第五講 繪圖與可視化2

二、二維圖形修飾和添加注釋

通過MATLAB命令對圖形進(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。INTENSITY(lux)8101214161820222404002008001000DISTANCE(cm)

Comparisonbetweentheoryandexperiment.600

LightIntensityasaFunctionofDistance1200 TheoryExperimentPlottitleyaxislabelxaxislabelTextDatasymbolTick-mark二維繪圖的圖例標(biāo)注說明LegendTick-marklabel

hold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

box函數(shù)：顯示或隱藏坐標(biāo)邊框

grid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

xlabel和ylabel

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)系中添加文本對象（text對象）

gtext函數(shù)：在當(dāng)前坐標(biāo)系中交互式添加文本對象

legend函數(shù)：在當(dāng)前坐標(biāo)系中添加line對象和patch對象的圖形標(biāo)注框

annotation函數(shù)：在當(dāng)前圖形窗口建立注釋對象

subplot函數(shù)：繪制子圖，即在當(dāng)前圖形窗口以平鋪的方式創(chuàng)建多個(gè)坐標(biāo)系【例5.2-3】在同一個(gè)圖形窗口內(nèi)繪制多條曲線，設(shè)置不同的屬性.并添加標(biāo)注。

>>t=linspace(0,2*pi,60); >>x=cos(t); >>y=sin(t); >>plot(t,x,':','LineWidth',2); >>holdon; >>plot(t,y,'r-.','LineWidth',3); >>plot(x,y,'k','LineWidth',2.5); >>axisequal; >>xlabel('X'); >>ylabel('Y'); >>legend('x=cos(t)','y=sin(t)',…'單位圓','Location','NorthEast');【例5.2-4】根據(jù)橢圓方程并修飾圖形。>>P=[31;14];>>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*sin(t)];>>plot(xy(1,:),xy(2,:),'k','linewidth',3);>>h=annotation('textarrow',[0.6060.65],[0.550.65]);>>set(h,'string','3x^2+2xy+4y^2=5','fontsize',15);>>h=title('這是一個(gè)橢圓曲線','fontsize',18,'fontweight','bold');>>set(h,'position',[-0.003456221.357691.00011]);>>axis([-1.51.5-1.21.7]);>>xlabel('X');>>ylabel('Y');【例5.2-5】繪制曲線?19.6749+22.2118*(x-0.17)2/2+5.0905*(x-0.17)4

并添加曲線方程。>>a=[-19.674922.21185.0905];>>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)');>>text('Interpreter','latex',...'String',['$$-19.6749+\frac{22.2118}{2}…(x-.17)^2''+\frac{5.0905}{4}(x0.17)^4$$'],…'Position',[0.05,-12],'FontSize',12);【例5.2-6】利用圖形對象屬性修飾圖形。>>x=linspace(0,2*pi,60);>>y=sin(x);>>h=plot(x,y);>>gridon;>>set(h,'Color','k','LineWidth',2);>>XTickLabel={'0','pi/2','pi','3pi/2','2pi'};>>set(gca,'XTick',[0:pi/2:2*pi],'XTickLabel',…

XTickLabel,'TickDir','out');>>xlabel('0\leq

\Theta

\leq2\pi');>>ylabel('sin(\Theta)');>>text(8*pi/9,sin(8*pi/9),'\leftarrowsin(8\pi\div9)',…'HorizontalAlignment','left')>>axis([02*pi-11]);

三、常用統(tǒng)計(jì)繪圖函數(shù)

常用統(tǒng)計(jì)繪圖函數(shù)列表函數(shù)名功能說明函數(shù)名功能說明hist/hist3二維/三維頻數(shù)直方圖Cdfplot經(jīng)驗(yàn)累積分布圖Histfit直方圖的正態(tài)擬合Ecdfhist經(jīng)驗(yàn)分布直方圖Boxplot箱線圖Lsline為散點(diǎn)圖添加最小二乘線Probplot概率圖Refline添加參考直線Qqplotq-q圖（分位數(shù)圖）Refcurve添加參考多項(xiàng)式曲線Normplot正態(tài)概率圖Gline交互式添加一條直線ksdensity核密度圖scatterhist繪制邊緣直方圖【例5.2-7】用normrnd函數(shù)產(chǎn)生1000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。

>>x=normrnd(0,1,1000,1); >>hist(x,20); >>xlabel('樣本數(shù)據(jù)'); >>ylabel('頻數(shù)'); >>figure; >>cdfplot(x);

樣本數(shù)據(jù)頻數(shù)直方圖

x經(jīng)驗(yàn)分布函數(shù)圖

四、特殊二維繪圖函數(shù)

特殊二維繪圖函數(shù)列表函數(shù)名功能說明函數(shù)名功能說明fplot繪制函數(shù)圖comet彗星圖ezplot隱函數(shù)直角坐標(biāo)繪圖compass羅盤圖ezpolar隱函數(shù)極坐標(biāo)繪圖feather羽毛圖pie餅圖rose玫瑰圖stairs樓梯圖errorbar誤差柱圖stem火柴桿圖paretoPareto（帕累托）圖bar柱狀圖fill多邊形填充圖barh水平柱狀圖patch生成patch圖形對象【例5.2-8】特殊二維圖形。>>subplot(3,3,1);>>f=@(x)200*sin(x)./x;>>fplot(f,[-2020]);>>title('y=200*sin(x)/x');>>subplot(3,3,2);>>ezplot('x^2+y^2=1',[-1.11.1]);>>axisequal;>>title('單位圓');>>subplot(3,3,3);>>ezpolar('1+cos(t)');>>title('心形圖');>>subplot(3,3,4);>>x=[1010202535];>>name={'趙','錢','孫','李','謝'};>>explode=[00001];>>pie(x,explode,name)>>title('餅圖');>>subplot(3,3,5);>>stairs(-2*pi:0.5:2*pi,sin(-2*pi:0.5:2*pi));>>title('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');>>subplot(3,3,7);>>Z=eig(randn(20,20));>>compass(Z);>>title('羅盤圖');>>subplot(3,3,8);>>theta=(-90:10:90)*pi/180;>>r=2*ones(size(theta));>>[u,v]=pol2cart(theta,r);>>feather(u,v);>>title('羽毛圖');>>subplot(3,3,9);>>t=(1/16:1/8:1)'*2*pi;>>fill(sin(t),cos(t),'r');>>axissquare;title('八邊形');第三節(jié)三維圖形繪制一、常用三維繪圖函數(shù)函數(shù)名功能說明函數(shù)名功能說明plot3三維線圖sphere單位球面mesh三維網(wǎng)格圖ellipsoid橢球面surf三維表面圖quiver3三維箭頭fill3三維填充圖pie3三維餅圖trimesh三角網(wǎng)格圖bar3豎直三維柱狀圖trisurf三角表面圖bar3h水平三維柱狀圖ezmesh易用的三維網(wǎng)格繪圖stem3三維火柴桿圖ezsurf易用的三維彩色面繪圖contour矩陣等高線圖meshc帶等高線的網(wǎng)格圖contour3三維等高線圖surfc帶等高線的面圖contourf填充二維等高線圖surfl具有亮度的三維表面圖waterfall瀑布圖hist3三維直方圖pcolor偽色彩圖slice立體切片圖hidden設(shè)置網(wǎng)格圖的透明度cylinder圓柱面alpha設(shè)置圖形對象的透明度【例5.3-1】用plot3函數(shù)繪制三維螺旋線。>>t=linspace(0,10*pi,300);>>plot3(20*sin(t),20*cos(t),t,'r','linewidth',2);>>holdon%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);>>gridon>>xlabel('X');ylabel('Y');zlabel('Z');>>axis([-2525-2525040]);>>view(-210,30);【例5.3-2】用meshgrid函數(shù)生成網(wǎng)格矩陣，并用plot函數(shù)畫出平面網(wǎng)格圖形。

>>[x,y]=meshgrid(1:4,2:5)x= 1234 1234 1234 1234y= 2222 3333 4444

5555>>plot(x,y,'r',x',y','r',x,y,k.','markersize',18);>>axis([0516]);>>xlabel('X');ylabel('Y');【例5.3-3】繪制三維曲面圖

z=sin(x+sin(y))-x/10。

>>[x,y]=meshgrid(0:0.25:4*pi);>>z=sin(x+sin(y))-x/10;mesh(x,y,z);>>axis([04*pi04*pi-2.51]);【例5.3-4】繪制三維曲面圖z=sin(x)*cos(y)。>>[x,y]=meshgrid(0:0.25:4*pi);>>z=sin(x).*cos(y);surf(x,y,z);>>axis([04*pi04*pi-11]);【例5.3-5】用mesh，surf，surfl，surfc函數(shù)繪制二元正態(tài)分布的密度函數(shù)圖。

>>x=linspace(-3,3,20); >>y=linspace(-9,9,20); >>[X,Y]=meshgrid(x,y); >>Z=mvnpdf([X(:)Y(:)],[00],[12;29]); >>Z=reshape(Z,size(X)); >>subplot(2,2,1); >>mesh(X,Y,Z); >>title('mesh');【例5.3-6】調(diào)用函數(shù)繪制柱面，球面，橢球面。%繪制圓柱面

>>subplot(2,2,1); >>[x,y,z]=cylinder; >>surf(x,y,z);%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);%繪制球面，半徑為10，球心(1,1,1)>>subplot(2,2,3);>>[x,y,z]=sphere;>>surf(10*x+1,10*y+1,10*z+1);axisequal;%繪制橢球面>>subplot(2,2,4);>>a=4;b=3;>>t=-b:b/10:b;>>[x,y,z]=cylinder(a*sqrt(1-t.^2/b^2),30);>>surf(x,y,z);【例5.3-7】繪制三維餅圖、三維柱狀圖、三維火柴桿圖、三維填充圖、三維向量場圖和立體切片圖（四維圖）.

%餅圖

>>subplot(2,3,1); >>pie3([2347,1827,2043,3025]); >>title('三維餅圖');

%柱狀圖

>>subplot(2,3,2); >>bar3(magic(4)); >>title('三維柱狀圖');%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');%填充圖>>subplot(2,3,4);>>fill3(rand(3,5),rand(3,5),rand(3,5),'y');>>title('三維填充圖');