MATLAB的可視化功能

第4章MATLAB的可視化功能

4.1繪制二維圖形4.2繪制三維圖形4.3符號(hào)函數(shù)圖形的繪制4.4圖形用戶界面1編輯課件4.1繪制二維圖形4.1.1根本繪圖命令4.1.2多個(gè)圖形繪制的方法4.1.6特殊二維圖形4.1.3曲線的線型、顏色和數(shù)據(jù)點(diǎn)形4.1.4設(shè)置坐標(biāo)軸和文字標(biāo)注4.1.5特殊坐標(biāo)二維圖形2編輯課件第4章MATLAB的可視化功能

4.1繪制二維圖形4.1.1根本繪圖命令plot命令是MATLAB中最簡(jiǎn)單而且使用最廣泛的一個(gè)繪圖命令，用來(lái)繪制二維曲線。該命令將各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)用直線連接來(lái)繪制圖形。MATLAB的其它二維繪圖命令中的絕大多數(shù)是以plot為根底構(gòu)造的。plot命令翻開(kāi)一個(gè)默認(rèn)的圖形窗口，如果已經(jīng)存在一個(gè)圖形窗口，plot命令將刷新當(dāng)前窗口的圖形。3編輯課件plot(x)：繪制以x為縱坐標(biāo)的二維曲線。

plot(x,y)：繪制以x為橫坐標(biāo)、y為縱坐標(biāo)的 二維曲線。說(shuō)明：x和y可以是向量或矩陣plot命令的根本調(diào)用格式(1)．用plot(x)命令繪制x向量曲線

當(dāng)x是長(zhǎng)度為n的數(shù)值向量，那么坐標(biāo)系的縱坐標(biāo)為向量x，橫坐標(biāo)為MATLAB系統(tǒng)根據(jù)x向量的元素序號(hào)自動(dòng)生成從1開(kāi)始的向量。4編輯課件5編輯課件6編輯課件(2)．用plot(x,y)命令繪制向量x和y的曲線當(dāng)參數(shù)x和y都是長(zhǎng)度為n的向量時(shí)，x,y的長(zhǎng)度必須相等，用plot(x,y)命令繪制縱坐標(biāo)為向量y，橫坐標(biāo)為向量x的曲線。(3)．用plot(x)命令繪制矩陣x的曲線

當(dāng)x是一個(gè)m×n的矩陣，plot(x)命令為矩陣的每列畫(huà)出一條線，共n條曲線，各曲線自動(dòng)用不同顏色表示；每條線的橫坐標(biāo)為向量1:m，m是矩陣的行數(shù)，繪制方法與向量相同。7編輯課件8編輯課件(4)．用plot(x,y)命令繪制混合式曲線

如果x是向量，而y是矩陣，那么x的長(zhǎng)度與矩陣y的行數(shù)或列數(shù)必須相等，如果x的長(zhǎng)度與y的行數(shù)相等，那么向量x與矩陣y的每列向量對(duì)應(yīng)一條曲線；如果x的長(zhǎng)度與y的列數(shù)相等，向量x與矩陣y的每行向量對(duì)應(yīng)一條曲線；如果y是方陣，那么x和y的行數(shù)、列數(shù)都相等，將向量x與矩陣y的每列向量畫(huà)一條曲線。如果x是矩陣，而y是向量，那么y的長(zhǎng)度必須等于x的行數(shù)或列數(shù)，繪制方法與前一種相似。如果x和y都是矩陣，那么大小必須相同，矩陣x的每列和y的每列畫(huà)一條曲線。9編輯課件10編輯課件11編輯課件12編輯課件(5)．用plot(z)命令繪制復(fù)向量曲線plot(z)中的參數(shù)z為復(fù)向量時(shí)，plot(z)和plot(real(z),imag(z))是等效的，以實(shí)部為橫坐標(biāo)，虛部為縱坐標(biāo)。(6).用plot(x1,y1,x2,y2,…)命令繪制多條曲線

plot命令還可以同時(shí)繪制多條曲線，用多個(gè)矩陣對(duì)為參數(shù)，MATLAB自動(dòng)以不同的顏色繪制不同曲線。每一對(duì)矩陣〔xi,yi〕均按照前面的方式解釋，不同的矩陣對(duì)之間，其維數(shù)可以不同。13編輯課件14編輯課件4.1.2多個(gè)圖形繪制的方法(1)．指定圖形窗口使用figure語(yǔ)句可以同時(shí)翻開(kāi)多個(gè)圖形窗口，其調(diào)用格式為：figure(n)：產(chǎn)生新圖形窗口。說(shuō)明：如果該窗口不存在，那么產(chǎn)生新圖形窗口并設(shè)置為當(dāng)前圖形窗口，該窗口名為“FigureNo.n〞，而不關(guān)閉其他窗口。15編輯課件自動(dòng)出現(xiàn)第一個(gè)窗口在第二個(gè)窗口繪圖在第三個(gè)窗口繪圖16編輯課件(2)．同一窗口多個(gè)子圖subplot命令可將一個(gè)圖形窗口劃分為多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域一幅子圖。其調(diào)用格式為：subplot(m,n,k)：使幅子圖中的第k幅成為當(dāng) 前圖。說(shuō)明：將圖形窗口劃分為m×n幅子圖，k是當(dāng)前子圖的編號(hào)，“，〞可以省略。子圖的序號(hào)編排原那么是：左上方為第1幅，先向右后向下依次排列，子圖彼此之間獨(dú)立。17編輯課件18編輯課件如果在使用繪圖命令之后，想去除圖形窗口畫(huà)其他圖形，應(yīng)使用“clf〞命令清圖形窗。該命令的執(zhí)行結(jié)果是原圖形窗口還在，但窗口中的圖形被去除了。19編輯課件(3)．同一窗口屢次疊繪為了在一個(gè)坐標(biāo)系中增加新的圖形對(duì)象，可以用“hold〞命令來(lái)保存原圖形對(duì)象。其調(diào)用格式為：holdon 使當(dāng)前坐標(biāo)系和圖形保存holdoff 使當(dāng)前坐標(biāo)系和圖形不保存hold 在以上兩個(gè)命令間切換說(shuō)明：在設(shè)置了“holdon〞后，如果畫(huà)多個(gè)圖形對(duì)象，那么在生成新的圖形時(shí)保存當(dāng)前坐標(biāo)系中存在的圖形對(duì)象，MATLAB會(huì)根據(jù)新圖形的大小，重新改變坐標(biāo)系的比例。20編輯課件21編輯課件(4)．雙縱坐標(biāo)圖

MATLAB使用plotyy命令可以實(shí)現(xiàn)在同一圖形中使用左、右雙縱軸來(lái)繪制曲線。其調(diào)用格式為：plotyy(x1,y1,x2,y2)

以左、右不同縱軸繪制兩條曲線說(shuō)明：左縱軸用于(x1,y1)數(shù)據(jù)，右縱軸用(x2,y2)數(shù)據(jù)來(lái)繪制兩條曲線。坐標(biāo)軸的范圍、刻度都自動(dòng)產(chǎn)生。22編輯課件23編輯課件4.1.3曲線的線型、顏色和數(shù)據(jù)點(diǎn)形表4-1顏色控制符控制符顏色控制符顏色b藍(lán)色m紫色c青色r紅色g綠色w白色k黑色y黃色24編輯課件表4-2線型控制符控制符線型控制符線型-實(shí)線（默認(rèn)）:點(diǎn)連線-.點(diǎn)劃線--虛線表4-3數(shù)據(jù)點(diǎn)形控制符控制符數(shù)據(jù)點(diǎn)形控制符數(shù)據(jù)點(diǎn)形控制符數(shù)據(jù)點(diǎn)形.點(diǎn)d菱形>右三角o圓圈h六角形<左三角*星號(hào)p五角星+加號(hào)x叉號(hào)v下三角s正方形^上三角25編輯課件在plot命令中可以使用上面三個(gè)表中的符號(hào)組成的字符串來(lái)控制所畫(huà)線的線型、顏色和數(shù)據(jù)點(diǎn)型。其調(diào)用格式如下：

plot(x,y,’s’) 說(shuō)明：x為橫坐標(biāo)矩陣，y為縱坐標(biāo)矩陣，s為類型說(shuō)明字符串參數(shù)；s字符串可以是線型、顏色和數(shù)據(jù)點(diǎn)形3種類型的符號(hào)之一，也可以是3種類型符號(hào)的組合。26編輯課件說(shuō)明圖形的橫縱坐標(biāo)為t,x,曲線顏色為黑色，線型為點(diǎn)連線，數(shù)據(jù)點(diǎn)用圓圈標(biāo)出。27編輯課件28編輯課件4.1.4設(shè)置坐標(biāo)軸和文字標(biāo)注

(1)．坐標(biāo)軸的控制

坐標(biāo)控制命令axis可用來(lái)控制坐標(biāo)的特性，表4-4列出其常用控制命令。表中最常用的命令是:axis([xmin,xmax,ymin,ymax])該命令在使用時(shí)應(yīng)注意，必須滿足xmin<xmax,ymin<ymax，這四個(gè)數(shù)值可以取inf或–inf。29編輯課件30編輯課件(2)．網(wǎng)格線控制

設(shè)置或取消網(wǎng)絡(luò)線需要使用網(wǎng)格線控制命令grid。其調(diào)用格式如下：gridon

顯示網(wǎng)格線gridoff

不顯示網(wǎng)格線grid

在以上兩個(gè)命令間切換說(shuō)明：不顯示網(wǎng)格線是MATLAB的默認(rèn)設(shè)置。網(wǎng)格線的疏密取決于坐標(biāo)刻度，如果要改變網(wǎng)格線的疏密，必須先定義坐標(biāo)刻度。31編輯課件32編輯課件(3).文字標(biāo)注添加圖名title(’字符串’)

書(shū)寫圖名，字符串可 以是英文或中文。添加坐標(biāo)軸名xlabel(’字符串’)

橫坐標(biāo)軸名ylabel(’字符串’)

縱坐標(biāo)軸名33編輯課件34編輯課件設(shè)置坐標(biāo)刻度標(biāo)示set〔gca,’xtick’,標(biāo)示向量〕 set〔gca,’ytick’,標(biāo)示向量〕set〔gca,’xticklabel’,’字符串|字符串…’〕set〔gca,’yticklabel’,’字符串|字符串…’〕說(shuō)明：前兩種格式是按照標(biāo)示向量設(shè)置x,y軸的刻度標(biāo)示，后兩種格式是按照字符串設(shè)置x,y軸的刻度標(biāo)示。Gca:Getcurrentaxeshandle35編輯課件36編輯課件添加圖例legend(s,pos) 在指定位置建立圖例legendoff 擦除當(dāng)前圖中的圖例說(shuō)明：參數(shù)s是圖例中的文字注釋，為字符串。如果多個(gè)注釋，那么可以用s1,s2,…的方式；參數(shù)pos是圖例在圖上位置的指定符，它的取值如P99表4-5所示。37編輯課件pos取值圖例位置0盡量不與數(shù)據(jù)沖突，自動(dòng)放置在最佳位置1放置在圖形的右上角（默認(rèn)）2放置在圖形的左上角3放置在圖形的左下角4放置在圖形的右下角-1放置在圖形視窗外右邊表4-5pos取值所對(duì)應(yīng)的圖例位置legend(s,pos)

在指定位置建立圖例legendoff

擦除當(dāng)前圖中的圖例用legend命令在圖形窗口中產(chǎn)生圖例后，還可以用鼠標(biāo)對(duì)其進(jìn)行拖拉操作，將圖例拖到滿意的位置。38編輯課件39編輯課件40編輯課件添加文字注釋text(xt,yt,s) 在圖形的〔xt,yt〕坐標(biāo) 處書(shū)寫文字注釋gtext(s) 用鼠標(biāo)在特定處標(biāo)注文 字注釋說(shuō)明：s表示文字注釋，為字符串。輸入特定的文字〔如希臘字符、數(shù)學(xué)符號(hào)等〕需要用反斜杠〔\〕開(kāi)頭，用法如表4-6所示。41編輯課件表4-6常用特殊字符輸入字符顯示字符輸入字符顯示字符輸入字符顯示字符\piπ\(zhòng)deltaδ\bullet·\alphaα\infty∞\pm±\betaβ\leftarrow

\times×\thetaθ\rightarrow

\div÷\gammaγ\geq≥\approx≈\omegaω\leq≤\neq≠42編輯課件43編輯課件44編輯課件4.1.5特殊坐標(biāo)二維圖形

(1)．對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖形

semilogx(x,y,’參數(shù)’)

繪制半對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖形，其x軸取以10為底的對(duì)數(shù)坐標(biāo)，y軸為線性坐標(biāo)。semilogy(x,y,’參數(shù)’) 繪制半對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖形，其y軸取以10為底的對(duì)數(shù)坐標(biāo)，x軸為線性坐標(biāo)。loglog(x,y,’參數(shù)’)

繪制x,y軸都取以10為底的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖形。45編輯課件46編輯課件(2)．極坐標(biāo)圖形

polar(theta,radius,’參數(shù)’)

:

繪制相角為theta，半徑為radius的極坐標(biāo)圖形。

47編輯課件4.1.6特殊二維圖形

(1)．條形圖

bar(x,y,width,’參數(shù)’)：繪制垂直方向的條形圖barh(x,y,width,’參數(shù)’)：繪制水平方向的條形圖說(shuō)明：x是橫坐標(biāo)向量，省略時(shí)默認(rèn)值是1:m，m為y的向量長(zhǎng)度；y是縱坐標(biāo)，可以是向量或矩陣，當(dāng)是向量時(shí)每個(gè)元素對(duì)應(yīng)一個(gè)豎條，當(dāng)是m×n的矩陣時(shí)，將畫(huà)出m組豎條，每組包含n條；width是豎條的寬度，省略時(shí)默認(rèn)寬度是0.8，如果寬度大于1，那么條與條之間將重疊；’參數(shù)’有g(shù)rouped或group〔分組式〕和stacked或stack〔累加式〕，省略時(shí)默認(rèn)為grouped或group。48編輯課件49編輯課件(2).直方圖

hist(y,m)統(tǒng)計(jì)每段的元素個(gè)數(shù),并畫(huà)出直方圖hist(y,x)說(shuō)明：m是分段的個(gè)數(shù)，省略時(shí)默認(rèn)為10；x是向量，用于指定所分每個(gè)數(shù)據(jù)段的中間值；y可以是向量或矩陣，如果是矩陣那么按列分段。50編輯課件51編輯課件52編輯課件(3)．餅圖

pie(x,explode,{label})

說(shuō)明：x是向量；explode是與x同長(zhǎng)度的向量，用來(lái)表示某元素對(duì)應(yīng)的扇形圖是否從整個(gè)餅圖中別離出來(lái)，非0元素表示該局部需要?jiǎng)e離；{label}是用來(lái)標(biāo)注餅圖的字符串?dāng)?shù)組，假設(shè)該數(shù)組省略那么默認(rèn)顯示各局部所占總體的百分比。53編輯課件54編輯課件(4)．階梯圖

stairs(x,y)說(shuō)明：x和y均為向量，該命令繪制以向量x的各個(gè)對(duì)應(yīng)元素為橫坐標(biāo)，以y向量的各個(gè)對(duì)應(yīng)元素為縱坐標(biāo)的階梯圖；假設(shè)兩個(gè)向量中的一個(gè)省略即只有一個(gè)向量，那么表示繪制以該向量的序號(hào)為橫坐標(biāo)，以該向量的各個(gè)元素為縱坐標(biāo)的階梯圖55編輯課件56編輯課件57編輯課件58編輯課件4.2繪制三維圖形4.2.1根本三維圖形plot3(x,y,z,’s’) 繪制三維曲線plot3(x1,y1,z1,’s1’,x2,y2,z2,’s2’,…) 繪制多條三維曲線說(shuō)明：當(dāng)x,y,z是同維向量時(shí)，那么繪制以x,y,z元素為坐標(biāo)的三維曲線；當(dāng)x,y,z是同維矩陣時(shí)，那么繪制三維曲線的條數(shù)等于矩陣的列數(shù)。s是指定線型、顏色、數(shù)據(jù)點(diǎn)型的字符串。其功能和使用方法類似于繪制二維圖形的plot命令。59編輯課件60編輯課件4.2.2三維圖形的修飾與控制61編輯課件4.2.3繪制三維網(wǎng)線圖和曲面圖

三維網(wǎng)線圖和曲面圖是三維立體圖形，MATLAB提供了mesh

命令繪制三維網(wǎng)線圖，surf

命令繪制三維曲面圖，這兩個(gè)命令都能用不同的顏色表示不同的高度。三維立體圖形的繪制比plot3命令稍微復(fù)雜，在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備上需要使用meshgrid

命令構(gòu)成x~y平面上的自變量柵格點(diǎn)陣。62編輯課件(1)．meshgrid命令meshgrid命令是以x,y向量為基準(zhǔn)，來(lái)產(chǎn)生在x~y平面的柵格點(diǎn)坐標(biāo)值的矩陣。[X,Y]=meshgrid(x,y)

說(shuō)明：X,Y是柵格點(diǎn)的坐標(biāo)，為矩陣；x,y為向量。當(dāng)兩向量取值相同時(shí)，可省略一個(gè)參數(shù)。63編輯課件64編輯課件(2)．三維網(wǎng)線圖mesh(z)mesh(x,y,z,c)說(shuō)明：當(dāng)只有參數(shù)z時(shí)，以z矩陣的行下標(biāo)作為x坐標(biāo)軸，把z的列下標(biāo)當(dāng)做y坐標(biāo)軸；x,y分別為x,y坐標(biāo)軸的自變量；當(dāng)有x,y,z參數(shù)時(shí)，c是指定各點(diǎn)的用色矩陣，當(dāng)c省略時(shí)默認(rèn)用色矩陣是z的數(shù)據(jù)。如果x,y,z,c四個(gè)參數(shù)都有，那么應(yīng)該都是維數(shù)相同的矩陣。65編輯課件66編輯課件(3)．三維曲面圖surf(z)或surf(x,y,z,c)67編輯課件4.3符號(hào)函數(shù)圖形的繪制4.3.1fplot命令fplot(f，[xmin,xmax])

說(shuō)明：該命令用來(lái)繪制給定函數(shù)在區(qū)間[xmin,xmax]內(nèi)的變化圖形，f為一元函數(shù)表達(dá)式，為字符型數(shù)據(jù)，不可為符號(hào)對(duì)象。68編輯課件69編輯課件fplot命令只支持字符定義方式，而不支持符號(hào)定義方式。70編輯課件4.3.2ezplot命令fplot命令只能繪制一元函數(shù)的圖形，而ezplot命令卻可以繪制二元函數(shù)的圖形。其調(diào)用格式為：ezplot(f，[xmin,xmax,ymin,ymax]，fig) 繪制符號(hào)表達(dá)式的圖形說(shuō)明：f符號(hào)表達(dá)式或字符表達(dá)式，假設(shè)f=f(x,y)，那么該命令在圖形窗口中繪制符號(hào)方程f(x,y)=0的圖形；[xmin,xmax,ymin,ymax]是繪圖的自變量和f取值范圍，省略時(shí)都默認(rèn)為[-2π,2π]；fig是指定的圖形窗口，省略時(shí)默認(rèn)為當(dāng)前圖形窗口。71編輯課件72編輯課件73編輯課件4.3.3符號(hào)函數(shù)的其他繪圖命令表4-7符號(hào)函數(shù)的繪圖命令命令含義ezplot3畫(huà)三維曲線ezpolar畫(huà)極坐標(biāo)圖ezcontour畫(huà)等高線ezmesh畫(huà)三維網(wǎng)線圖ezmeshc畫(huà)帶等高線的三維網(wǎng)線圖ezsurf畫(huà)三維曲面圖ezsurfc畫(huà)帶等高線的三維曲面圖74編輯課件常用的圖形屏幕控制命令clf：清除當(dāng)前圖形窗口的內(nèi)容。close：關(guān)閉當(dāng)前圖形窗口。closeall：關(guān)閉所有的圖形窗口。75編輯課件4.4圖形用戶界面

76編輯課件4.4圖形用戶界面

MATLAB自身提供了一種圖形用戶界面〔GraphicalUserInterfaces，GUI〕技術(shù)。GUI是由窗口、光標(biāo)、按鈕等對(duì)象構(gòu)成的。通過(guò)一定的方法選擇、激活這些圖形對(duì)象，使計(jì)算機(jī)產(chǎn)生某種動(dòng)作和變化，實(shí)現(xiàn)計(jì)算、繪圖等功能。77編輯課件4.4.1GUI設(shè)計(jì)工具

在MATLAB命令窗口調(diào)用GUI設(shè)計(jì)工作臺(tái)的指令guide。它的調(diào)用格式如下：guide翻開(kāi)空白設(shè)計(jì)工作臺(tái)；guideFN翻開(kāi)裝有FN的工作臺(tái)，F(xiàn)N是已經(jīng)存在的圖形用戶界面文件名。78編輯課件79編輯課件常見(jiàn)控件功能：控件名Propertyname功能按鈕Pushbutton最常用的控件，用于用戶的鼠標(biāo)單擊，按鈕上有文字說(shuō)明其作用切換按鈕Togglebutton單擊時(shí)會(huì)進(jìn)行凹凸?fàn)顟B(tài)切換文本框Edittext凹形方框，可隨意輸入和編輯文字，并顯示出來(lái)靜態(tài)文本框Statictext用于顯示文字信息，但不接受輸入滾動(dòng)條Slider用圖示方式顯示數(shù)值的大概范圍，用戶可移動(dòng)滾動(dòng)條改變數(shù)值列表框Listbox顯示下拉文字列表，用戶可以從列表中選擇彈出式菜單Popupmenu相當(dāng)于文本框和列表框的組合，用戶可以從下拉列表中選擇坐標(biāo)軸Axes用于繪制坐標(biāo)軸面板Panel作為面板放置其它控件的容器編輯課件用戶控制對(duì)象的創(chuàng)立建立控制對(duì)象并設(shè)置根本屬性設(shè)置對(duì)齊方式編寫回調(diào)程序GUI設(shè)計(jì)工具集窗口的左側(cè)便是各種類型的控制對(duì)象按鈕欄。單擊要添加的控制對(duì)象按鈕，在圖形窗口中“畫(huà)出〞所需要的位置和大小即可。例：創(chuàng)立一個(gè)圖形用戶界面，使之包含靜態(tài)文本、無(wú)線電選擇開(kāi)關(guān)、雙選按鍵和控制對(duì)象區(qū)域框四種控制對(duì)象。第4章Matlab的圖形功能

81編輯課件第4章Matlab的圖形功能

82編輯課件第4章Matlab的圖形功能

%--------------------------------------------------------------------functionvarargout=radiobutton1_Callback(h,eventdata,handles,varargin)ifget(gcbo,‘value’)%獲得當(dāng)前對(duì)象屬性值hr1=findobj('Tag','radiobutton1');hr2=findobj('Tag','radiobutton2');ht=findobj('Tag','title')set(ht,'fontangle','normal');s