Matlab第二章繪圖

1、第二章 Matlab繪圖Matlab 繪圖如何畫出 ysin(x) 在 0, 2*pi 上的圖像？q 手工作圖Matlab 繪圖u 找點(diǎn)： x=0, pi/3, pi/2, 2*pi/3, pi, u 計(jì)算函數(shù)值： y=sin(0), sin(pi/3), sin(pi/2), u 描點(diǎn)：在坐標(biāo)系中畫出這些離散點(diǎn)u 用直線或曲線連接這些點(diǎn)，得到函數(shù)的大致圖形q Matlab 作圖Matlab 繪圖u 給出離散點(diǎn)列： x=0:pi/10:2*piu 計(jì)算函數(shù)值： y=sin(x)u 畫圖：用 matlab 二維繪圖命令 plot 作出函數(shù)圖形 plot(x,y) 例： x=0:pi/10:2*p

2、i; y=sin(x); plot(x,y);Matlab 二維作圖u plot(x,y)q 基本形式 x, y 都是向量，則以 x 中元素為橫坐標(biāo)， y 中元素為縱坐標(biāo)作平面曲線。此時(shí) x, y 必須具有相同長(zhǎng)度。 x, y 都是矩陣，則將 x 的列和 y 中相應(yīng)的列相組合，繪制多條平面曲線。此時(shí) x, y 必須具有相同的大小。 x 是向量, y 是矩陣，若 x 的長(zhǎng)度與 y 的行數(shù)相等，則將 x 與 y 中的各列相對(duì)應(yīng)，繪制多條平面曲線；否則，若 x 的長(zhǎng)度與 y 的列數(shù)相等，則將 x 與 y 中的各行相對(duì)應(yīng)，繪制多條平面曲線。此時(shí) x 的長(zhǎng)度必須等于 y 的行數(shù)或列數(shù)。plot 舉例 x

3、=0:0.1:4*pi; y=cos(x); plot(x,y);例：y=cos(x) 在 0, 4*pi 上的圖像自己動(dòng)手指出以下各個(gè)繪圖命令的輸出圖形分別是什么，并上機(jī)驗(yàn)證 t=0 1; x=1 2; y=x;3 4; z=y;5 6; plot(t,x); plot(t,y); plot(t,y); plot(t,z); plot(t,z);Matlab 二維作圖u plot(y): 繪制向量 y 中元素的線性圖q 基本形式（續(xù)）例： y=0,0.48,0.84,1,0.91,6.14; plot(y); figure(2); plot(1:length(y), y)自己動(dòng)手x=1:le

4、ngth(y);plot(x,y);以下標(biāo)為橫坐標(biāo)，元素值為縱坐標(biāo)，等價(jià)于：plot(Y): 當(dāng) Y 是矩陣時(shí)的圖形是什么？ Y=1 2; 3 5; 6 9; plot(Y); plot(Y); q 點(diǎn)和線的基本屬性圖形的屬性u(píng) plot(x,y,string)其中 string 是用 單引號(hào) 括起來的字符串，用來指定圖形的屬性（點(diǎn)、線的形狀和顏色）屬性可以全部指定，也可以只指定其中某幾個(gè)排列順序任意紅色、虛線、離散點(diǎn)用加號(hào)藍(lán)色、點(diǎn)劃線離散點(diǎn)為菱形黑色、實(shí)線離散點(diǎn)用星號(hào) x=0:0.2:2*pi; plot(x,cos(x); plot(x,cos(x),r+:); plot(x,cos(x)

5、,bd-.); plot(x,cos(x),k*-);圖形的基本屬性線型線型點(diǎn)標(biāo)記點(diǎn)標(biāo)記顏色顏色- - 實(shí)線實(shí)線: : 虛線虛線-.-. 點(diǎn)劃線點(diǎn)劃線- 間斷線間斷線. . 點(diǎn)點(diǎn)o o 小圓圈小圓圈x x 叉子符叉子符+ + 加號(hào)加號(hào)* * 星號(hào)星號(hào)s s 方格方格d d 菱形菱形 朝上三角朝上三角v v 朝下三角朝下三角 朝右三角朝右三角 legend(cos(x); text(pi/2,cos(pi/2),leftarrowy=cos(x);xlable, ylabel, text 命令也可以指定文本的屬性其他相關(guān)命令u 保持當(dāng)前窗口的圖像hold on 或 hold offu 新建繪圖窗

6、口figure(n)u 顯示網(wǎng)格grid on 或 grid off其他相關(guān)命令u 劃分繪圖區(qū)域subplot(m,n,p)怎樣在一個(gè)繪圖區(qū)域內(nèi)繪制多個(gè)函數(shù)的圖像 ?將一個(gè)繪圖窗口分割成 m*n 個(gè)子區(qū)域，并 按行 從左至右 依次編號(hào) 。p 表示第 p 個(gè)繪圖子區(qū)域。 x=-pi:pi/10:pi; subplot(2,2,1);plot(x,sin(x); subplot(2,2,2);plot(x,cos(x); subplot(2,2,3);plot(x,x.2); subplot(2,2,4);plot(x,exp(x);例：同時(shí)繪制多個(gè)函數(shù)圖像u plot(x1,y1,s1,x2,y

7、2,s2, . ,xn,yn,sn)屬性選項(xiàng)可以省略等價(jià)于：hold onplot(x1,y1,s1)plot(x2,y2,s2).plot(xn,yn,sn)圖形的其他屬性 x=-pi:pi/10:pi; y=sin(x); plot(x,y,rh:,linewidth,2, . markeredgecolor,b, . markerfacecolor,g)例：q 線條的粗細(xì)，字體大小，坐標(biāo)軸屬性等。linewidth： 指定線條的粗細(xì)markeredgecolor: 指定標(biāo)記的邊緣色markerfacecolor: 指定標(biāo)記表面的顏色注：1) 屬性與屬性的值是成對(duì)出現(xiàn)的 2) 更多屬性參見

8、 plot 的聯(lián)機(jī)幫助空間三維作圖q 三維曲線 ： plot3設(shè)三維曲線的參數(shù)方程為：x=x(t),y=y(t),z=z(t),則其圖形可由下面的命令繪出：例：三維螺旋線plot3的用法與 plot 類似 t=0:0.1:10*pi; x=2*t; y=sin(t); z=cos(t); plot3(x,y,z);plot3(x,y,z,s)空間三維作圖q 空間曲面 空間三維作圖q 空間曲面 mesh(Z) 繪出矩陣 Z 的三維消隱圖。mesh(x,y,Z) x, y 是向量時(shí)，length(x)=n，length(y)=m，m,n=size(Z)mesh(X,Y,Z,C)繪制由矩陣 X,Y,

9、Z 所確定的曲面網(wǎng)格圖，矩陣 C 用于確定網(wǎng)格顏色，省略時(shí) C=Z。mesh, meshc, meshzmeshc調(diào)用方式與 mesh 相同，在 mesh 基礎(chǔ)上增加等高線meshz調(diào)用方式與 mesh 相同，在 mesh 基礎(chǔ)上屏蔽邊界面空間三維作圖u 網(wǎng)格生成函數(shù)：meshgridx, y 為給定的向量，X, Y 是網(wǎng)格劃分后得到的網(wǎng)格矩陣u 繪制由函數(shù) z=z(x,y) 確定的曲面時(shí)，首先需產(chǎn)生一個(gè)網(wǎng)格矩陣，然后計(jì)算函數(shù)在各網(wǎng)格點(diǎn)上的值。若 x = y, 則可簡(jiǎn)寫為 X,Y= meshgrid(x)X,Y= meshgrid(x,y) x=-8:0.5:8; y=-8:0.5:8; X,

10、Y=meshgrid(x,y); r=sqrt(X.2+Y.2)+eps; Z=sin(r)./r; mesh(X,Y,Z)例：q 點(diǎn) 線二維作圖機(jī)制例：y = sin(x), 0 x x=0:0.5:2*pi; y=sin(x); plot(x,y,.)先畫點(diǎn)，后連線一、畫點(diǎn)q 點(diǎn) 線二維作圖舉例例：y = sin(x), 0 x x=0:0.5:2*pi; y=sin(x); plot(x,y,r.-)先畫點(diǎn)，后連線二、連線二維作圖舉例 x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y,.)加密：取更多的點(diǎn) x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y,

11、.-) x=0:0.1:2*pi; y=sin(x); plot(x,y)q 例：三維螺線 Matlab 空間曲線繪圖舉例x=t, y=sin(t), z=cos(t), 0 t t=0:0.5:20; x=t; y=sin(t); z=cos(t); plot3(x,y,z,.-) t=0:0.5:20; x=t; y=sin(t); z=cos(t); plot3(x,y,z,.)空間曲線作圖舉例 t=0:0.1:20; x=t; y=sin(t); z=cos(t); plot3(x,y,z) t=0:0.1:20; x=t; y=sin(t); z=cos(t); plot3(x,y,

12、z,.-)nnmmmnxxxxxxxxx 111212122212Xnnmmmnyyyyyyyyy 111212122212Ynnmmmnzzzzzzzzz 111212122212Z線: 分別沿 x 方向和 y 方向 連接這些點(diǎn)即可得到空間曲面作圖先畫點(diǎn) (x,y,z)，后連線，構(gòu)成曲面網(wǎng)格圖點(diǎn):),(ijijijzyxnjmi, 1, 1q 例：“墨西哥帽子”空間曲面作圖舉例確定的曲面其中由函數(shù) ,/ )sin( 22yxrrrz( a x a, -a y x=-8:0.5:8; y=-8:0.5:8; X,Y=meshgrid(x,y); r=sqrt(X.2+Y.2)+eps; Z=s

13、in(r)./r; mesh(X,Y,Z)1) x 與 y 可以取不同的步長(zhǎng)2) 注意這里采用的數(shù)組運(yùn)算eps？最后一個(gè)命令能否改為 mesh(Z)？X,Y=meshgrid(-8:0.5:8);(e201.m)例：繪制等高線 meshc空間曲面作圖舉例 X,Y=meshgrid(-8:0.5:8); r=sqrt(X.2+Y.2)+eps; Z=sin(r)./r; meshc(X,Y,Z)例：繪制邊界面屏蔽 meshz空間曲面作圖舉例 X,Y=meshgrid(-8:0.5:8); r=sqrt(X.2+Y.2)+eps; Z=sin(r)./r; meshz(X,Y,Z)空間三維作圖q

14、空間曲面其它作圖函數(shù) u sphere(n) 專用于繪制單位球面mesh 繪制網(wǎng)格圖，surf 繪制著色的三維表面圖u surf(X,Y,Z) 繪制由矩陣 X,Y,Z 所確定的曲面圖，參數(shù)含義同 meshsphere 只能畫單位球面！自己動(dòng)手繪制球面 x2 + y2 + z2 = 16surf 作圖舉例 X,Y=meshgrid(-8:0.5:8); r=sqrt(X.2+Y.2)+eps; Z=sin(r)./r; surf(X,Y,Z)mesh 與 surf 的比較如果沒有給出 n 的值，則系統(tǒng)默認(rèn)為 n=20sphere 作圖u 其它調(diào)用方式：axis auto 自動(dòng)模式，使得圖形的坐標(biāo)

15、滿足圖中的一切元素axis equal 各坐標(biāo)軸采用等長(zhǎng)刻度axis square 使繪圖區(qū)域?yàn)檎叫蝍xis on/off 恢復(fù)/取消對(duì)坐標(biāo)軸的一切設(shè)置axis manual 以當(dāng)前的坐標(biāo)限制圖形的繪制（多圖時(shí)） 更多參見 axis 的聯(lián)機(jī)幫助坐標(biāo)軸控制axis(xmin, xmax, ymin, ymax, zmin, zmax)作用：控制坐標(biāo)軸的顯示范圍q 坐標(biāo)軸控制命令： axisu r, g, b 都是 0 1 之間的一個(gè)數(shù)u s 為字符串，表示所采用的色系，常用的值有顏色映象顏色映象 相應(yīng)的顏色系相應(yīng)的顏色系 顏色映象顏色映象 相應(yīng)的顏色系相應(yīng)的顏色系autumn紅黃色系紅黃色系h

16、sv色調(diào)飽和色系色調(diào)飽和色系gray線性灰色系線性灰色系hot黑紅黃白色系黑紅黃白色系cool青和洋紅色系青和洋紅色系 pink柔和色系柔和色系圖像的著色方案colormap(r g b) 或 colormap(s)q colormap: 設(shè)置繪圖的著色方案u ezplot(f)上的圖形繪制 22 在區(qū)間 xf(x)fMatlab 符號(hào)作圖q 二維曲線繪圖： ezplot上的圖形繪制 在區(qū)間 bxaf(x)fu ezplot(f,a,b)上的圖形 22,22 在區(qū)間 0),(yxyxfu ezplot(f(x,y)( , )0 , f x yaxb cyd在區(qū)間上的圖形u ezplot(f(x

17、,y),a,b,c,d)u ezplot(f,g,a,b)( ),( ) xf tyg tatb在區(qū)間上的圖形缺省的繪圖區(qū)間為 -2, 2例：ezplot 作圖Matlab 符號(hào)作圖q 空間曲線繪圖： ezplot3缺省的繪圖區(qū)間為 0, 2u ezplot3(x,y,z,a,b)( ),( ),( ),xx tyy tzz t atb 空間曲線：u ezplot3(x,y,z)( ),( ),( ) 02,xx tyy tttzz空間曲線：Matlab 符號(hào)作圖q 空間曲面繪圖： ezmesh、ezsurfu ezmesh(z(x,y),a,b,c,d)dycbxayxzz,),(u ezmesh(z(x,y),a,b)( , ),zz x y ax ybu ezmesh(z(x,y)( , ), 2,2zz x yx y u ezmesh(x(s,t),y(s,t),z(s,t),a,b,c,d)dtcbsatszztsyytsxx,),(),(),(u ezmesh(x(s,t),y(s,t),z(s,t),a,b)u ezmesh(x(s,t),y(s,t),z(s,t)ezsurf 的用法與 ezmesh 相同上機(jī)作業(yè)為探測(cè)一河床橫斷面結(jié)構(gòu)，在河面上等距測(cè)量河床深度如下，請(qǐng)繪圖表示，要求區(qū)別顯示三次測(cè)量的結(jié)果距離距離/m010203040