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1、第三章 Matlab图形绘制主要内容3.1. 二维曲线的绘制3.2. 三维曲线的绘制3.3 三维网线图和曲面图的绘制3.4 Matlab图形处理的基本技术3.5 动画技术3.6 图形用户界面设计3.1 二维曲线的绘制1、绘制二维图形最常用的函数是 plot，调用格式有以下四种：（ 1） plot(Y) 如果 Y为实向量，则以 Y的索引坐标作为横坐标，以 Y本身的元素作为纵坐标。如果 Y为复数向量，则以该向量实部为横坐标，虚部为纵坐标。（ 2） plot(X,Y)此时以 X为横坐标， Y为纵坐标。 X和 Y要求维数必须相同。当变量 X和 Y是同阶矩阵时，将按照矩阵的行或列进行操作。（ 3） pl
2、ot(X,Y,s) 第三个变量用于设置图形显示属性。设置图形的 线型、颜色、标记 等。（ 4） plot(X1,Y1,s1,X2,Y2,s2,.) 每三项为一组绘制多条曲线。y=rand(100,1);plot(y)x=rand(100,1);z=x+y.*i;plot(z)示例：x=0:0.01*pi:2*pi;y=sin(x),cos(x);plot(x,x,y);x=0:0.01*pi:pi;y=sin(x);z=cos(x);plot(x,y,-k,x,z,-.rd);Matlab绘图命令中的各种选项曲线线型 曲线颜色 标记符号选项 意义 选项 意义 选项 意义- 实线 b 蓝色 *
3、星号- 虚线 g 绿色 . 点号: 点线 m 红紫色 x 叉号-. 点划线 w 白色 v none 无线 c 蓝绿色 k 黑色 r 红色 O 圆圈p 五角星y 黄色s 方块d 菱形h 六角星=1);fplot(fun2,-3,3)(2) ezplot(f)可用来绘制显函数、隐函数和参数方程的图形， x轴的默认范围为 -2pi,2pi。1)对于显函数 y=f(x)，调用格式为： ezplot(f,xmin,xmax)2)对于隐函数 f(x,y)=0，调用格式为： ezplot(f,xmin,xmax,ymin,ymax)ezplot(f,a,b),x与 y在（ a,b）区间之内。3)对于参数方程
4、 x=x(t),y=y(t)，调用格式为：ezplot(x,y)或者 ezplot(f,tmin,tmax)示例 1： ezplot(x2*sin(x+y2)+y2*exp(x+y)+5*cos(x2+y),-10 10);示例 2： ezplot(cot(x)示例 3： ezplot(x2+y2/4=1)示例 4： ezplot(x2+y2-1,-1,1,-1,1)示例 5： ezplot(x3+y3-5*x*y)示例 6：ezplot(2*cos(t),sin(t),0,2*pi);3.2 三维曲线的绘制绘制三维曲线的函数是 plot3，与 plot函数的调用格式相同，也有以下四种：plo
5、t3(x,y,z)plot3(X,Y,Z) X,Y,Z是相同阶数的矩阵，绘出三矩阵的列向量的曲线。plot3(X,Y,Z,s)plot3(x1,y1,z1,s1,x2,y2,z2,s2,.)组合图形以第二种形式为例： x,y=meshgrid(-2:0.1:2,-2:0.1:2);z=x.*exp(-x.2-y.2);plot3(x,y,z)函数名 说 明 函数名 说 明mesh 三 维 网格 图 meshc 将网格与等高 线结 合meshz 屏蔽的网格 图 meshgrid 生成网格点MATLAB对于网格的处理方法是：将 xy平面按指定方式分隔成 平面网格 ，然后根据程序中给定的方式计算第三
6、维变量的值，即 z轴的值，与对应的 xy平面的坐标构成三维点元素，根据由此得到的 (x,z)和 (y,z)计算各平面的曲线，彼此相连就构成了网格图。3.3 三维网线图和曲面图的绘制（ 1）网线图 mesh函数X,Y=meshgrid(x,y) x和 y是给定的向量，可以定义网格的划分区域，也可以定义网格的划分方法， X和 Y是网格划分后的数值矩阵。mesh(X,Y,Z,C)绘制四个矩阵变量的彩色网格面图形，观测点由 view定义，坐标轴由 axis定义， C设置颜色，由 colormap实现。mesh(X,Y,Z) 使用 C=Z，即颜色正比于图高。mesh(x,y,Z,C)由两个向量代替矩阵，
7、要求 length(x)=n,length(y)=m,且m,n=size(Z)示例 1： x=-2:0.1:2;y=-2:0.1:2;xx,yy=meshgrid(x,y);zz=xx.2+yy.2;%ii=find(xx.2+yy.24);zz(ii)=NaN;surf(xx,yy,zz);x=-10:0.5:10;y=-8:0.5:8;x,y=meshgrid(x,y);z=sin(sqrt(x.2+y.2)./sqrt(x.2+y.2);mesh(x,y,z);示例 2：（ 2）着色函数 surfsurf(X,Y,Z,C)输入参数的设置和 mesh相同，不同的是 mesh绘制的是网格图，
8、而 surf绘制的着色的三维表面。两者对比如下图所示函数名 说明 函数名 说明 函数名 说明bar3 三维条形图 surfc 着色图 +等高线 comet3 三维彗星图trisurf 三角形表面图 ezgraph3 函数控制绘制图 waterfall 瀑布图pie3 三维饼状图 scatter3 三维散射图 cylinder 柱面图stem3 三维离散数据图 sphere 球面图 trimesh 三角形网格图（ 3）特殊的三维绘图命令（ 4）旋转曲面图 cylinderX,Y,Z=cylinder(r)这里的 r表示构成旋转曲面的曲线。方法一： Matlab程序如下。 x=0:10:600;
9、X,Y,Z=cylinder(30*exp(-x/400).*sin(x+25*pi)/100)+130); surf(X,Y,Z)方法二：将旋转曲面用参数方程表示。 解 因为这里的函数是隐函数，化成显函数后有两支，必须使用参数方程，旋转面的参数方程为 画图的 Matlab程序如下：alpha=0:0.1:2*pi; beta=0:0.1:2*pi; x=4*cos(alpha)*ones(size(beta); y=(5+4*sin(alpha)*cos(beta); z=(5+4*sin(alpha)*sin(beta); surf(x,y,z)画图的 Matlab程序也可以写成 x=(a
10、lpha,beta) 4*cos(alpha); y=(alpha,beta) (5+4*sin(alpha)*cos(beta); z=(alpha,beta) (5+4*sin(alpha)*sin(beta); ezsurf(x,y,z)（ 5）绘制柱面图柱面平行于某个坐标轴，方程中不出现某个坐标轴的变量，方程表示为 F(x,y)=0或者 F(x,z)=0或者 F(y,z)=0示例一：画出方程 表示的柱面解：方程中的 x是自变量矩阵， z是因变量，则另一个自变量矩阵为 y，自变量平面是 xoy面， x轴是真正的自变量， y轴是柱面方向。 Matlab程序如下：u=linspace(-5,
11、5,10);%设定参数列向量 uv=linspace(-5,10,10); %设定参数行向量 vX=u*ones(size(v); %构成自变量矩阵 XY=ones(size(u)*v; %构成自变量矩阵 YZ=2-X.2; %求因变量 Zmesh(X,Y,Z)（ 6）其他二次曲面Matlab中使用绘图命令 ezmesh或 ezsurf也很方便，只需要把曲面方程写成两个变量的显函数方程或参数方程即可。对于旋转面，如果母线的方程可以表示成关于旋转轴变量的显式函数，则可以直接使用 Matlab工具箱中的命令 cylinder，否则必须把旋转面化成参数方程，然后使用 ezmesh或 ezsurf命令
12、绘图。对于其它的二次曲面，如果可以写成显函数直接使用命令 ezmesh或 ezsurf，否则必须先化成参数方程。几个示例：（ 1） x=(s,t)3*tan(s)*cos(t);y=(s,t)2*tan(s)*sin(t);z=(s,t)tan(s);ezsurf(x,y,z)（ 2） ellipsoid(0,0,0,3,2,sqrt(6)（ 3） ezsurf(x,y)x*y)（ 4） x=(s,t)3*cos(s);y=(s,t)2*sin(s);z=(s,t)t;ezmesh(x,y,z)（ 7)Matlab三维散点插值曲面图的绘制1、 scatter3函数，调用方法： scatter3
13、(X,Y,Z)示例 1： x,y,z=sphere(16);X=x(:)*.5x(:)*.75x(:);Y=y(:)*.5y(:)*.75y(:);Z=z(:)*.5z(:)*.75z(:);S=repmat(1.75.5*10,numel(x),1);C=repmat(123,numel(x),1);scatter3(X(:),Y(:),Z(:),S(:),C(:),filled),view(-60,60)示例 2： x=4229042.634230585.024231384.964231773.634233028.584233296.714235869.684236288.29;y=431
14、695.4441585.8432745.6436933.7428734.4431946.3428705.0432999.5;z=1.0191.0231.0111.0221.0201.0221.0221.023;scatter3(x,y,z)2、 griddata函数，用来产生经插值后均匀间隔数据作图。常用的调用方法是： XI,YI,ZI=griddata(x,y,z,XI,YI,method)，其中 x,y,z来自关系式z=f(x,y)，也可以是离散的数据点， ZI是有 XI和 YI插值后得到的对应点。其中 method可以是 linear， cubic和 nearest。V1=110;-110;-1-10;1-10;x=V1(:,1);y=V1(:,2);z=V1(:,3);xmin=min(x);xmax=max(x);ymin=min(y);ymax=max(y);x0=linspace(xmin,xmax,20);y0=linspace(ymin,ymax,20);x0,y0=meshgrid(x0,y0);z0=griddata(x,y,z,x0,y0,v4);figure;holdon;view(3);plot3(x,y,z,r.,MarkerSize,
