）MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 P = 3 1; 1 4; r = 5; V, D = eig(P); a = sqrt(r/D(1); b = sqrt(r/D(4); t = linspace(0, 2*pi, 60); xy = V*a*cos(t); b*

17、sin(t); plot(xy(1,:),xy(2,:), k, linewidth, 3); h = annotation(textarrow,0.606 0.65,0.55 0.65);【例例3.2-3】根據(jù)橢圓方程根據(jù)橢圓方程 繪制橢圓曲線，繪制橢圓曲線，并修飾圖形。并修飾圖形。31514xxyyMATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 set(h, string,3x2+2xy+4y2 = 5, fontsize, 15); h = title(這是一個(gè)橢圓曲線這是一個(gè)橢圓曲線, fontsize, 18, fontweight, b

18、old); set(h, position, -0.00345622 1.35769 1.00011); axis(-1.5 1.5 -1.2 1.7); xlabel(X); ylabel(Y); MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 a = -19.6749 22.2118 5.0905; fun = (a,x)a(1)+a(2)/2*(x-0.17).2+a(3)/4*(x-0.17).4; x = 0:0.01:1; y = fun(a, x); plot(x,y); xlabel(X); ylabel(Y = f(X); tex

19、t(Interpreter,latex,.String,$-19.6749+frac22.21182(x-0.17)2. +frac5.09054(x-0.17)4$,Position,0.05, -12,.FontSize,12);【例例3.2-4】繪制曲線繪制曲線并添加曲線方程。并添加曲線方程。2422.21185.090519.6749(0.17)(0.17)24xxMATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17三、常用統(tǒng)計(jì)繪圖函數(shù)三、常用統(tǒng)計(jì)繪圖函數(shù)

20、常用統(tǒng)計(jì)繪圖函數(shù)列表常用統(tǒng)計(jì)繪圖函數(shù)列表MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 x = normrnd(0, 1, 1000, 1); hist(x, 20); xlabel(樣本數(shù)據(jù)樣本數(shù)據(jù)); ylabel(頻數(shù)頻數(shù)) ; figure; cdfplot(x); 【例例3.2-6】用用normrnd函數(shù)產(chǎn)生函數(shù)產(chǎn)生1000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)，并個(gè)標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)，并做出頻數(shù)直方圖和經(jīng)驗(yàn)分布函數(shù)圖。做出頻數(shù)直方圖和經(jīng)驗(yàn)分布函數(shù)圖。MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17頻數(shù)直方圖頻數(shù)

21、直方圖經(jīng)驗(yàn)分布函數(shù)圖經(jīng)驗(yàn)分布函數(shù)圖MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17四、特殊二維繪圖函數(shù)四、特殊二維繪圖函數(shù)特殊二維繪圖函數(shù)列表特殊二維繪圖函數(shù)列表MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 subplot(3, 3, 1); f = (x)200*sin(x)./x; fplot(f, -20 20); title(y = 200*sin(x)/x); subplot(3, 3, 2); ezplot(x2 + y2 = 1, -1.1 1.1); axis equal; title(

22、單位圓單位圓); subplot(3, 3, 3); ezpolar(1+cos(t); title(心形圖心形圖); subplot(3, 3, 4); x = 10 10 20 25 35; 【例例3.2-7】特殊二維圖形。特殊二維圖形。MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 name = 趙趙, 錢錢, 孫孫, 李李, 謝謝; explode = 0 0 0 0 1; pie(x, explode, name) title(餅圖餅圖); subplot(3, 3, 5); stairs(-2*pi:0.5:2*pi,sin(-2*pi

23、:0.5:2*pi); title(樓梯圖樓梯圖); subplot(3, 3, 6); stem(-2*pi:0.5:2*pi,sin(-2*pi:0.5:2*pi); title(火柴桿圖火柴桿圖); subplot(3, 3, 7); Z = eig(randn(20,20); compass(Z); title(羅盤圖羅盤圖);MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 subplot(3, 3, 8); theta = (-90:10:90)*pi/180; r = 2*ones(size(theta); u,v = pol2cart

24、(theta,r); feather(u,v); title(羽毛圖羽毛圖); subplot(3, 3, 9); t = (1/16:1/8:1)*2*pi; fill(sin(t), cos(t),r); axis square; title(八邊形八邊形);MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17第三節(jié)第三節(jié) 三維圖形繪制三維圖形繪制MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17一、常用三維繪圖函數(shù)一

25、、常用三維繪圖函數(shù)MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 t = linspace(0, 10*pi, 300); plot3(20*sin(t), 20*cos(t), t, r, linewidth, 2); hold on %圖形保持圖形保持 quiver3(0,0,0,1,0,0,25,k,filled,LineWidth,2); quiver3(0,0,0,0,1,0,25,k,filled,LineWidth,2); quiver3(0,0,0,0,0,1,40,k,filled,LineWidth,2); grid on xl

26、abel(X); ylabel(Y); zlabel(Z); axis(-25 25 -25 25 0 40); view(-210,30); 【例例3.3-1】用用plot3函數(shù)繪制三維螺旋線。函數(shù)繪制三維螺旋線。MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 x,y = meshgrid(1:4, 2:5)x = 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4y = 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 plot(x, y, r,x, y, r, x, y, k.,markersize,18); axi

27、s(0 5 1 6); xlabel(X); ylabel(Y); 【例例3.3-2】用用meshgrid函數(shù)生成網(wǎng)格矩陣，并用函數(shù)生成網(wǎng)格矩陣，并用plot函數(shù)畫出平函數(shù)畫出平面網(wǎng)格圖形。面網(wǎng)格圖形。MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 X,Y = meshgrid(-2:.2:2); Z = X.*exp(-X.2 - Y.2); DX,DY = gradient(Z,0.2,0.2); contour(X,Y,Z) ; hold on ; quiver(X,Y,DX,DY) ; h = get(gca,Children); set(

28、h, Color,k); 【例例3.3-3】繪制三維曲面繪制三維曲面 的等高線圖和梯度場(chǎng)。的等高線圖和梯度場(chǎng)。22()xyzxeMATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 x = linspace(-3,3,20); y = linspace(-9,9,20); X, Y = meshgrid(x,y); Z = mvnpdf(X(:) Y(:), 0 0, 1 2;2 9); Z = reshape(Z, size(X); subplot(2, 2, 1); mesh(X, Y, Z); title(mesh); 【例例3.3-4】用用mes

29、h，surf，surfl，surfc函數(shù)繪制二元正態(tài)分布函數(shù)繪制二元正態(tài)分布的密度函數(shù)圖。的密度函數(shù)圖。MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 subplot(2, 2, 2); surf(X, Y, Z); alpha(0.5); title(surf); subplot(2, 2, 3); surfl(X, Y, Z); title(surfl); subplot(2, 2, 4); surfc(X, Y, Z); title(surfc);MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17MA

30、TLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 x,y=meshgrid(0:0.25:4*pi); z=sin(x+sin(y)-x/10; mesh(x,y,z); axis(0 4*pi 0 4*pi -2.5 1);【例例3.3-5】繪制三維曲面圖繪制三維曲面圖z=sin(x+sin(y)-x/10。05100510-2.5-2-1.5-1-0.500.51MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17% 繪制圓柱面繪制圓柱面 subplot(2,2,1); x,y,z = cylinder; su

31、rf(x,y,z); % 繪制啞鈴面繪制啞鈴面 subplot(2,2,2); t = 0:pi/10:2*pi; X,Y,Z = cylinder(2+cos(t); surf(X,Y,Z);【例例3.3-6】調(diào)用函數(shù)繪制柱面，球面，橢球面。調(diào)用函數(shù)繪制柱面，球面，橢球面。MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17% 繪制球面，半徑為繪制球面，半徑為10，球心，球心 (1,1,1) subplot(2,2,3); x,y,z = sphere; surf(10*x+1,10*y+1,10*z+1); axis equal;% 繪制橢球面繪制橢

32、球面 subplot(2,2,4); a=4; b=3; t = -b:b/10:b; x,y,z = cylinder(a*sqrt(1-t.2/b2),30); surf(x,y,z); MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17-101-10100.51-505-50500.51-50510-50510-50510-505-50500.51MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17% 餅圖餅圖 subplot(2,3,1); pie3(2347,1827,2043,3025); title

33、(三維餅圖三維餅圖); % 柱狀圖柱狀圖 subplot(2,3,2); bar3(magic(4); title(三維柱狀圖三維柱狀圖); 【例例3.3-7】繪制三維餅圖、三維柱狀圖、三維火柴桿圖、三維填繪制三維餅圖、三維柱狀圖、三維火柴桿圖、三維填充圖、三維向量場(chǎng)圖和立體切片圖（四維圖）充圖、三維向量場(chǎng)圖和立體切片圖（四維圖）.MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17% 火柴桿圖火柴桿圖 subplot(2,3,3); y=2*sin(0:pi/10:2*pi); stem3(y); title(三維火柴桿圖三維火柴桿圖); % 填充圖填

34、充圖 subplot(2,3,4); fill3(rand(3,5),rand(3,5),rand(3,5), y ); title(三維填充圖三維填充圖); MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17% 三維向量場(chǎng)圖三維向量場(chǎng)圖 subplot(2,3,5); X,Y = meshgrid(0:0.25:4,-2:0.25:2); Z = sin(X).*cos(Y); Nx,Ny,Nz = surfnorm(X,Y,Z); surf(X,Y,Z); hold on; quiver3(X,Y,Z,Nx,Ny,Nz,0.5); title(三維

35、向量場(chǎng)圖三維向量場(chǎng)圖); axis(0 4 -2 2 -1 1); MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17% 立體切片圖（四維圖）立體切片圖（四維圖） subplot(2,3,6); t = linspace(-2,2,20); X,Y,Z = meshgrid(t,t,t); 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); title(立體切片圖（四維圖）立體切片圖（四

36、維圖）); MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 ezsurf(u*sin(v),u*cos(v), u,-2*pi,2*pi,-2*pi,2*pi)【例例3.3-8】調(diào)用調(diào)用ezsurf函數(shù)繪制圓錐面函數(shù)繪制圓錐面sincosxuvyuvzuMATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 ezsurf(u*sin(v),u*cos(v), 4*v,-2*pi,2*pi,-2*pi,2*pi)【例例3.

37、3-9】調(diào)用調(diào)用ezsurf函數(shù)繪制螺面函數(shù)繪制螺面sincos4xuvyuvzvMATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 ezmesh(3*cos(u)*sin(v),2*cos(u)*cos(v),sin(u),-2*pi,2*pi,-2*pi,2*pi)【例例3.3-10】調(diào)用調(diào)用ezsurf函數(shù)繪制橢球面函數(shù)繪制橢球面3cos sin2cos cossinxuvyuvzuMATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17二、三維圖形的修飾和添加注釋二、三維圖形的修飾和添加注釋1. 繪圖色彩的調(diào)

38、整繪圖色彩的調(diào)整colormap 函數(shù)函數(shù) colormap(map)，設(shè)置，設(shè)置map為當(dāng)前顏色映像矩陣為當(dāng)前顏色映像矩陣 colormap(default)，恢復(fù)當(dāng)前顏色映像矩陣為默認(rèn)值，恢復(fù)當(dāng)前顏色映像矩陣為默認(rèn)值 cmap = colormap，獲取當(dāng)前顏色映像矩陣，獲取當(dāng)前顏色映像矩陣 colormap(ax,)，設(shè)置當(dāng)前，設(shè)置當(dāng)前axes對(duì)象的顏色映像矩陣對(duì)象的顏色映像矩陣 MATLAB中提供了中提供了colormap函數(shù)，可以根據(jù)顏色映像矩函數(shù)，可以根據(jù)顏色映像矩陣對(duì)圖形對(duì)象的色彩進(jìn)行調(diào)整。所謂的顏色映像矩陣就是一陣對(duì)圖形對(duì)象的色彩進(jìn)行調(diào)整。所謂的顏色映像矩陣就是一個(gè)個(gè) 的矩陣，

39、的矩陣，k行表示有行表示有k種顏色，每行種顏色，每行3個(gè)元素分別代表個(gè)元素分別代表紅、綠、藍(lán)三元色的灰度值，取值均在紅、綠、藍(lán)三元色的灰度值，取值均在0，1之間。之間。3kmap的設(shè)置有兩種，可以人為指定一個(gè)元素值均在的設(shè)置有兩種，可以人為指定一個(gè)元素值均在0，1之間的之間的 的矩陣，也可以用的矩陣，也可以用MATLAB自帶的自帶的17種顏色映像矩陣。在種顏色映像矩陣。在MATLAB命令窗口分別運(yùn)行命令窗口分別運(yùn)行autumn、bone、colorcube、cool、copper、flag、gray、hot、hsv、jet、lines、pink、prism、spring、summer、whit

40、e和和winter函數(shù)，就可得到這函數(shù)，就可得到這17種顏色映種顏色映像矩陣像矩陣MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-172. 著色方式調(diào)整著色方式調(diào)整shading 函數(shù)函數(shù) shading flat，平面著色，同一個(gè)小網(wǎng)格面和相應(yīng)的線段，平面著色，同一個(gè)小網(wǎng)格面和相應(yīng)的線段用同一種顏色著色。用同一種顏色著色。 shading faceted，類似于，類似于shading flat，平面著色，只是，平面著色，只是網(wǎng)格線都用黑色，這是默認(rèn)著色方式。網(wǎng)格線都用黑色，這是默認(rèn)著色方式。 shading interp，通過顏色插值方式著色。，通過顏

41、色插值方式著色。 shading(axes_handle,)，為句柄值為，為句柄值為axes_handle的坐的坐標(biāo)系內(nèi)的圖形對(duì)象設(shè)置著色方式。標(biāo)系內(nèi)的圖形對(duì)象設(shè)置著色方式。MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-173. 透明度調(diào)整透明度調(diào)整 利用利用alpha函數(shù)函數(shù)調(diào)整透明度調(diào)整透明度 調(diào)用：調(diào)用：alpha(alpha_data) 說明：說明：alpha_data是一個(gè)介于是一個(gè)介于0和和1之間的數(shù)，之間的數(shù)，alpha_data = 0表示完全透明，表示完全透明，alpha_data = 1表示完全不透表示完全不透明，明，alpha_d

42、ata 的值越接近于的值越接近于0，透明度越高，透明度越高 通過圖形對(duì)象的通過圖形對(duì)象的“FaceAlpha”屬性調(diào)整透明度屬性調(diào)整透明度 調(diào)用：調(diào)用：set(h,FaceAlpha,0.25); 說明：說明：h為圖形對(duì)象句柄，為圖形對(duì)象句柄，0.25是是“FaceAlpha”屬性的屬屬性的屬性值，由用戶隨意指定。性值，由用戶隨意指定。MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 figure; X,Y,Z = sphere; surf(X,Y,Z); colormap(lines); shading interp hold on; mesh(2

43、*X,2*Y,2*Z) hidden off axis equal axis off figure; surf(X,Y,Z,FaceColor,r); hold on; surf(2*X,2*Y,2*Z,FaceAlpha,0.4); axis equal axis off【例例3.3-11】三維圖形的透視效果三維圖形的透視效果MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-174. 光源設(shè)置與屬性調(diào)整光源設(shè)置與屬性調(diào)整 light函數(shù)函數(shù) light(Prope

44、rtyName,propertyvalue,) 建立一個(gè)光源，并設(shè)置光源屬性（建立一個(gè)光源，并設(shè)置光源屬性（Position、Color和和Style）Position是位置屬性，設(shè)置光源位置，其屬性值為是位置屬性，設(shè)置光源位置，其屬性值為三個(gè)元素的向量三個(gè)元素的向量x, y, z，即光源的三維坐標(biāo)；，即光源的三維坐標(biāo)；Color是顏是顏色屬性，設(shè)置光源顏色，其屬性值可以是代表顏色的字符色屬性，設(shè)置光源顏色，其屬性值可以是代表顏色的字符（如表（如表3.2-1所列），也可以是由紅、綠、藍(lán)三元色的灰度所列），也可以是由紅、綠、藍(lán)三元色的灰度值組成的向量；值組成的向量；Style是光源類型屬性，設(shè)置

45、光源類型，其是光源類型屬性，設(shè)置光源類型，其取值為字符串取值為字符串 infinite 或或 local，分別表示平行光源和點(diǎn)，分別表示平行光源和點(diǎn)光源。光源。MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 handle = light() 建立一個(gè)光源，并獲取其句柄值建立一個(gè)光源，并獲取其句柄值handle，之后可以通過，之后可以通過get(handle)查看光源的所有屬性，也可以通過查看光源的所有屬性，也可以通過set(handle, PropertyName,propertyvalue,)設(shè)置光源的屬性值。設(shè)置光源的屬性值。MATLAB繪圖繪

46、圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-175. 調(diào)整光照模式調(diào)整光照模式 lighting函數(shù)函數(shù) lighting flat，產(chǎn)生均勻光照，選擇此方法，以查看面對(duì)，產(chǎn)生均勻光照，選擇此方法，以查看面對(duì)象，是光照模式的默認(rèn)設(shè)置。象，是光照模式的默認(rèn)設(shè)置。 lighting gouraud，計(jì)算頂點(diǎn)法線并作線性插值修改表面，計(jì)算頂點(diǎn)法線并作線性插值修改表面顏色，選擇此方法，以查看曲面對(duì)象。顏色，選擇此方法，以查看曲面對(duì)象。 lighting phong，做線性插值并計(jì)算每個(gè)像素的反射率來，做線性插值并計(jì)算每個(gè)像素的反射率來修改表面顏色，選擇此方法，以查看曲面對(duì)象。

47、此方法比修改表面顏色，選擇此方法，以查看曲面對(duì)象。此方法比lighting gouraud的效果好，但是用于渲染的時(shí)間較長。的效果好，但是用于渲染的時(shí)間較長。 lighting none，關(guān)掉照明。，關(guān)掉照明。MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-176. 圖形表面對(duì)光照反射屬性設(shè)置圖形表面對(duì)光照反射屬性設(shè)置 material函數(shù)函數(shù) material shiny，使圖形對(duì)象有相對(duì)較高的鏡面反射，鏡使圖形對(duì)象有相對(duì)較高的鏡面反射，鏡面光的顏色僅取決于光源顏色。面光的顏色僅取決于光源顏色。 material dull，使圖形對(duì)象有更多的漫反射，反

48、射光的使圖形對(duì)象有更多的漫反射，反射光的顏色僅取決于光源顏色。顏色僅取決于光源顏色。 material metal，使圖形對(duì)象有非常高的鏡面反射和非常使圖形對(duì)象有非常高的鏡面反射和非常低的環(huán)境光及漫反射，反射光的顏色取決于光源顏色和圖低的環(huán)境光及漫反射，反射光的顏色取決于光源顏色和圖形表面的顏色。形表面的顏色。MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 material(ka kd ks) material(ka kd ks n) material(ka kd ks n sc)，用用ka、kd和和ks分別設(shè)置圖形分別設(shè)置圖形對(duì)象的環(huán)境光、漫反射

49、和鏡面反射的強(qiáng)度，用鏡面指數(shù)對(duì)象的環(huán)境光、漫反射和鏡面反射的強(qiáng)度，用鏡面指數(shù)n控控制鏡面亮點(diǎn)的大小，用制鏡面亮點(diǎn)的大小，用sc設(shè)置鏡面顏色的反射系數(shù)。設(shè)置鏡面顏色的反射系數(shù)。ka、kd、ks、n和和sc均為標(biāo)量，均為標(biāo)量，sc的取值介于的取值介于0和和1之間。之間。 material default，恢復(fù)恢復(fù)ka、kd、ks、n和和sc的默認(rèn)值。的默認(rèn)值。MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-177. 調(diào)整視點(diǎn)位置調(diào)整視點(diǎn)位置 view函數(shù)函數(shù) view(az,el)，設(shè)置三維繪圖的視角，設(shè)置三維繪圖的視角， az是方位角，是方位角，el表示表

50、示相對(duì)于相對(duì)于xoy平面的仰角，。平面的仰角，。zyx-y視點(diǎn)az方位角el仰角MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 view(x,y,z)，設(shè)置視點(diǎn)的三維直角坐標(biāo)，設(shè)置視點(diǎn)的三維直角坐標(biāo)x, y, z. view(2)，設(shè)置默認(rèn)的二維視角，設(shè)置默認(rèn)的二維視角，az = 0， el = 90. view(3)，設(shè)置默認(rèn)的三維視角，設(shè)置默認(rèn)的三維視角，az = -37.5， el = 30. view(ax,)，設(shè)置句柄值為，設(shè)置句柄值為ax的坐標(biāo)系的視角。的坐標(biāo)系的視角。 view(T)，用，用viewmtx函數(shù)生成的函數(shù)生成的 的視角轉(zhuǎn)

51、換矩陣作的視角轉(zhuǎn)換矩陣作為輸入來設(shè)置視角。為輸入來設(shè)置視角。 az,el = view，返回當(dāng)前方向角和仰角。，返回當(dāng)前方向角和仰角。 T = view，返回一個(gè)，返回一個(gè) 的視角轉(zhuǎn)換矩陣。的視角轉(zhuǎn)換矩陣。4 44 4MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 t=0:pi/20:2*pi; x,y,z= cylinder(2+sin(t),100); surf(x,y,z); xlabel(X); ylabel(Y); zlabel(Z); set(gca,color,none); shading interp; colormap(coppe

52、r); light(Posi,-4 -1 0); lighting phong; material metal; hold on; plot3(-4,-1,0,p,markersize, 18); text(-4,-1,0,光源光源,fontsize,14,fontweight,bold); 【例例3.3-12】繪制帶光照的花瓶。繪制帶光照的花瓶。MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 vert = 0 0 0;0 200 0;200 200 0;2

53、00 0 0;0 0 100;0 200 100;200 200 100;200 0 100; fac = 1 2 3 4;2 6 7 3;4 3 7 8;1 5 8 4;1 2 6 5;5 6 7 8; view(3); h = patch(faces,fac,vertices,vert,FaceColor,g); set(h,FaceAlpha,0.25); hold on; x0,y0,z0 = sphere; x = 30 + 30*x0; y = 50 + 30*y0; z = 50 + 30*z0;【例例3.3-13】繪制一個(gè)透明的立方體盒子，里面放紅色、藍(lán)色和繪制一個(gè)透明的立方體

54、盒子，里面放紅色、藍(lán)色和黃色三個(gè)球。黃色三個(gè)球。MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 h1 = surf(x,y,z,linestyle,none,FaceColor,r,EdgeColor,none); x = 110 + 30*x0; y = 110 + 30*y0; z = 50 + 30*z0; h2 = surf(x,y,z,linestyle,none,FaceColor,b,EdgeColor,none); x = 110 + 30*x0; y = 30 + 30*y0; z = 50 + 30*z0; h3 = surf(

55、x,y,z,linestyle,none,FaceColor,y,EdgeColor,none); lightangle(45,30); lighting phong; axis equal; xlabel(X); ylabel(Y); zlabel(Z); MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17第四節(jié)第四節(jié) 圖形的打印和輸出圖形的打印和輸出MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17一、把圖形復(fù)制到剪

56、貼板一、把圖形復(fù)制到剪貼板1. 界面操作界面操作MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 復(fù)制選項(xiàng)設(shè)置復(fù)制選項(xiàng)設(shè)置實(shí)際上在將圖形窗口中的圖形復(fù)制到剪貼板之前，還實(shí)際上在將圖形窗口中的圖形復(fù)制到剪貼板之前，還可以通過界面操作對(duì)復(fù)制選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置。選擇可以通過界面操作對(duì)復(fù)制選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置。選擇“Edit”菜單下的菜單下的“Copy Options”選項(xiàng)，彈出復(fù)制選項(xiàng)界面，選項(xiàng)，彈出復(fù)制選項(xiàng)界面，本界面用來設(shè)置圖形復(fù)制到剪貼板的格式（本界面用來設(shè)置圖形復(fù)制到剪貼板的格式（Clipboard format）、背景顏色（）、背景顏色（Figure back

57、ground color）和圖）和圖形尺寸（形尺寸（Size）。）。MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 復(fù)制模板設(shè)置復(fù)制模板設(shè)置在復(fù)制選項(xiàng)界面的左方瀏覽樹在復(fù)制選項(xiàng)界面的左方瀏覽樹中選中中選中Figure Copy Template節(jié)節(jié)點(diǎn)，將彈出復(fù)制模板界面。點(diǎn)，將彈出復(fù)制模板界面。復(fù)復(fù)制模板界面中給出了制模板界面中給出了3個(gè)模板選個(gè)模板選項(xiàng)：項(xiàng)：Word、PowerPoint和和Restore Defaults，當(dāng)需要把，當(dāng)需要把MATLAB圖形窗口中的圖形復(fù)圖形窗口中的圖形復(fù)制粘貼到制粘貼到Microsoft Word和和Micro

58、soft PowerPoint應(yīng)用程序時(shí)，應(yīng)用程序時(shí)，分別可以用前兩個(gè)模板，最后一個(gè)選項(xiàng)用來恢復(fù)默認(rèn)設(shè)置。分別可以用前兩個(gè)模板，最后一個(gè)選項(xiàng)用來恢復(fù)默認(rèn)設(shè)置。MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-172. 利用利用MATLAB命令進(jìn)行復(fù)制操作命令進(jìn)行復(fù)制操作 print函數(shù)函數(shù)調(diào)用格式：調(diào)用格式：printprint(argument1,argument2,.)print(handle,filename)print argument1 argument2 . argumentnpcmd,dev = printoptMATLAB繪圖繪圖 謝中華謝

59、中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 h = figure; ezplot(sin(x) ,0,2*pi); print(h, -dmeta) 【例例3.4-1】調(diào)用調(diào)用print函數(shù)復(fù)制圖形到剪貼板。函數(shù)復(fù)制圖形到剪貼板。MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 hgexport函數(shù)函數(shù)調(diào)用格式：調(diào)用格式： hgexport(h,filename)把句柄值為把句柄值為h的圖形窗口中的圖形寫入默認(rèn)的的圖形窗口中的圖形寫入默認(rèn)的eps格式格式文件。文件。filename為字符串，用來指明文件名和保存路徑，為字符串，用來

60、指明文件名和保存路徑，如果不指明保存路徑，圖形默認(rèn)保存到如果不指明保存路徑，圖形默認(rèn)保存到MATLAB當(dāng)前當(dāng)前文件夾。文件夾。 hgexport(h,-clipboard)把句柄值為把句柄值為h的圖形窗口中的圖形復(fù)制到的圖形窗口中的圖形復(fù)制到Windows剪貼剪貼板。板。MATLAB繪圖繪圖 謝中華謝中華, MATLAB從零到進(jìn)階從零到進(jìn)階. 2022-3-17 h = figure; ezplot(sin(x) ,0,2*pi); hgexport(h, -clipboard); 【例例3.4-1續(xù)續(xù)】調(diào)用調(diào)用hgexport函數(shù)復(fù)制圖形到剪貼板。函數(shù)復(fù)制圖形到剪貼板。MATLAB繪圖繪圖