《MATLAB绘图第五章(powerpoint 74页)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MATLAB绘图第五章(powerpoint 74页)（76页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第5章章 MATLAB绘图绘图本讲内容安排本讲内容安排l5.1 二维数据曲线图二维数据曲线图l5.2 其他二维图形其他二维图形l5.3 隐函数绘图隐函数绘图l5.4 三维图形三维图形l5.5 图形修饰处理图形修饰处理l5.6 图像处理与动画制作图像处理与动画制作5.1 二维数据曲线图二维数据曲线图5.1.1 绘制单根二维曲线绘制单根二维曲线plot函数的基本调用格式为：函数的基本调用格式为：plot(x,y) 其中其中x和和y为长度相同的向量，分别用于存储为长度相同的向量，分别用于存储x坐标和坐标和y坐标数据。坐标数据。例例5-1 在在0 x2 区间内，绘制曲线区间内，绘制曲线 y=2e-0
2、.5xcos(4x)程序如下：程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x,y)例例5-2 绘制曲线。绘制曲线。程序如下：程序如下：t=0:0.1:2*pi;x=t.*sin(3*t);y=t.*sin(t).*sin(t);plot(x,y); plot函数最简单的调用格式是只包含一个输入参数：函数最简单的调用格式是只包含一个输入参数： plot(x) 在这种情况下，当在这种情况下，当x是实向量时，以该向量元素的是实向量时，以该向量元素的下标为横坐标，元素值为纵坐标画出一条连续曲线，下标为横坐标，元素值为纵坐标画出一条连续曲
3、线，这实际上是绘制折线图。这实际上是绘制折线图。5.1.2 绘制多根二维曲线绘制多根二维曲线1plot函数的输入参数是矩阵形式(1) 当当x是向量，是向量，y是有一维与是有一维与x同维的矩阵时，则绘制出多根同维的矩阵时，则绘制出多根不同颜色的曲线。曲线条数等于不同颜色的曲线。曲线条数等于y矩阵的另一维数，矩阵的另一维数，x被作被作为这些曲线共同的横坐标。为这些曲线共同的横坐标。(2) 当当x,y是同维矩阵时，则以是同维矩阵时，则以x,y对应列元素为横、纵坐标分对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。(3) 对只包含一个输入参数的对只包含一
4、个输入参数的plot函数，当输入参数是实矩函数，当输入参数是实矩阵时，则按列绘制每列元素值相对其下标的曲线，曲线条阵时，则按列绘制每列元素值相对其下标的曲线，曲线条数等于输入参数矩阵的列数。数等于输入参数矩阵的列数。 (4)当输入参数是复数矩阵时，则按列分别以元素实部和虚当输入参数是复数矩阵时，则按列分别以元素实部和虚部为横、纵坐标绘制多条曲线。部为横、纵坐标绘制多条曲线。2含多个输入参数的plot函数调用格式为：调用格式为： plot(x1,y1,x2,y2,xn,yn)(1) 当输入参数都为向量时，当输入参数都为向量时，x1和和y1，x2和和y2，xn和和yn分别组成一组向量对，每一组向量
5、对的分别组成一组向量对，每一组向量对的长度可以不同。每一向量对可以绘制出一条曲线，长度可以不同。每一向量对可以绘制出一条曲线，这样可以在同一坐标内绘制出多条曲线。这样可以在同一坐标内绘制出多条曲线。(2) 当输入参数有矩阵形式时，配对的当输入参数有矩阵形式时，配对的x,y按对应列按对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。矩阵的列数。例例5-3 分析下列程序绘制的曲线。分析下列程序绘制的曲线。x1=linspace(0,2*pi,100);x2=linspace(0,3*pi,100);x3=linspace(0,4*pi,100);
6、y1=sin(x1);y2=1+sin(x2);y3=2+sin(x3);x=x1;x2;x3;y=y1;y2;y3;plot(x,y,x1,y1-1)3具有两个纵坐标标度的图形在在MATLAB中，如果需要绘制出具有不同纵坐标标中，如果需要绘制出具有不同纵坐标标度的两个图形，可以使用度的两个图形，可以使用plotyy绘图函数。调用格绘图函数。调用格式为：式为： plotyy(x1,y1,x2,y2)其中其中x1,y1对应一条曲线，对应一条曲线，x2,y2对应另一条曲线。横对应另一条曲线。横坐标的标度相同，纵坐标有两个，左纵坐标用于坐标的标度相同，纵坐标有两个，左纵坐标用于x1,y1数据对，右纵
7、坐标用于数据对，右纵坐标用于x2,y2数据对。数据对。例例5-4 用不同标度在同一坐标内绘制曲线用不同标度在同一坐标内绘制曲线 y1=0.2e-0.5xcos(4x) 和和y2=2e-0.5xcos(x)。程序如下：程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);plotyy(x,y1,x,y2);4图形保持 hold on/off命令控制是保持原有图形还是刷新命令控制是保持原有图形还是刷新原有图形，不带参数的原有图形，不带参数的hold命令在两种状态之间进命令在两种状态之间进行切
8、换。行切换。例例5-5 采用图形保持，在同一坐标内绘制曲线采用图形保持，在同一坐标内绘制曲线 y1=0.2e-0.5xcos(4x) 和和y2=2e-0.5xcos(x)。程序如下：程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x,y1)hold ony2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);plot(x,y2);hold off5.1.3 设置曲线样式 MATLAB提供了一些绘图选项，用于确定所绘曲线提供了一些绘图选项，用于确定所绘曲线的线型、颜色和数据点标记符号，它们可以组合使用。的线型、颜色和数据点标记符
9、号，它们可以组合使用。例如，例如，“b-.”表示蓝色点划线，表示蓝色点划线，“y:d”表示黄色虚线表示黄色虚线并用菱形符标记数据点。当选项省略时，并用菱形符标记数据点。当选项省略时，MATLAB规定，规定，线型一律用实线，按默认颜色顺序绘制。要设置曲线样线型一律用实线，按默认颜色顺序绘制。要设置曲线样式可以在式可以在plot函数中加绘图选项，其调用格式为：函数中加绘图选项，其调用格式为： plot(x1,y1,选项选项1,x2,y2,选项选项2,xn,yn,选项选项n)颜色、数据点标记符号、线型颜色、数据点标记符号、线型 字母 颜色 标点 线型 y 黄色 点线 m 粉红 圈线 c 亮蓝 线 r
10、 大红 字线 g 绿色 实线 b 蓝色 星形线 w 白色 ： 虚线 k 黑色 (-) 点划线数据点标记符号、符号数据点标记符号、符号 + | o | * | . | x | square | diamond | v | | | | pentagram | hexagram square 正方形 diamond 菱形 pentagram 五角星 hexagram 六角星例例5-6 在同一坐标内，分别用不同线型和颜色绘制曲线在同一坐标内，分别用不同线型和颜色绘制曲线 y1=0.2e-0.5xcos(4x) 和和y2=2e-0.5xcos(x)，标记两曲，标记两曲 线线交叉点。程序如下：交叉点。程序
11、如下：x=linspace(0,2*pi,1000);y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);k=find(abs(y1-y2)1e-2); %查找查找y1与与y2相等点相等点(近似相等近似相等)的下标的下标x1=x(k); %取取y1与与y2相等点的相等点的x坐标坐标y3=0.2*exp(-0.5*x1).*cos(4*pi*x1); %求求y1与与y2值相等点的值相等点的y坐标坐标plot(x,y1,x,y2,k:,x1,y3,bp);5.1.4 图形标注与坐标控制1图形标注图形标注 有关图形标注函数的调用格式
12、为：有关图形标注函数的调用格式为：title(图形名称图形名称)xlabel(x轴说明轴说明)ylabel(y轴说明轴说明)text(x,y,图形说明图形说明)legend(图例图例1,图例图例2,)函数中的说明文字，除使用函数中的说明文字，除使用标准的标准的ASCII字符外，还可字符外，还可使用使用LaTeX格式的控制字符，格式的控制字符，这样就可以在图形上添加希这样就可以在图形上添加希腊字母、数学符号及公式等腊字母、数学符号及公式等内容。例内容。例,text(0.3,0.5, sin(omegat+beta)将得到标注效果将得到标注效果sin(t+)。例例5-7 在在0 x2 区间内，绘制
13、曲线区间内，绘制曲线y1=2e-0.5x和和y2=cos(4x)，并给图形添加图形标注。，并给图形添加图形标注。程序如下：程序如下：x=0:pi/100:2*pi;y1=2*exp(-0.5*x);y2=cos(4*pi*x);plot(x,y1,x,y2)title(x from 0 to 2pi); %加图形标题加图形标题xlabel(Variable X); %加加X轴说明轴说明ylabel(Variable Y); %加加Y轴说明轴说明text(0.8,1.5,曲线曲线y1=2e-0.5x); %在指定位置添加图在指定位置添加图形说明形说明text(2.5,1.1,曲线曲线y2=cos
14、(4pix); legend(y1, y2) %加图例加图例2坐标控制axis函数的调用格式为：函数的调用格式为：axis(xmin xmax ymin ymax zmin zmax)axis函数功能丰富，常用的格式还有：函数功能丰富，常用的格式还有：axis equal：纵、横坐标轴采用等长刻度。：纵、横坐标轴采用等长刻度。axis square：产生正方形坐标系：产生正方形坐标系(缺省为矩形缺省为矩形)。axis auto：使用缺省设置。：使用缺省设置。axis off：取消坐标轴。：取消坐标轴。axis on：显示坐标轴。：显示坐标轴。 给坐标加网格线用给坐标加网格线用grid命令来控制
15、。命令来控制。grid on/off命令命令控制是画还是不画网格线，不带参数的控制是画还是不画网格线，不带参数的grid命令在两种命令在两种状态之间进行切换。状态之间进行切换。 给坐标加边框用给坐标加边框用box命令来控制。命令来控制。box on/off命令控命令控制是加还是不加边框线，不带参数的制是加还是不加边框线，不带参数的box命令在两种状命令在两种状态之间进行切换。态之间进行切换。例例5-8 在同一坐标中，可以绘制在同一坐标中，可以绘制3个同心圆，并加坐标个同心圆，并加坐标控制。程序如下：控制。程序如下：t=0:0.01:2*pi;x=exp(i*t);y=x;2*x;3*x;plo
16、t(y)grid on; %加网格线加网格线box on; %加坐标边框加坐标边框axis equal %坐标轴采用等刻度坐标轴采用等刻度5.1.5 图形的可视化编辑 MATLAB 6.5版本在图形窗口中提供了可视化版本在图形窗口中提供了可视化的图形编辑工具，利用图形窗口菜单栏或工具栏中的图形编辑工具，利用图形窗口菜单栏或工具栏中的有关命令可以完成对窗口中各种图形对象的编辑的有关命令可以完成对窗口中各种图形对象的编辑处理。处理。 在图形窗口上有一个菜单栏和工具栏。菜单栏在图形窗口上有一个菜单栏和工具栏。菜单栏包含、包含、View、Insert、Tools、Window和和Help共共7个个菜单项，工具栏包含菜单项，工具栏包含11个命令按钮。个命令按钮。5.1.6 对函数自适应采样的绘图函数fplot函数的调用格式为：函数的调用格式为： fplot(fname,lims,tol,选项选项)其中其中fname为函数名，以字符串形式出现，为函数名，以字符串形式出现，lims为为x,y的的取值范围，取值范围，tol为相对允许误差，其系统默认值为为相对允许误差，其系统默认值为2e-3。选项定义与
