matlab數(shù)學(xué)建模數(shù)據(jù)可視化

1、matlab數(shù)學(xué)建模數(shù)據(jù)可視化主要內(nèi)容 二維繪圖 三維繪圖 數(shù)據(jù)圖視化能使人們用視覺器官直接感受到數(shù)據(jù)的許多內(nèi)在本質(zhì)。因此，數(shù)據(jù)可視化是人們研究科學(xué)、認識世界所不可缺少的手段。MATLAB不僅數(shù)值計算方面是一個優(yōu)秀的科技應(yīng)用軟件，在數(shù)據(jù)可視化方面也具有上佳表現(xiàn)。 MATLAB具有二維、三維乃至四維的圖形表現(xiàn)能力?？梢詮木€型、邊界面、色彩、渲染、光線、視角等方面把數(shù)據(jù)的特征表現(xiàn)出來。 MATLAB作圖是通過描點、連線來實現(xiàn)的，故在畫一個曲線圖形之前，必須先取得該圖形上的一系列的點的坐標（即橫坐標和縱坐標），然后將該點集的坐標傳給MATLAB函數(shù)畫圖. 命令為： plot(X,Y,S)plot(X

2、,Y) 畫實線plot(X,Y1,S1,X,Y2,S2,X,Yn,Sn) 將多條線畫在一起X,Y是向量,分別表示點集的橫坐標和縱坐標線型y 黃色黃色 . 點點 - 連線連線m 洋紅洋紅 o 圈圈 : 短虛線短虛線c 藍綠色藍綠色 x x-符號符號 -. 長短線長短線 r 紅色紅色 + 加號加號 - 長虛線長虛線1.曲線圖曲線圖 二維數(shù)據(jù)曲線圖二維數(shù)據(jù)曲線圖1 繪制單根二維曲線繪制單根二維曲線plot函數(shù)的基本調(diào)用格式為：函數(shù)的基本調(diào)用格式為：plot(x,y) 其中其中x和和y為長度相同的向量，分別用于存儲為長度相同的向量，分別用于存儲x坐標和坐標和y坐標數(shù)據(jù)。坐標數(shù)據(jù)。例例2-1 在在0 x

3、2 區(qū)間內(nèi)，繪制曲線區(qū)間內(nèi)，繪制曲線 y=2e-0.5xcos(4x)程序如下：程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x,y)例例2-2 繪制曲線。繪制曲線。程序如下：程序如下：t=0:0.1:2*pi;x=t.*sin(3*t);y=t.*sin(t).*sin(t);plot(x,y); plot函數(shù)最簡單的調(diào)用格式是只包含一個輸入?yún)?shù)：函數(shù)最簡單的調(diào)用格式是只包含一個輸入?yún)?shù)： plot(x) 在這種情況下，當在這種情況下，當x是實向量時，以該向量元素的下是實向量時，以該向量元素的下標為橫坐標，元素值為縱坐標畫出一條

4、連續(xù)曲線，標為橫坐標，元素值為縱坐標畫出一條連續(xù)曲線，這實際上是繪制折線圖。這實際上是繪制折線圖。2.1.2 繪制多根二維曲線繪制多根二維曲線1plot函數(shù)的輸入?yún)?shù)是矩陣形式(1) 當當x是向量，是向量，y是有一維與是有一維與x同維的矩陣時，則繪制出多根同維的矩陣時，則繪制出多根不同顏色的曲線。曲線條數(shù)等于不同顏色的曲線。曲線條數(shù)等于y矩陣的另一維數(shù)，矩陣的另一維數(shù)，x被被作為這些曲線共同的橫坐標。作為這些曲線共同的橫坐標。(2) 當當x,y是同維矩陣時，則以是同維矩陣時，則以x,y對應(yīng)列元素為橫、縱坐標分對應(yīng)列元素為橫、縱坐標分別繪制曲線，曲線條數(shù)等于矩陣的列數(shù)。別繪制曲線，曲線條數(shù)等于矩

5、陣的列數(shù)。(3) 對只包含一個輸入?yún)?shù)的對只包含一個輸入?yún)?shù)的plot函數(shù)，當輸入?yún)?shù)是實矩陣時，函數(shù)，當輸入?yún)?shù)是實矩陣時，則按列繪制每列元素值相對其下標的曲線，曲線條數(shù)等于輸則按列繪制每列元素值相對其下標的曲線，曲線條數(shù)等于輸入?yún)?shù)矩陣的列數(shù)。入?yún)?shù)矩陣的列數(shù)。 (4)當輸入?yún)?shù)是復(fù)數(shù)矩陣時，則按列分別以元素實部和虛當輸入?yún)?shù)是復(fù)數(shù)矩陣時，則按列分別以元素實部和虛部為橫、縱坐標繪制多條曲線。部為橫、縱坐標繪制多條曲線。2含多個輸入?yún)?shù)的plot函數(shù)調(diào)用格式為：調(diào)用格式為： plot(x1,y1,x2,y2,xn,yn)(1) 當輸入?yún)?shù)都為向量時，當輸入?yún)?shù)都為向量時，x1和和y1，x2和

6、和y2，xn和和yn分別組成一組向量對，每一組向量對的長度可以不分別組成一組向量對，每一組向量對的長度可以不同。每一向量對可以繪制出一條曲線，這樣可以在同同。每一向量對可以繪制出一條曲線，這樣可以在同一坐標內(nèi)繪制出多條曲線。一坐標內(nèi)繪制出多條曲線。(2) 當輸入?yún)?shù)有矩陣形式時，配對的當輸入?yún)?shù)有矩陣形式時，配對的x,y按對應(yīng)列元素按對應(yīng)列元素為橫、縱坐標分別繪制曲線，曲線條數(shù)等于矩陣的列數(shù)。為橫、縱坐標分別繪制曲線，曲線條數(shù)等于矩陣的列數(shù)。例例2-3 分析下列程序繪制的曲線。分析下列程序繪制的曲線。x1=linspace(0,2*pi,100);x2=linspace(0,3*pi,100)

7、;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)例例2-4 在同一坐標內(nèi)繪制曲線在同一坐標內(nèi)繪制曲線 y1=0.2e-0.5xcos(4x) 和和y2=2e-0.5xcos(x)。程序如下：程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);plot(x,y1,x,y2);4圖形保持 hold on/off命令控制是保持原有圖形還是刷

8、新原命令控制是保持原有圖形還是刷新原有圖形，不帶參數(shù)的有圖形，不帶參數(shù)的hold命令在兩種狀態(tài)之間進行切命令在兩種狀態(tài)之間進行切換。換。例例2-5 采用圖形保持，在同一坐標內(nèi)繪制曲線采用圖形保持，在同一坐標內(nèi)繪制曲線 y1=0.2e-0.5xcos(4x) 和和y2=2e-0.5xcos(x)。程序如下：程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x,y1)hold ony2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);plot(x,y2);hold off2.1.3 設(shè)置曲線樣式 MATLAB提供了一些繪圖選項，用

9、于確定所繪曲線提供了一些繪圖選項，用于確定所繪曲線的線型、顏色和數(shù)據(jù)點標記符號，它們可以組合使用。例的線型、顏色和數(shù)據(jù)點標記符號，它們可以組合使用。例如，如，“b-.”表示藍色點劃線，表示藍色點劃線，“y:d”表示黃色虛線并用菱形表示黃色虛線并用菱形符標記數(shù)據(jù)點。當選項省略時，符標記數(shù)據(jù)點。當選項省略時，MATLAB規(guī)定，線型一律規(guī)定，線型一律用實線，按默認顏色順序繪制。要設(shè)置曲線樣式可以在用實線，按默認顏色順序繪制。要設(shè)置曲線樣式可以在plot函函數(shù)中加繪圖選項，其調(diào)用格式為：數(shù)中加繪圖選項，其調(diào)用格式為： plot(x1,y1,選項選項1,x2,y2,選項選項2,xn,yn,選項選項n)顏

10、色、數(shù)據(jù)點標記符號、線型顏色、數(shù)據(jù)點標記符號、線型字母顏色標點線型y黃色點線m粉紅圈線c亮藍線r大紅字線g綠色實線b藍色星形線w白色：虛線k黑色(-)點劃線2.1.4 圖形標注與坐標控制1圖形標注圖形標注 有關(guān)圖形標注函數(shù)的調(diào)用格式為：有關(guān)圖形標注函數(shù)的調(diào)用格式為：title(圖形名稱圖形名稱)xlabel(x軸說明軸說明)ylabel(y軸說明軸說明)text(x,y,圖形說明圖形說明)legend(圖例圖例1,圖例圖例2,)函數(shù)中的說明文字，除使用標準的函數(shù)中的說明文字，除使用標準的ASCII字符外，還可使用字符外，還可使用LaTeX格式的控制字符，這樣就可以格式的控制字符，這樣就可以在圖

11、形上添加希臘字母、數(shù)學(xué)在圖形上添加希臘字母、數(shù)學(xué)符號及公式等內(nèi)容。例符號及公式等內(nèi)容。例,text(0.3,0.5, sin(omegat+beta)將得到將得到標注效果標注效果sin(t+)。例例2-7 在在0 x2 區(qū)間內(nèi)，繪制曲線區(qū)間內(nèi)，繪制曲線y1=2e-0.5x和和y2=cos(4x)，并給圖形添加圖形標注。，并給圖形添加圖形標注。程序如下：程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y1=2*exp(-0.5*x);y2=cos(4*pi*x);plot(x,y1,x,y2)title(x from 0 to 2pi); %加圖形標題加圖形標題xlabel(Variable X);

12、%加加X軸說明軸說明ylabel(Variable Y); %加加Y軸說明軸說明text(0.8,1.5,曲線曲線y1=2e-0.5x); %在指定位置添加圖在指定位置添加圖形說明形說明text(2.5,1.1,曲線曲線y2=cos(4pix); legend(y1, y2) %加圖例加圖例例2-8在同一坐標中，可以繪制2個同心圓，并加坐標控制。程序如下：theta=0:.01:2*pi; r1=10;r2=8; x1=cos(theta)*r1; y1=sin(theta)*r1; x2=cos(theta)*r2; y2=sin(theta)*r2; plot(x1,y1,x2,y2) a

13、xis equalgrid on; %加網(wǎng)格線加網(wǎng)格線box on; %加坐標邊框加坐標邊框axis equal %坐標軸采用等刻度坐標軸采用等刻度2坐標控制axis函數(shù)的調(diào)用格式為：函數(shù)的調(diào)用格式為：axis(xmin xmax ymin ymax zmin zmax)axis函數(shù)功能豐富，常用的格式還有：函數(shù)功能豐富，常用的格式還有：axis equal：縱、橫坐標軸采用等長刻度。：縱、橫坐標軸采用等長刻度。axis square：產(chǎn)生正方形坐標系：產(chǎn)生正方形坐標系(缺省為矩形缺省為矩形)。axis auto：使用缺省設(shè)置。：使用缺省設(shè)置。axis off：取消坐標軸。：取消坐標軸。axi

14、s on：顯示坐標軸。：顯示坐標軸。 給坐標加網(wǎng)格線用給坐標加網(wǎng)格線用grid命令來控制。命令來控制。grid on/off命令命令控制是畫還是不畫網(wǎng)格線，不帶參數(shù)的控制是畫還是不畫網(wǎng)格線，不帶參數(shù)的grid命令在兩種命令在兩種狀態(tài)之間進行切換。狀態(tài)之間進行切換。 給坐標加邊框用給坐標加邊框用box命令來控制。命令來控制。box on/off命令控制是命令控制是加還是不加邊框線，不帶參數(shù)的加還是不加邊框線，不帶參數(shù)的box命令在兩種狀態(tài)之間進行命令在兩種狀態(tài)之間進行切換。切換。2.1.5 圖形的可視化編輯 MATLAB 在圖形窗口中提供了可視化的圖形編輯在圖形窗口中提供了可視化的圖形編輯工具，

15、利用圖形窗口菜單欄或工具欄中的有關(guān)命令可工具，利用圖形窗口菜單欄或工具欄中的有關(guān)命令可以完成對窗口中各種圖形對象的編輯處理。以完成對窗口中各種圖形對象的編輯處理。 在圖形窗口上有一個菜單欄和工具欄。菜單欄在圖形窗口上有一個菜單欄和工具欄。菜單欄包含包含F(xiàn)ile、Edit、View、Insert、Tools、Window和和Help共共7個菜單項，工具欄包含個菜單項，工具欄包含11個命令按鈕。個命令按鈕。2.1.6 圖形窗口的分割subplot函數(shù)的調(diào)用格式為：函數(shù)的調(diào)用格式為： subplot(m,n,p)該函數(shù)將當前圖形窗口分成該函數(shù)將當前圖形窗口分成mn個繪圖區(qū)，個繪圖區(qū)，即每行即每行n個

16、，共個，共m行，區(qū)號按行優(yōu)先編號，且行，區(qū)號按行優(yōu)先編號，且選定第選定第p個區(qū)為當前活動區(qū)。在每一個繪圖區(qū)個區(qū)為當前活動區(qū)。在每一個繪圖區(qū)允許以不同的坐標系單獨繪制圖形。允許以不同的坐標系單獨繪制圖形。例例2-10 在圖形窗口中，以子圖形式同時繪制多根曲線。在圖形窗口中，以子圖形式同時繪制多根曲線。t=0:pi/100:2*pi;y1=sin(t);y3=sin(t+0.5);y2=cos(t);y4=cos(t+0.5);subplot(2,2,1);plot(t,y1)subplot(2,2,2);plot(t,y2)subplot(2,2,3);plot(t,y3)subplot(2,2

17、,4);plot(t,y4)2.2 其他二維圖形2.2.1 其他坐標系下的二維數(shù)據(jù)曲線圖其他坐標系下的二維數(shù)據(jù)曲線圖1對數(shù)坐標圖形對數(shù)坐標圖形 MATLAB提供了繪制對數(shù)和半對數(shù)坐標曲線的函數(shù)，調(diào)提供了繪制對數(shù)和半對數(shù)坐標曲線的函數(shù)，調(diào)用格式為：用格式為：semilogx(x1,y1,選項選項1,x2,y2,選項選項2,)semilogy(x1,y1,選項選項1,x2,y2,選項選項2,)loglog(x1,y1,選項選項1,x2,y2,選項選項2,)例例2-11 繪制繪制y=10 x的對數(shù)坐標圖并與直角的對數(shù)坐標圖并與直角線性坐標圖進行比較。線性坐標圖進行比較。t=1:0.2:2;y=10.

18、t;subplot(2,2,1);plot(t,y)subplot(2,2,2);semilogx(t,y)subplot(2,2,3);semilogy(t,y)subplot(2,2,4);loglog(t,y)2極坐標圖polar函數(shù)用來繪制極坐標圖，其調(diào)用格式為：函數(shù)用來繪制極坐標圖，其調(diào)用格式為： polar(theta,rho,選項選項)其中其中theta為極坐標極角，為極坐標極角，rho為極坐標矢徑，選項的內(nèi)容為極坐標矢徑，選項的內(nèi)容與與plot函數(shù)相似。函數(shù)相似。例例2-12 繪制繪制r=sin(t)cos(t)的極坐標圖，并標記數(shù)據(jù)點。的極坐標圖，并標記數(shù)據(jù)點。程序如下：程序

19、如下：t=0:pi/50:2*pi;r=sin(t).*cos(t);polar(t,r,-*);2.2.2 二維統(tǒng)計分析圖 在在MATLAB中，二維統(tǒng)計分析圖形很多，常見的有條形中，二維統(tǒng)計分析圖形很多，常見的有條形圖、階梯圖、桿圖和填充圖等，所采用的函數(shù)分別是：圖、階梯圖、桿圖和填充圖等，所采用的函數(shù)分別是：bar(x,y,選項選項)stairs(x,y,選項選項)stem(x,y,選項選項)fill(x1,y1,選項選項1,x2,y2,選項選項2,)例2-13 分別以條形圖、階梯圖、桿圖和填充圖形式繪制曲線y=2sin(x)。程序如下：x=0:pi/10:2*pi;y=2*sin(x);

20、subplot(2,2,1);bar(x,y,g);title(bar(x,y,g);axis(0,7,-2,2);subplot(2,2,2);stairs(x,y,b);title(stairs(x,y,b);axis(0,7,-2,2);subplot(2,2,3);stem(x,y,k);title(stem(x,y,k);axis(0,7,-2,2);subplot(2,2,4);fill(x,y,y);title(fill(x,y,y);axis(0,7,-2,2);MATLAB提供的統(tǒng)計分析繪圖函數(shù)還有很多，例如，提供的統(tǒng)計分析繪圖函數(shù)還有很多，例如，用來表示各元素占總和的百分比

21、的餅圖、復(fù)數(shù)的相量用來表示各元素占總和的百分比的餅圖、復(fù)數(shù)的相量圖等等。圖等等。例例2-14 繪制圖形：繪制圖形：(1) 某企業(yè)全年各季度的產(chǎn)值某企業(yè)全年各季度的產(chǎn)值(單位：萬元單位：萬元)分別為：分別為：2347,1827,2043,3025，試用餅圖作統(tǒng)計分析。，試用餅圖作統(tǒng)計分析。(2) 繪制復(fù)數(shù)的相量圖：繪制復(fù)數(shù)的相量圖：7+2.9i、2-3i和和-1.5-6i。程序如下：程序如下：subplot(1,2,1);pie(2347,1827,2043,3025);title(餅圖餅圖);legend(一季度一季度,二季度二季度,三季度三季度,四季度四季度);subplot(1,2,2);

22、compass(7+2.9i,2-3i,-1.5-6i);title(相量圖相量圖);2.3符號函數(shù)符號函數(shù)(顯函數(shù)、隱函數(shù)和參數(shù)方程顯函數(shù)、隱函數(shù)和參數(shù)方程)畫圖畫圖(1) ezplotezplot(x(t),y(t),tmin,tmax) 表示在區(qū)間tminttmax繪制參數(shù)方程 x=x(t),y=y(t)的函數(shù)圖.ezplot(f(x),a,b) 表示在axb繪制顯函數(shù)f=f(x)的函數(shù)圖.ezplot(f(x,y),xmin,xmax,ymin,ymax) 表示在區(qū)間xminxxmax和 yminyymax繪制隱函數(shù)f(x,y)=0的函數(shù)圖.例例 在0, 上畫y=cos x 的圖形.解

23、解 輸入命令 ezplot(sin(x),0,pi)解解 輸入命令 ezplot(cos(t)3,sin(t)3,0.2*pi)解解 輸入命令ezplot(exp(x)+sin(x*y),-2,0.5,0,2)(2) fplot對函數(shù)自適應(yīng)采樣的繪圖函數(shù)fplot函數(shù)的調(diào)用格式為：函數(shù)的調(diào)用格式為： fplot(fname,lims,tol,選項選項)其中其中fname為函數(shù)名，以字符串形式出現(xiàn)，為函數(shù)名，以字符串形式出現(xiàn)，lims為為x,y的取值的取值范圍，范圍，tol為相對允許誤差，其系統(tǒng)默認值為為相對允許誤差，其系統(tǒng)默認值為2e-3。選項定。選項定義與義與plot函數(shù)相同。函數(shù)相同。注意

24、：1 fun必須是M文件的函數(shù)名或是獨立變量為x的字符串. 2 fplot函數(shù)不能畫參數(shù)方程和隱函數(shù)圖形，但在一個圖上可以畫多個圖形.例例2-9 用用fplot函數(shù)繪制函數(shù)繪制f(x)=cos(tan(x)的曲線。的曲線。命令如下：命令如下： fplot(cos(tan(pi*x), 0,1,1e-4)2.4 三維圖形2.4.1 三維曲線三維曲線plot3函數(shù)與函數(shù)與plot函數(shù)用法十分相似，其調(diào)用格式為：函數(shù)用法十分相似，其調(diào)用格式為： plot3(x1,y1,z1,選項選項1,x2,y2,z2,選項選項2,xn,yn,zn,選項選項n) 其中每一組其中每一組x,y,z組成一組曲線的坐標參數(shù)

25、，選項的定義和組成一組曲線的坐標參數(shù)，選項的定義和plot函數(shù)相同。當函數(shù)相同。當x,y,z是同維向量時，則是同維向量時，則x,y,z 對應(yīng)元素構(gòu)成一條對應(yīng)元素構(gòu)成一條三維曲線。當三維曲線。當x,y,z是同維矩陣時，則以是同維矩陣時，則以x,y,z對應(yīng)列元素繪制三對應(yīng)列元素繪制三維曲線，曲線條數(shù)等于矩陣列數(shù)。維曲線，曲線條數(shù)等于矩陣列數(shù)。例例2-16 繪制三維曲線。繪制三維曲線。程序如下：程序如下：t=0:pi/100:20*pi;x=sin(t);y=cos(t);z=t.*sin(t).*cos(t);plot3(x,y,z);title(Line in 3-D Space);xlabel

26、(X);ylabel(Y);zlabel(Z);grid on;2.4.2 三維曲面1產(chǎn)生三維數(shù)據(jù)產(chǎn)生三維數(shù)據(jù)在在MATLAB中，利用中，利用meshgrid函數(shù)產(chǎn)生平面區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格函數(shù)產(chǎn)生平面區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格坐標矩陣。其格式為：坐標矩陣。其格式為：x=a:d1:b; y=c:d2:d;X,Y=meshgrid(x,y);語句執(zhí)行后，矩陣語句執(zhí)行后，矩陣X的每一行都是向量的每一行都是向量x，行數(shù)等于向量，行數(shù)等于向量y的的元素的個數(shù)，矩陣元素的個數(shù)，矩陣Y的每一列都是向量的每一列都是向量y，列數(shù)等于向量，列數(shù)等于向量x的元素的個數(shù)。的元素的個數(shù)。2繪制三維曲面的函數(shù)繪制三維曲面的函數(shù)surf函數(shù)和

27、函數(shù)和mesh函數(shù)的調(diào)用格式為：函數(shù)的調(diào)用格式為：mesh(x,y,z,c)surf(x,y,z,c)一般情況下，一般情況下，x,y,z是維數(shù)相同的矩陣。是維數(shù)相同的矩陣。x,y是網(wǎng)格坐標矩是網(wǎng)格坐標矩陣，陣，z是網(wǎng)格點上的高度矩陣，是網(wǎng)格點上的高度矩陣，c用于指定在不同高度下的用于指定在不同高度下的顏色范圍。顏色范圍。此外，還有帶等高線的三維網(wǎng)格曲面函數(shù)此外，還有帶等高線的三維網(wǎng)格曲面函數(shù)meshc和帶底座的三維網(wǎng)格曲面函數(shù)和帶底座的三維網(wǎng)格曲面函數(shù)meshz。其用法與其用法與mesh類似，不同的是類似，不同的是meshc還在還在xy平面上繪制曲面在平面上繪制曲面在z軸方向的等高線，軸方向的

28、等高線，meshz還在還在xy平面上繪制曲面的底座。平面上繪制曲面的底座。3. 平面等值線圖平面等值線圖: contour(x,y,z,n) 繪制n個等值線的二維 等值線圖解解 輸入命令： X,Y=meshgrid(-2:0.2:2,-2:0.2:3); Z=X.*exp(-X.2-Y.2); C,h=contour(X,Y,Z); clabel(C,h) colormap cool2. 空間等值線圖：空間等值線圖： contour 3(x,y,z,n) 其中n表示等值線數(shù).例例 山峰的三維和二維等值線圖. 解 x,y,z=peaks; subplot(1,2,1) contour3(x,y,

29、z,16,s) grid, xlabel(x-axis),ylabel(y-axis) zlabel(z-axis) title(contour3 of peaks); subplot(1,2,2) contour(x,y,z,16,s) grid, xlabel(x-axis), ylabel(y-axis) title(contour of peaks);例例2-18 在在xy平面內(nèi)選擇區(qū)域平面內(nèi)選擇區(qū)域-8,8-8,8，繪制，繪制4種三維曲面圖。種三維曲面圖。程序如下：程序如下：x,y=meshgrid(-8:0.5:8);z=sin(sqrt(x.2+y.2)./sqrt(x.2+y.

30、2+eps);subplot(2,2,1);mesh(x,y,z);title(mesh(x,y,z)subplot(2,2,2);meshc(x,y,z);title(meshc(x,y,z)subplot(2,2,3);meshz(x,y,z)title(meshz(x,y,z)subplot(2,2,4);surf(x,y,z);title(surf(x,y,z)3標準三維曲面sphere函數(shù)的調(diào)用格式為：球體函數(shù)的調(diào)用格式為：球體 x,y,z=sphere(n)cylinder函數(shù)的調(diào)用格式為：圓柱函數(shù)的調(diào)用格式為：圓柱 x,y,z= cylinder(R,n)半徑為半徑為R,高度為高

31、度為1的圓柱體的的圓柱體的xyz軸的坐標值軸的坐標值,圓柱體的圓周有指定的圓柱體的圓周有指定的n個距離相同的點個距離相同的點MATLAB還有一個還有一個peaks 函數(shù)，稱為多峰函數(shù)，常用于三函數(shù)，稱為多峰函數(shù)，常用于三維曲面的演示。維曲面的演示。例例2-19 繪制標準三維曲面圖形。繪制標準三維曲面圖形。程序如下：程序如下：t=0:pi/20:2*pi;x,y,z= cylinder(2+sin(t),30);subplot(2,2,1);surf(x,y,z);subplot(2,2,2);x,y,z=sphere;surf(x,y,z);subplot(2,1,2);x,y,z=peaks

32、(30); surf(x,y,z);2.5 圖形修飾處理2.5.1 視點處理視點處理MATLAB提供了設(shè)置視點的函數(shù)提供了設(shè)置視點的函數(shù)view，其調(diào)，其調(diào)用格式為：用格式為： view(az,el)其中其中az為方位角，為方位角，el為仰角，它們均以度為單為仰角，它們均以度為單位。系統(tǒng)缺省的視點定義為方位角位。系統(tǒng)缺省的視點定義為方位角-37.5,仰仰角角30。2.5.2 色彩處理1顏色的向量表示顏色的向量表示 MATLAB除用字符表示顏色外，還可以用含有除用字符表示顏色外，還可以用含有3個元個元素的向量表示顏色。向量元素在素的向量表示顏色。向量元素在0,1范圍取值，范圍取值，3個元個元素分

33、別表示紅、綠、藍素分別表示紅、綠、藍3種顏色的相對亮度，稱為種顏色的相對亮度，稱為RGB三三元組。元組。2色圖色圖 色圖色圖(Color map)是是MATLAB系統(tǒng)引入的概念。在系統(tǒng)引入的概念。在MATLAB中，每個圖形窗口只能有一個色圖。色圖是中，每個圖形窗口只能有一個色圖。色圖是m3 的數(shù)值矩陣，它的每一行是的數(shù)值矩陣，它的每一行是RGB三元組。色圖矩陣可以人三元組。色圖矩陣可以人為地生成，也可以調(diào)用為地生成，也可以調(diào)用MATLAB提供的函數(shù)來定義色圖矩陣。提供的函數(shù)來定義色圖矩陣。3三維表面圖形的著色三維表面圖形的著色 三維表面圖實際上就是在網(wǎng)格圖的每一個網(wǎng)格片上涂上三維表面圖實際上就

34、是在網(wǎng)格圖的每一個網(wǎng)格片上涂上顏色。顏色。surf函數(shù)用缺省的著色方式對網(wǎng)格片著色。除此函數(shù)用缺省的著色方式對網(wǎng)格片著色。除此之外，還可以用之外，還可以用shading命令來改變著色方式。命令來改變著色方式。 shading faceted命令將每個網(wǎng)格片用其高度對應(yīng)的顏命令將每個網(wǎng)格片用其高度對應(yīng)的顏色進行著色，但網(wǎng)格線仍保留著，其顏色是黑色。這是色進行著色，但網(wǎng)格線仍保留著，其顏色是黑色。這是系統(tǒng)的缺省著色方式。系統(tǒng)的缺省著色方式。 shading flat命令將每個網(wǎng)格片用同一個顏色進行命令將每個網(wǎng)格片用同一個顏色進行著色，且網(wǎng)格線也用相應(yīng)的顏色，從而使得圖形表面著色，且網(wǎng)格線也用相應(yīng)的

35、顏色，從而使得圖形表面顯得更加光滑。顯得更加光滑。 shading interp命令在網(wǎng)格片內(nèi)采用顏色插值處理，命令在網(wǎng)格片內(nèi)采用顏色插值處理，得出的表面圖顯得最光滑。得出的表面圖顯得最光滑。例例2-23 3種圖形著色方式的效果展示。種圖形著色方式的效果展示。程序如下：程序如下：x,y,z=sphere(20);colormap(copper);subplot(1,3,1);surf(x,y,z);axis equalsubplot(1,3,2);surf(x,y,z);shading flat;axis equalsubplot(1,3,3);surf(x,y,z);shading inte

36、rp;axis equal2.5.4 圖形的裁剪處理例例2-25 繪制三維曲面圖，并進行插值著色處理，裁掉圖中繪制三維曲面圖，并進行插值著色處理，裁掉圖中x和和y都小于都小于0部分。部分。程序如下：程序如下：x,y=meshgrid(-5:0.1:5);z=cos(x).*cos(y).*exp(-sqrt(x.2+y.2)/4);surf(x,y,z);shading interp;pause %程序暫停程序暫停i=find(x=0&y=0);z1=z;z1(i)=NaN;surf(x,y,z1);shading interp;為了展示裁剪效果，第一個曲面繪制完成后暫停，然后顯示裁為

37、了展示裁剪效果，第一個曲面繪制完成后暫停，然后顯示裁剪后的曲面。剪后的曲面。 動畫制作動畫制作MATLAB提供提供getframe、moviein和和movie函數(shù)進行動畫函數(shù)進行動畫制作。制作。1getframe函數(shù)函數(shù)getframe函數(shù)可截取一幅畫面信息函數(shù)可截取一幅畫面信息(稱為動畫中的一幀稱為動畫中的一幀)，一幅畫面信息形成一個很大的列向量。顯然，保存一幅畫面信息形成一個很大的列向量。顯然，保存n幅幅圖面就需一個大矩陣。圖面就需一個大矩陣。2moviein函數(shù)函數(shù)moviein(n)函數(shù)用來建立一個足夠大的函數(shù)用來建立一個足夠大的n列矩陣。該矩陣用列矩陣。該矩陣用來保存來保存n幅畫面

38、的數(shù)據(jù)，以備播放。之所以要事先建立一個幅畫面的數(shù)據(jù)，以備播放。之所以要事先建立一個大矩陣，是為了提高程序運行速度。大矩陣，是為了提高程序運行速度。3movie函數(shù)函數(shù)movie(m,n)函數(shù)播放由矩陣函數(shù)播放由矩陣m所定義的畫面所定義的畫面n次，缺省時次，缺省時播放一次。播放一次。例例2-27 繪制了繪制了peaks函數(shù)曲面并且將它繞函數(shù)曲面并且將它繞z軸旋轉(zhuǎn)。軸旋轉(zhuǎn)。程序如下程序如下X,Y,Z=peaks(30); surf(X,Y,Z)axis(-3,3,-3,3,-10,10)axis off;shading interp;colormap(hot);m=moviein(20); %建立一個建立一個20列大矩陣列大矩陣for i=1:20view(-37.5+24*(i-1),30) %改變視點改變視點m(:,i)=getframe; %將圖形保存到將圖形保存到m矩陣矩陣end movie(m,2); %播放畫面播放畫面2次次應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例clear;t=1:9;d1=12.5113.5415.6015.9220.6424.5330.2430.0036.34;d2=2.8720.5432.2140.5048.3164.5172.3285.988