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1、MATLAB 程序设计语言,任课教师：李靖 博士(讲师),Email：,研究方向：无线通信,2,两个大家关心的问题,如何学习Matlab课程？ 熟悉基本命令的使用以及用matlab可以解决的一些数学问题。(工程与数学，matlab数学手册) 如何对待考试成绩？ 1. 从事非技术类工作(市场和公务员等)，及格就好； 2. 从事技术类工作(研发和读研等)，重视实验课和课外学术活动，考试成绩越高越好。,3,Chapter3 Matlab图形系统,Matlab提供的图形函数包含有四类： 通用图形函数 二维图形函数 三维图形函数 特殊图形函数,5,简单图形绘制,二维绘图指令plot plot是用来划函数
2、x对函数y的二维图。 plot可以在一个图上划数条曲线，且以不同的符号及颜色来标示曲线。 例1：画出一条从0到2正弦曲线,6,简单图形绘制,若要画出多条曲线，只需将座标对依次放入plot函数即可： plot(x, sin(x), x, cos(x); 若要改变颜色，在座标对後面加上相关字串即可： plot(x, sin(x), c, x, cos(x), g); 可用subplot来同时画出数个小图形於同一个视窗之中 例2：画多个小图在一个视窗内,7,plot绘图函数的参数,8,图形标注,加图形标题 title 坐标轴标记 xlabel, ylabel 图中曲线说明 legend 文本标注 t
3、ext, gtext 例3： 标题、坐标轴标记以及插图说明使用示例,9,对数和极坐标系图形绘制,对数坐标图：loglog, semilogx, semilogy 极坐标图：polar 例4: 对数坐标系中曲线的绘制(semilogtest.m) 例5: 极坐标系中曲线的绘制 (polartest.m),10,复杂图形绘制,同一个窗口绘制多条曲线 方法1.将曲线数据保存在nm的矩阵y中，x为相 应的x轴向量n1或1n，用plot(x,y)在 同一个图形窗口中绘制m条曲线。适用于 由其它软件产生数据，由load命令读入 MATLAB，并绘制曲线。(e4.m) 方法2.在一个plot函数中分别指定每
4、条曲线的数 据。 (e5.m),11,方法3.hold on 先在窗口绘制第一条曲线，然后hold on，使之保持原有图形，然后以同样的方法绘制其余的曲线。可用这种方法在绘制曲线后同时加注标注。(e6.m) 方法4.plotyy 绘制双y轴图形，即在同一张图上表示两条曲线，可拥有各自的y轴。(e7.m),12,坐标轴控制,axis 控制绘图的横轴及纵轴比例 (axistest.m) box 控制图形的边框 box off 关闭图形边框，只显示x-y轴 (e8.m),13,颜色控制,绘制曲线时可直接指定曲线的颜色 在标注文本title,xlabel,ylabel,zlabel,text命令中，可
5、利用文本特性Color来指定文本的颜色。 利用colormap函数可改变每种颜色的色调。,14,颜色控制,例6：产生蓝色的曲线、紫色的标题、红色的x、y轴标注以及黑色的曲线标注 x = -pi:pi/50:pi; y = exp(-2*sin(x); plot(x, y, b-); grid on; title(y = e-2sin(x), Color, m); ylabel(y轴标注, color, r); xlabel(x轴标注, color, r); text(-0.6, 3.4, leftarrow 曲线标注, color, k); 画出的曲线如图：,15,颜色控制,例7: 人体脊椎图
6、 调用MATLAB专门提供的spine图像 colormap(default); load spine; image(X); colormap(bone);,16,高级绘图,区域、条形及饼图：bar barh bar3 bar3h pie pie3 area 等高线绘图：contour contour3 contourf 方向与速度绘图：comet comet3 compass feather quiver quiver3 离散数据绘图：stem stem3 stairs 柱状图：hist histc rose 多边形和曲面：cylinder sphere ellipsoid polyarea
7、 fill fill3 ribbon slice waterfall mesh meshc meshz meshgrid surf surfc 散布图：plotmatrix scatter scatter3,17,bar/barh/bar3/bar3h,在二维平面上绘制条形图，以条形块表示数值的大小。barh用于绘制水平的条形图。 常用格式：bar(Y),bar(x,y), bar(x, y, LineSpec), LineSpec用于指定条形块的颜色 例10: 利用随机函数rand产生一个矩阵，从而得到复杂的条形图。(bartest.m),18,pie/pie3,绘制饼图，常用格式为pie(
8、x)，可按向量x中的值的大小绘制。pie(x,explode)可利用explode指定分离出的切片。 例12: 绘制饼图:pietest.m,19,area,功能：二维图形的填充区域 格式：area(Y)等。图形的高度由Y的每一行的和构成，x轴最大值为Y的行数，然后绘出Y每一列和的区域图形。 例：areatest.m,20,comet/comet3,功能：绘制彗星图：表示数据的轨迹，其头部用圆圈表示，尾部用直线表示。 格式：comet(y)comet(x,y) comet(x,y,p) 例：comettest.m,21,compass,功能：绘制罗盘图 格式：compass(U,V)，箭头起点
9、在原点，终点由(U(i),V(i)确定。 cmopass(Z)，Z为复数，箭头终点由(real(Z),imag(Z)确定。 例：compasstest.m,22,stem/stem3,功能：绘制出离散序列数据 格式：stem(Y):按离散竖条形式显示Y stem(X,Y):指定x轴的坐标X 例：stemtest.m,23,hist,在二维平面上绘制柱状图，用来表示数据值的分布情况。 常用格式：hist(y, x):以向量x为间隔中心，统计每个间隔中y的元素个数，并以柱状图表示 例11：绘制柱状图 x = -2.9:0.1:2.9; y = randn(10000,1); hist(y,x);
10、title(柱状图); 画出的曲线如图：,24,sphere,在三维空间上画一个球。 sphere(n)绘制出单位半径的球，其中球由nn块面组成。 例17： 绘制球形 sphere(100); axis equal; 画出的曲线如图：,25,cylinder,在三维空间上绘制柱体，常用格式为 cylinder cylinder(r), 其中r用于指定轮廓曲线 例18: 绘制简单柱体图(cylindertest1.m) 例19: 绘制复杂柱体图(cylindertest2.m),26,meshgrid,产生x、y轴向的网格数据。一般格式为 X,Y = meshgrid(x,y), 其中向量x,y
11、分别指定x轴向和y轴向的数据点。当x为n维向量、y为m维向量时，X,Y均为mn的矩阵，X(i,j)和Y(i,j)共同指定了平面上的一点。 当xy轴取同一向量时，可简写为 X,Y = meshgrid(x) 三维的情况：X,Y,Z = meshgrid(x,y,z),27,meshgrid,例: X,Y = meshgrid(1:3,10:14); 运行结果： X = 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 Y = 10 10 10 11 11 11 12 12 12 13 13 13 14 14 14,28,contour/contour3/contourf,绘制矩阵的等高
12、线/3维等高线/并填充 格式contour(Z):绘制矩阵Z的等值线，其值的间隔自动选取。 例：contourtest.m,29,mesh/meshc,绘制三维空间上的网格曲线: mesh(x, y, z) meshc函数可同时绘制出轮廓图(即等高线) peaks(X,Y):可产生一个凹凸有致的曲面 例15: 多峰函数的网格曲线的绘制 (meshtest.m),30,surf/surfc,绘制二维曲面，常用格式surf(x, y, z) surfc函数可同时绘制出等高线图 例16: 多峰函数的曲面的绘制 (surftest.m),31,plot3,绘制三维图形，常用格式 plot3(x, y,
13、 z, LineSpec) 例13: 简单三维曲线的绘制(plot3test1.m) 例14: 多峰函数的三维曲线绘制 (plot3test2.m),32,图形函数,基本图形和图形操作 图形注释 坐标系控制 其它重要函数,33,基本图形和图形操作,plot loglog semilogx, semilogy polar plotyy figure close clf gcf refresh,34,plot,功能：线性二维图形 格式： plot(Y) plot(X1, Y1, ) plot(X1, Y1, LineSpec, ) plot(, PropertyName, PropertyValu
14、e,) h = plot(),35,plot,注释： LineSpec可指定绘图使用的线型、颜色和标记。P125 在利用plot函数绘制多条曲线时，plot自动循环的采用颜色板中的各种颜色，颜色板可用colormap函数设置不同的颜色次序特性。 例：(plottest.m),36,loglog,功能：对数坐标图形 格式： loglog(Y) loglog(X1, Y1, ) loglog(X1, Y1, LineSpec, ) loglog(, PropertyName, PropertyValue, ) h = loglog() 说明： 类似于plot，绘图时以对数坐标来标注，对于变化范围较
15、大的曲线，容易绘出直观的图形。,37,semilogx/semilogy,功能：半对数坐标图形 格式： semilogx(Y) semilogy(Y) semilogx(X1, Y1, ) semilogy(X1, Y1, ) semilogx(X1, Y1, LineSpec, ) semilogy(X1, Y1, LineSpec, ) semilogx(, PropertyName, PropertyValue, ) semilogy(, PropertyName, PropertyValue, ) h = semilogx() h = semilogy(),38,semilogx/se
16、milogy,说明： 类似于plot和loglog，绘图时X轴或者Y轴采用对数表示。对于变化范围较大的曲线，容易绘出直观的图形。,39,polar,功能：绘制极坐标图形 格式： polar(theta, rho) polar(theta, rho, LineSpec) 其中，theta表示极坐标角度，rho为极径， LineSpec可指定曲线的线型、颜色和标记 说明： 可在笛卡尔坐标平面内绘制出以极坐标形式表示的曲线，并可绘制出极坐标栅格线。,40,plotyy,功能：绘制左右边都包含Y轴的图形 格式： plotyy(X1, Y1, X2, Y2) plotyy(X1, Y1, X2, Y2, function) plotyy(X1, Y1, X
