MATLAB二維繪圖

1、2022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅2 22022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅3 36.0 二維繪圖基本流程二維繪圖基本流程準(zhǔn)備數(shù)據(jù)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)設(shè)置當(dāng)前繪圖區(qū)設(shè)置當(dāng)前繪圖區(qū)繪制圖形繪制圖形設(shè)置圖形中曲線和標(biāo)記點(diǎn)格式設(shè)置圖形中曲線和標(biāo)記點(diǎn)格式設(shè)置坐標(biāo)軸和網(wǎng)格線屬性設(shè)置坐標(biāo)軸和網(wǎng)格線屬性標(biāo)注圖形標(biāo)注圖形保存和導(dǎo)出圖形保存和導(dǎo)出圖形準(zhǔn)備好繪圖所需橫準(zhǔn)備好繪圖所需橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)坐標(biāo)和縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)在制定的位置創(chuàng)建新的圖在制定的位置創(chuàng)建新的圖形窗口，并自動(dòng)以此窗口形窗口，并自動(dòng)以此窗口的繪圖為新的繪圖區(qū)的繪圖為新的繪圖區(qū)創(chuàng)建坐標(biāo)軸，

2、指定創(chuàng)建坐標(biāo)軸，指定疊加繪圖模式，繪疊加繪圖模式，繪制圖形曲線。制圖形曲線。設(shè)置圖形中的線寬、線型、設(shè)置圖形中的線寬、線型、顏色和標(biāo)記點(diǎn)的形狀、大顏色和標(biāo)記點(diǎn)的形狀、大小和顏色等小和顏色等將坐標(biāo)軸的范圍設(shè)置在將坐標(biāo)軸的范圍設(shè)置在指定曲線。指定曲線。對圖形進(jìn)行標(biāo)注，包括在對圖形進(jìn)行標(biāo)注，包括在圖形中添加標(biāo)題、坐標(biāo)軸圖形中添加標(biāo)題、坐標(biāo)軸標(biāo)注、文字標(biāo)注等標(biāo)注、文字標(biāo)注等按指定文件格按指定文件格式、屬性保存式、屬性保存或?qū)С鰣D形，或?qū)С鰣D形，以備后續(xù)使用。以備后續(xù)使用。6.0 二維圖形的基本繪圖二維圖形的基本繪圖 高級(jí)繪圖命令高級(jí)繪圖命令plot plot命令以一體化的方式繪出圖形，即用戶只需給命令

3、以一體化的方式繪出圖形，即用戶只需給出圖形出圖形定義數(shù)據(jù)定義數(shù)據(jù)、繪圖范圍繪圖范圍、刻度大小刻度大小等，細(xì)節(jié)內(nèi)等，細(xì)節(jié)內(nèi)容都可由系統(tǒng)自動(dòng)確定。容都可由系統(tǒng)自動(dòng)確定。plot是使用最方便、應(yīng)用是使用最方便、應(yīng)用最廣的繪圖命令。最廣的繪圖命令。 低級(jí)繪圖命令低級(jí)繪圖命令line line命令允許用戶在圖形窗口的任意位置用低級(jí)繪圖命令允許用戶在圖形窗口的任意位置用低級(jí)繪圖命令命令line畫直線或折線畫直線或折線。2022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅4 4藍(lán)色、深綠色、紅色、淡橄欖綠色、藍(lán)色、深綠色、紅色、淡橄欖綠色、紫紅色、土黃色、灰色紫紅色、土黃色、灰色6.0

4、 二維圖形的基本繪圖二維圖形的基本繪圖 line函數(shù)與函數(shù)與plot函數(shù)的區(qū)別：函數(shù)的區(qū)別： 函數(shù)函數(shù)line和函數(shù)和函數(shù)plot用法相似，不同的是用法相似，不同的是線型線型、顏顏色色和和標(biāo)記符號(hào)標(biāo)記符號(hào)需要分別使用需要分別使用“LineStyle”、“Color”和和“Marker”來設(shè)定，而來設(shè)定，而plot函數(shù)使用中函數(shù)使用中可以利用一個(gè)字符串來方便的設(shè)定?？梢岳靡粋€(gè)字符串來方便的設(shè)定。 與函數(shù)與函數(shù)plot不同的是，函數(shù)不同的是，函數(shù)line可以用來畫可以用來畫三維曲三維曲線線，但函數(shù)，但函數(shù)line直接畫出來的結(jié)果是三維曲線在直接畫出來的結(jié)果是三維曲線在xy平面上的投影。平面上的投

5、影。2022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5 52022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅6 66.1 二維圖形二維圖形6.1.1 plot(x,y)基本格式基本格式 MATLAB中最常用的繪圖函數(shù)為中最常用的繪圖函數(shù)為plot，根據(jù)不同的，根據(jù)不同的坐標(biāo)參數(shù)，它可以在二維平面上繪制出不同的曲線。坐標(biāo)參數(shù)，它可以在二維平面上繪制出不同的曲線。 plot(x,y) 以以y(x)的函數(shù)關(guān)系作出直角坐標(biāo)圖。的函數(shù)關(guān)系作出直角坐標(biāo)圖。x，y形式形式x，y表示含義表示含義x，y為長度相同的一維數(shù)組為長度相同的一維數(shù)組分別表示采樣點(diǎn)的橫坐

6、標(biāo)和縱坐標(biāo)分別表示采樣點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)x，y為為n維向量維向量x的元素為橫坐標(biāo)；的元素為橫坐標(biāo)；y的元素為縱坐的元素為縱坐標(biāo)標(biāo)x為為n維向量；維向量；y為為mn或或nm矩陣矩陣以以x元素為橫坐標(biāo)，繪制元素為橫坐標(biāo)，繪制y的的m個(gè)個(gè)n維向量維向量x，y均為均為mn矩陣矩陣以以x各列為橫坐標(biāo)，各列為橫坐標(biāo)，y對應(yīng)列為縱坐對應(yīng)列為縱坐標(biāo)標(biāo)表表5-1 plot(x,y)5-1 plot(x,y)基本格式基本格式2022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅7 7x x，y y均為均為n n維向量時(shí)，繪制向量維向量時(shí)，繪制向量y y對向量對向量x x的圖形，即以的圖形，即以

7、x x為橫坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，y y為縱坐標(biāo)。為縱坐標(biāo)。x=0:0.1:10;y=sin(x)+2;plot(x,y)2022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)西南石油大學(xué)-電信學(xué)院電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室自動(dòng)化教研室-張悅張悅8 8第第i i條曲線條曲線橫坐標(biāo)：橫坐標(biāo)：x x矩陣的第矩陣的第i i列分量列分量縱坐標(biāo)：縱坐標(biāo)：y y矩陣的第矩陣的第i i列分量列分量x x，y y均為均為m mn n的矩陣，將繪制的矩陣，將繪制n n條不同顏色的連線。條不同顏色的連線。x=1,2,3;4,5,6;7,8,9;y=2,4,5;3,6,7;4,6,8;plot(x,y)2022-7-42022-7-4西

8、南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅9 9若若y y為向量，以為向量，以y y元素值元素值為縱坐標(biāo)，以相應(yīng)元素為縱坐標(biāo)，以相應(yīng)元素下標(biāo)為橫坐標(biāo)繪圖。下標(biāo)為橫坐標(biāo)繪圖。y=1,2,4,8,16,32,64,128; plot(y) 橫坐標(biāo)：橫坐標(biāo)：數(shù)組下標(biāo)數(shù)組下標(biāo)縱坐標(biāo)：縱坐標(biāo)：向量向量yplot(y)plot(y)缺省自變量缺省自變量x x，y y為向量為向量2022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)西南石油大學(xué)-電信學(xué)院電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室自動(dòng)化教研室-張悅張悅1010若若y y為實(shí)數(shù)矩陣，則為實(shí)數(shù)矩陣，則繪制繪制y y的列向量對其的列向量對其坐標(biāo)索引的圖形。坐標(biāo)索引的圖形。橫坐標(biāo)：

9、橫坐標(biāo)：矩陣行下標(biāo)矩陣行下標(biāo)縱坐標(biāo)：縱坐標(biāo)：y繪制繪制“列數(shù)列數(shù)”曲線曲線y=1,4,7; 2,3,4; 1,7,9; plot(y) plot(y)plot(y)缺省自變量缺省自變量x x，y y為實(shí)數(shù)矩陣為實(shí)數(shù)矩陣2022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅11 11若若y y為復(fù)向量，為復(fù)向量，則則plot(y)plot(y)相當(dāng)于相當(dāng)于plot(real(y),imag(y)plot(real(y),imag(y)x=1:1:100; y=2:2:200; z=x+y.*i; plot(z)plot(y)plot(y)缺省自變量缺省自變量x x，y y為向

10、量為向量2022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅1212x1=0:0.1:10; y1=sin(x1);x2=0:0.1:10; y2=cos(x2);x3=0:0.1:10;y3=sin(x3)+cos(x3);plot(x1,y1,x2,y2,x3,y3)plot(x1,y1,x2,y2) 多條曲線繪圖格式多條曲線繪圖格式多條曲線多條曲線的繪制的繪制2022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅13135.1.2 線型與顏色線型與顏色plot(x1,y1,s) s為字符串，為字符串，用來指定離散點(diǎn)型或連續(xù)線用來指定離散點(diǎn)型或連續(xù)

11、線型型，還可以指定色彩。還可以指定色彩。 x=0:0.5:2*pi; plot(x,sin(x),-.rd)2022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅14145.1.2 線型與顏色線型與顏色顏色符號(hào)顏色符號(hào)顏色顏色顏色符號(hào)顏色符號(hào)顏色顏色y（yellow）黃色黃色g（green）綠色綠色m（magenta）粉紅色粉紅色b（blue）藍(lán)色藍(lán)色c（cyan）青色青色w（white）白色白色r（red）紅色紅色k（black）黑色黑色表表5-2 5-2 曲線顏色曲線顏色表表5-3 5-3 曲線線型曲線線型顏色符號(hào)顏色符號(hào)顏色顏色顏色符號(hào)顏色符號(hào)顏色顏色-實(shí)線實(shí)線-.點(diǎn)

12、劃線點(diǎn)劃線:點(diǎn)線點(diǎn)線-虛線虛線none無線無線2022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅15155.1.2 線型與顏色線型與顏色符號(hào)選項(xiàng)符號(hào)選項(xiàng)含義含義符號(hào)選項(xiàng)符號(hào)選項(xiàng)含義含義*星號(hào)星號(hào)p空心五角星空心五角星.點(diǎn)號(hào)點(diǎn)號(hào).o圓圈圓圈x叉號(hào)叉號(hào)s方塊方塊v下三角下三角d鉆石框鉆石框上三角上三角h空心六角星空心六角星右三角右三角 fplot(sin(x),0,2*pi,d)可見，變化率大的區(qū)段可見，變化率大的區(qū)段采樣點(diǎn)比較集中。采樣點(diǎn)比較集中。26262022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅 fplot(cos(tan(pi*x),0

13、,1,1e-4)可見，在坐標(biāo)可見，在坐標(biāo)0.50.5附近采樣點(diǎn)附近采樣點(diǎn)十分密集，若等間隔采樣，十分密集，若等間隔采樣，不能真實(shí)反映函數(shù)變化規(guī)律。不能真實(shí)反映函數(shù)變化規(guī)律。27272022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.2 特殊坐標(biāo)圖形特殊坐標(biāo)圖形5.2.1 對數(shù)坐標(biāo)圖形對數(shù)坐標(biāo)圖形 1. 雙對數(shù)坐標(biāo)雙對數(shù)坐標(biāo)loglog(x,y) x=0:0.1:2*pi; y=abs(1000*sin(4*x)+1; loglog(x,y)28282022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.2.1 對數(shù)坐標(biāo)圖形對數(shù)坐標(biāo)圖形2. 單對數(shù)

14、曲線單對數(shù)曲線semilogx(x,y)或或semilogy(x,y)29292022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.2.2 極坐標(biāo)圖形極坐標(biāo)圖形 極坐標(biāo)圖極坐標(biāo)圖polar(theta,rho)，其中，其中theta為極坐標(biāo)角度，為極坐標(biāo)角度，rho為為極坐標(biāo)半徑。極坐標(biāo)半徑。 theta=0:0.01:2*pi; rho=sin(2*theta).*cos(2*theta); polar(theta,rho) title(polar plot)2022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅30305.3 其他圖形函數(shù)其他圖形

15、函數(shù) 除了除了plot等基本繪圖函數(shù)外，等基本繪圖函數(shù)外，MATLAB系統(tǒng)還提供系統(tǒng)還提供了許多其他特殊繪圖函數(shù)。這里舉一些代表性例子，了許多其他特殊繪圖函數(shù)。這里舉一些代表性例子，更多更詳細(xì)的信息用戶可隨時(shí)查閱在線幫助，其對更多更詳細(xì)的信息用戶可隨時(shí)查閱在線幫助，其對應(yīng)的應(yīng)的M文件在系統(tǒng)的文件在系統(tǒng)的MATLABTOOLBOXMATLAB目錄下。目錄下。31312022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.3.1 階梯圖形階梯圖形stairs(x,y) x=-2.5:0.25:2.5; y=exp(-x.*x); stairs(x,y); title(stai

16、rs plot)32322022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.3.2 條形圖形條形圖形bar(x,y) x=-2.5:0.25:2.5; y=exp(-x.*x); bar(x,y); title(bar plot)33332022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.3.3 繪制火柴桿狀圖繪制火柴桿狀圖stem(x,y) x=0:0.2:4*pi; y=exp(-0.3*x).*sin(x); stem(x,y); title(stem plot);5.3.4 繪制繪制y的每個(gè)分量附近的每個(gè)分量附近x中的中的元素出現(xiàn)的頻

17、數(shù)直方圖元素出現(xiàn)的頻數(shù)直方圖hist(x,y) x=-2.9:0.2:2.9; y=randn(5000,1); %產(chǎn)生一個(gè)產(chǎn)生一個(gè)mn的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的隨機(jī)數(shù)矩陣的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的隨機(jī)數(shù)矩陣 hist(y,x) %統(tǒng)計(jì)出統(tǒng)計(jì)出y所出現(xiàn)的頻數(shù)圖所出現(xiàn)的頻數(shù)圖 title(Histogram of random data);34342022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.3.5 函數(shù)函數(shù)y=f(x)在在x各分量處的誤各分量處的誤差條狀圖差條狀圖errorbar(x,y,e) x=0:0.2:2*pi; y=sin(x); e=rand(size(x)/5; er

18、rorbar(x,y,e); title(Errorbar plot)35352022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.3.6 極坐標(biāo)下的曲線極坐標(biāo)下的曲線polar(,) t=0:0.1:8*pi; r=2*sin(t/2); polar(t,r); title(雙心臟線雙心臟線)36362022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.3.7 餅狀圖餅狀圖pie 餅圖用于表示矢量后矩陣中元素所占的比例，調(diào)用格式為：餅圖用于表示矢量后矩陣中元素所占的比例，調(diào)用格式為： Pie(x)使用使用x中的數(shù)據(jù)繪制餅圖，中的數(shù)據(jù)繪制餅圖，x

19、中的每一元素用餅圖中的中的每一元素用餅圖中的一個(gè)扇區(qū)表示。一個(gè)扇區(qū)表示。 x=5.5 74.7 44.5 33.2 46.6; pie(x)37372022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.3.7 餅狀圖餅狀圖pie pie(X,explode)將一些扇區(qū)重餅圖分離出來，將一些扇區(qū)重餅圖分離出來，explode為一個(gè)為一個(gè)與與X尺寸相同的矩陣。尺寸相同的矩陣。 x=5.5 74.7 44.5 33.2 46.6; pie(x,0 0 0 0 1)38382022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.3.7 餅狀圖餅狀圖pie

20、如果如果x的全部元素之和小于的全部元素之和小于1，將繪制出部完整的餅圖。，將繪制出部完整的餅圖。 x=0.1 0.2 0.4; pie(x)39392022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.3.8 拓?fù)潢P(guān)系繪圖拓?fù)潢P(guān)系繪圖gplot(A,xy,lc) gplot(A,xy,lc)中，中，A為一個(gè)圖為一個(gè)圖G的鄰接矩陣，即若的鄰接矩陣，即若a(i,j)非非0，則從節(jié)點(diǎn)則從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)j有一條邊，但有一條邊，但A未必為方陣。未必為方陣。 xy為一個(gè)為一個(gè)n2的矩陣，表示節(jié)點(diǎn)的位置。即的矩陣，表示節(jié)點(diǎn)的位置。即xy(i,:)=x(i),y(i)。 lc為線型

21、和顏色，缺省為為線型和顏色，缺省為r-，其指明方式與，其指明方式與plot命令相同。命令相同。 B,V=bucky; H=sparse(60,60); gplot(B-H,V,b-); hold on gplot(H,V,r-); title(gplot plot)40402022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.3.8 拓?fù)潢P(guān)系繪圖拓?fù)潢P(guān)系繪圖gplot(A,xy,lc)41412022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.3.9 填充多邊形命令填充多邊形命令fill(x,y,c) 填充由點(diǎn)填充由點(diǎn)(x1,y1),(x2,y

22、2),(xn,yn)構(gòu)成的多邊形，其顏色由構(gòu)成的多邊形，其顏色由c指明。指明。 x=1:5; y=0 -1 1 -1 0; fill(x,y,r) title(fill plot)42422022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.3.9 填充多邊形命令填充多邊形命令fill(x,y,c) x=linspace(0,10,50); y=sin(x).*exp(-x/3); fill(x,y,y) title(fill plot)43432022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.3.10 區(qū)域填充命令區(qū)域填充命令area(x,

23、y) area(x,y,屬性名屬性名1,屬性值屬性值1,) 對對x、y界定的區(qū)域填充，并對各屬性設(shè)置對應(yīng)的屬性值。界定的區(qū)域填充，并對各屬性設(shè)置對應(yīng)的屬性值。 t=linspace(0,2*pi,14); x=sin(2*t); y=cos(2*t); area(x,y,facecolor,r) title(area plot)44442022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.3.10 區(qū)域填充命令區(qū)域填充命令area(x,y)45452022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.3.11 對比繪圖命令對比繪圖命令plotyy

24、 plotyy(x1,y1,x2,y2)在同一坐標(biāo)系中使用不同坐標(biāo)繪制兩個(gè)在同一坐標(biāo)系中使用不同坐標(biāo)繪制兩個(gè)圖形。圖形。 x=-2*pi:pi/100:2*pi; y1=sin(x); y2=2*abs(cos(x); subplot(2,1,1) plot(x,y1,x,y2) title(按相同坐標(biāo)繪制兩個(gè)圖形按相同坐標(biāo)繪制兩個(gè)圖形) subplot(2,1,2) plotyy(x,y1,x,y2,plot,semilogy) title(按不同坐標(biāo)繪制兩個(gè)圖形按不同坐標(biāo)繪制兩個(gè)圖形)46462022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.3.11 對比繪圖命令對比繪圖命令plotyy47472022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.3.12 羽毛圖羽毛圖feather(z) theta=linspace(0,2*pi,20); z=cos(theta)+i*sin(theta); feather(z,m) title(feather plot)48482022-7-42022-7-4西南石油大學(xué)-電信學(xué)院-自動(dòng)化教研室-張悅5.3.13 射線圖射線圖compass(z) theta=linspace(