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1、26 MATLAB的绘图及图像处理,1. MATLAB的绘图,本节主要讲解如何利用MATLAB绘制二维平面图形和三维立体图形，实现数据可视化的方法。 首先，介绍MATALB图形窗口界面提供的基本功能，熟悉图形显示和处理环境； 其次，深入讲解MATLAB中基本绘图函数、图形标注函数和一些常用的特殊绘图函数； 最后，介绍图形窗口的一些高级应用。,本节的重点是掌握常用的绘图命令，通过实验环节进行演练，达到不用查阅资料就能绘制基本图形的要求； 难点是绘图函数的参数通常较多、组合形式比较复杂，应以掌握常用形式为主，了解其他形式，以便使用时能够方便的查阅。,26 MATLAB的绘图及图像处理,MATLAB
2、的图形窗口概述,和大部分的Windows窗口类似，MATLAB图形窗口由标题栏、菜单栏、工具条和图形区组成。 菜单栏：文件、编辑、视图、插入、工具、桌面、窗口、帮助； 工具条：通常包括新建、打开、保存、打印文件、图形编辑模式开关、放大、缩小、平移、旋转、数据点标记、颜色条、图例、绘图工具显示开关； 图形区：显示通过绘图函数或工具绘制的目标图形。,1. MATLAB的绘图,文件菜单中产生M文件项，可以将绘制好的图形保存为MATLAB的函数代码，对于学习绘图函数、标注方法以及绘图方法等的重复利用、复杂标注的简单利用都十分有用。,26 MATLAB的绘图及图像处理,1. MATLAB的绘图,1.1
3、二维图形,1） 绘图流程和基本图形命令,1。数据准备：准备好绘制图形所需的变量数据x,y 2。设置当前绘制区figure：可以在指定的区域创建新的绘图窗口，设置绘图区域 3。试用绘图函数绘图：如plot最基本的绘图函数 4。设置曲线和标志点位置：以set函数设置图形的线宽、线型、颜色（通常曲线单一时采取默认值） 5。设置坐标轴和网格属性：确定坐标轴的标度等 6。标注图形：标注图形的标题、坐标等信息 7。保存和导出图形：指定文件格式保存或导出图形,% Create figure figure1 = figure(PaperPosition,0.6345 6.345 20.3 15.23,Pape
4、rSize,20.98 29.68);,26 MATLAB的绘图及图像处理,1. MATLAB的绘图,1.1 二维图形,1） 绘图流程和基本图形命令,1。line：直角坐标系下的划线函数 2。figure：绘图区设置函数 3。plot/polar：绘制曲线（极坐标绘图），具有较多的语法格式 4。subplot：绘制子图 5。hold on / hold off：叠加绘图模式开关 6。axis：设置坐标轴,1。line 用于绘制直线 基本格式：LINE(X,Y) X,Y为同维数组，将X(i)Y(i)代表的各点用线段依次连接起来 x=0:0.4*pi:2*pi; y=sin(x); line(x,
5、y),26 MATLAB的绘图及图像处理,1. MATLAB的绘图,1.1 二维图形,2。 plot/polar 用于绘制曲线 基本格式：PLOT(X,Y,S) X,Y为同维数组，S为曲线格式 y 黄 . 点 - 实线 m 洋红 o 园 : 点线 c 青 x x号 -. 锁线 r 红 + +号 - 破线 g 绿 * 星印 b 蓝 s 正方形 w 白 d 菱形 k 黒 v 三角形(上) 三角形(下) 三角形(右) p 五角形 h 六角形,x=-5:0.5:5; y=5.*exp(-abs(x).*sin(x); plot(x,y,-hr,LineWidth,1.5,. MarkerEdgeCol
6、or,b,MarkerFaceColor,m,MarkerSize,10) -hr 破线，六角形， 红色 LineWidth,1.5, 线宽（数值） MarkerEdgeColor, b, 标记点边框线条颜色 g , k等 MarkerFaceColor,m, 标记点内部区域填充色 MarkerSize,10 标记点大小（数值）,26 MATLAB的绘图及图像处理,1. MATLAB的绘图,1.1 二维图形,1） 绘图流程和基本图形命令,2。 plot 的其他例子 x=0:0.4*pi:2*pi; y1=sin(x); y2=cos(x); y3=sin(x-0.1*pi); y4=cos(x
7、+0.1*pi); plot(y1) %图1 注意横轴的差别 plot(x,y1) %图2 plot(x,y1;y2;y3;y4) %图3 plot(x,y1,x,y2,x,y3,x,y4) %图3,26 MATLAB的绘图及图像处理,1. MATLAB的绘图,1.1 二维图形,1） 绘图流程和基本图形命令,2。 plot 的其他例子 %例 曲线格式和标记点类型设置 x=0:0.1*pi:2*pi; y3=sin(x).*cos(3*x); y1=sin(x); y2=cos(3*x); plot(x,y1,ob,x,y2,-dc,x,y3,:vr) %第一组数据只标记数据点,26 MATLA
8、B的绘图及图像处理,1. MATLAB的绘图,1.1 二维图形,1） 绘图流程和基本图形命令,设置曲线的属性：选择 键，选中对象曲线，右键选择属性可以修改、设置线宽、颜色等等。,26 MATLAB的绘图及图像处理,1. MATLAB的绘图,1.1 二维图形,1） 绘图流程和基本图形命令,2。 polar 极坐标系绘图的例子 polar(theta,rho),功能类似于plot，theta,rho可以是二维数组但polar不能接受多对参数的输入。 theta=0:0.05*pi:2*pi; r1=sin(theta); r2=cos(theta); polar(theta,r1) %polar(
9、theta,r1,theta,r2) %错误 %polar(theta,r1;r2) %错误 polar(theta theta,r1 r2),26 MATLAB的绘图及图像处理,1. MATLAB的绘图,1.1 二维图形,2） 设置曲线格式和标记点格式,%例23-17 坐标轴标签 x=1990:2:2000; y=1.25 0.81 2.16 2.73 0.06 0.55; xin=1990:0.2:2000; yin=spline(x,y,xin); %补间函数 样条插值法 plot(x,y,ob,xin,yin,-.r) title(1990年到2000年某地区年平均降水量图) xlab
10、el(it年份,FontSize,15) ylabel(降雨量,FontSize,8),26 MATLAB的绘图及图像处理,1. MATLAB的绘图,1.1 二维图形,3） 子图和图形标志的设定,3。 subplot 用于在不同窗口绘制曲线 基本格式：SUBPLOT(m,n,i) 在绘图区中建立m行n列个子绘图区，并在第i个区域中建立坐标系，在该区域中绘图。i为窗口号 x=0:0.1:10; y=exp(-x); subplot(2,2,1);plot(x,y,r);title(plot) subplot(2,2,2); semilogx(x,y,-k) %X轴求对数 title(semilo
11、gx) subplot(2,2,3); semilogy(x,y,-.g,LineWidth,1.5) %Y轴求对数 title(semilogy) subplot(2,2,4); loglog(x,y,:b,LineWidth,0.5) %双对数 title(loglog),26 MATLAB的绘图及图像处理,1. MATLAB的绘图,1.1 二维图形,4） 绘图窗口开关控制,axis on / axis off :显示或隐藏当前坐标轴、标签和刻度 box on / box off :显示或隐藏当前坐标轴的边界线 grid on / grid off :显示或隐藏当前坐标轴下的网格线 %开关
12、控制函数 %Ex23-13 axis/box/grid on-off switch x=0:0.1:5;y=10*exp(-x).*x.2; subplot(4,2,1);plot(x,y); axis on; title(axis on) subplot(4,2,2);plot(x,y); axis off; title(axis off) subplot(4,2,3);plot(x,y); box on; title(box on) subplot(4,2,4);plot(x,y); box off; title(box off) subplot(2,1,2);plot(x,y); gri
13、d on; title(grid on),26 MATLAB的绘图及图像处理,1. MATLAB的绘图,1.1 二维图形,5） 特殊图形绘图,例特殊绘图指令 饼图 pie(x) 使用x的数据绘制饼图，x的总和大于1时计算并显示每一数据所占比例 pie(x,y) 表示是否分割饼图,x=rand(1,5);y=0 1 1 1 0 pie(x) pie(x,y),26 MATLAB的绘图及图像处理,1. MATLAB的绘图,1.1 二维图形,5） 特殊图形绘图,subplot(3,1,1), bar(rand(10,5),stacked) subplot(3,1,2), bar(0:.25:1,ra
14、nd(5),1) subplot(3,1,3), bar(rand(2,3),.75,grouped),%例特殊绘图指令 柱状图 Bar(x,y, WIDTH, MODE) 对x组 y列数据绘制柱状图 WIDTH 定义表示柱状的宽度 MODE 分为 stacked 把数据的每一行作为一组绘图 grouped 把一组数据的和绘成柱状图,26 MATLAB的绘图及图像处理,1. MATLAB的绘图,1.1 二维图形,5） 特殊图形绘图,%例特殊绘图指令 x=rand(1,5);y=rand(1,5) subplot(2,1,1) scatter(x,y) title(散点图) subplot(2,
15、1,2) comet(x,y) title(彗星图),26 MATLAB的绘图及图像处理,1. MATLAB的绘图,1.2 三维图形,%三维曲线绘图指令 plot3(x,y,z) x,y,z为尺寸相同的数组 曲线的颜色、宽度定义和plot相同 x=-5:0.4:5; y=5:-0.4:-5; z=exp(-0.2*x).*cos(y); plot3(x,y,z,or,x,y,z),26 MATLAB的绘图及图像处理,1. MATLAB的绘图,1.2 三维图形,%三维曲面绘图指令 1。先绘制网格 X,Y=meshgrid(x,y) 在一维数组x,y的每一个交差点上创建网格，而每一个对应的（ X,Y ）为网格点。 2。绘制网线 mesh(X,Y,Z) 给相应的网格点赋Z值，并用mesh把相邻的点连起来。 3。绘制表面图 surf(X,Y,Z) 为每一个网格区域填充颜色，X,Y,Z的含义和mesh相同。 其他：surfc(X,Y,Z) x-y平面上增加等值线。,close all;clear X,Y = meshgrid(-3:.5:3); subplot(2,2,1);plot(X,Y,o
