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1、二维平面画图王玉皞 博士/副教授南昌大学信息工程学院Email：w.yuhaogmail第1页，共64页。3-1 基本的绘图指令Plot:最基本的绘图指令对 x 坐标及相对应的 y 坐标进行作图范例3-1：plotxy01.mx=linspace(0,2*pi);%在 0 到 2 间，等分取 100 个点y=sin(x);%计算 x 的正弦函数值plot(x,y);%进行二维平面描点作图第2页，共64页。Plot基本绘图-1linspace(0,2*pi)产生从 0 到 2且长度为 100(默认值)的向量 xy 是对应的 y 坐标只给定一个向量该向量则对其索引值(Index)作图plot(y)
2、和plot(1:length(y),y)会得到相同的结果第3页，共64页。Plot基本绘图-2(I)一次画出多条曲线将 x 及 y 坐标依次送入plot 指令范例3-2：plotxy02.mx=linspace(0,2*pi);%在 0 到 2 间，等分取 100 个点plot(x,sin(x),x,cos(x),x,sin(x)+cos(x);%进行多条曲线描点作图第4页，共64页。Plot基本绘图-2(II)Plot(x,sin(x),x,cos(x),x,sin(x)+cos(x);画出多条曲线时，会自动轮换曲线颜色第5页，共64页。Plot基本绘图-3(I)若要以不同的线标(Marke
3、r)来作图范例3-3：plotxy03.mx=linspace(0,2*pi);%在 0 到 2 间，等分取 100 个点plot(x,sin(x),o,x,cos(x),x,x,sin(x)+cos(x),*);第6页，共64页。Plot基本绘图-3(II)第7页，共64页。Plot基本绘图-4(I)只给定一个矩阵 y对矩阵 y 的每一个行向量(Column Vector)作图范例3-4：plot04.my=peaks;%产生一个 4949 的矩阵plot(y);%对矩阵 y 的每一个行向量作图第8页，共64页。Plot基本绘图-4(II)peaks 指令产生一个4949的矩阵，代表二维函数
4、的值plot(y)直接画出 49 条直线类似于从侧面观看 peaks 函数第9页，共64页。Plot基本绘图-5(I)x 和 y 都是矩阵plot(x,y)会取用 y 的每一个行向量和对应的 x 行向量作图范例3-5：plotxy05.mx=peaks;y=x;%求矩阵 x 的转置矩阵 xplot(x,y);%取用矩阵 y 的每一行向量，与对应矩阵 x%的每一个行向量作图第10页，共64页。Plot基本绘图-5(II)第11页，共64页。提示一般情况下，MATLAB 将矩阵视为行向量的集合对只能处理向量的函数(Ex:max、min、mean)给定一个矩阵，函数会对矩阵的行向量一一进行处理或运算
5、第12页，共64页。Plot基本绘图-6(I)z 是一个复数向量或矩阵plot(z)将 z 的实部(即 real(z)和虚部(即 imag(z)当成 x 坐标和 y 坐标来作图，其效果等于 plot(real(z),imag(z)范例3-6：plotxy06.mx=randn(30);%产生 3030 的随机数(正规分布)矩阵z=eig(x);%计算 x 的固有值(或称特征值)plot(z,o)grid on%画出网格线第13页，共64页。Plot基本绘图-6(II)x 是一个 3030 的随机数矩阵z 则是 x 的固有值(Eigenvalue，或特征值)z 是复数向量，且每一个复数都和其共轭
6、复数同时出现，因此画出的图是上下对称第14页，共64页。基本二维绘图指令指令说明Plotx 轴和 y 轴均为线性刻度(Linear Scale)loglogx 轴和 y 轴均为对数刻度(Logarithmic Scale)semilogxx 轴为对数刻度，y 轴为线性刻度semilogyx 轴为线性刻度，y 轴为对数刻度plotyy画出两个刻度不同的y轴第15页，共64页。Plot基本绘图-7(I)Semilogx指令使 x 轴为对数刻度，对正弦函数作图范例plotxy07.mx=linspace(0,8*pi);%在 0 到 8 间，等分取 100 个点semilogx(x,sin(x);%
7、使 x 轴为对数刻度，并对其正弦函数作图第16页，共64页。Plot基本绘图-7(II)X轴为对数刻度第17页，共64页。Plot基本绘图-8(I)plotyy 指令画出两个刻度不同的 y 轴范例3-8：plotxy08.mx=linspace(0,2*pi);%在 0 到 2 间，等分取 100 个点y1=sin(x);y2=exp(-x);plotyy(x,y1,x,y2);%画出两个刻度不同的 y 轴，分别是 y1,y2第18页，共64页。Plot基本绘图-8(II)y1 的刻度是在左手边y2 的刻度是在右手边两边的刻度不同Y1的刻度Y2的刻度第19页，共64页。3-2 图形的控制plo
8、t 指令，可以接受一个控制字符串输入用以控制曲线的颜色、格式及线标使用语法plot(x,y,CLM)C：曲线的颜色(Colors)L：曲线的格式(Line Styles)M：曲线所用的线标(Markers)第20页，共64页。图形控制范例-1(I)用黑色点线画出正弦波每一资料点画上一个小菱形范例3-9：plotxy09.mx=0:0.5:4*pi;%x 向量的起始与结束元素为 0 及 4，%0.5为各元素相差值y=sin(x);plot(x,y,k:diamond)%其中k代表黑色，：代表点%线，而diamond 则指定菱形为曲%线的线标第21页，共64页。图形控制范例-1(II)第22页，共
9、64页。plot 指令的曲线颜色 Plot指令的曲线颜色字符串曲线颜色RGB值b蓝色(Blue)(0,0,1)c青蓝色(Cyan)(0,1,1)g绿色(Green)(0,1,0)k黑色(Black)(0,0,0)m紫黑色(Magenta)(1,0,1)r红色(Red)(1,0,0)w白色(1,1,1)y黄色(Yellow)(1,1,0)第23页，共64页。plot 指令的曲线格式 plot 指令的曲线格式字符串曲线格式-实线(默认值)-虚线：点线-.点虚线第24页，共64页。plot 指令的曲线线标(I)plot 指令的曲线线标字符串曲线符号符号O圆形+加号X叉号*星号.点号朝上三角形V朝下三
10、角形第25页，共64页。plot 指令的曲线线标(II)plot 指令的曲线线标字符串曲线符号符号朝右三角形朝左三角形square方形diamond菱形pentagram五角星形hexagram六角星形None无符号(默认值)第26页，共64页。3-3 图轴的控制plot 指令会根据坐标点自动决定图轴范围也可以使用 axis 指令指定图轴范围使用语法：axis(xmin,xmax,ymin,ymax)xmin,xmax：指定 x 轴的最小和最大值ymin,ymax：指定 y 轴的最小和最大值第27页，共64页。图轴控制范例-1(I)画出正弦波在 y 轴介于 0 和 1 的部份范例3-10：pl
11、otxy10.mx=0:0.1:4*pi;%起始与结束元素为 0 及 4，0.1 为各%元素相差值y=sin(x);plot(x,y);axis(-inf,inf,0,1);%画出正弦波 y 轴介于 0 和 1 的部份第28页，共64页。图轴控制范例-1(II)inf指令：以资料点(上例：x 轴的数据点)的最小和最大值取代之第29页，共64页。图轴控制范例-2(I)指定图轴上的网格线点(Ticks)范例3-11：plotxy11.mx=0:0.1:4*pi;plot(x,sin(x)+sin(3*x)set(gca,ytick,-1-0.3 0.1 1);%在 y 轴加上网格线点grid on
12、%加上网格线第30页，共64页。图轴控制范例-2(II)grid on：加上网格线gca：get current axis的简称传回目前使用中的图轴gca属Handle Graphics的指令，第七章会有更详细的说明使用者加入的网格线点和文字第31页，共64页。图轴控制范例-3(I)将网格线点的数字改为文字范例3-12：plotxy12.mx=0:0.1:4*pi;plot(x,sin(x)+sin(3*x)set(gca,ytick,-1-0.3 0.1 1);%改变网格线点set(gca,yticklabel,极小,临界值,崩溃值,极大);%改变网格线点的文字grid on%加上网格线第3
13、2页，共64页。图轴控制范例-3(II)第33页，共64页。Subplotsubplot在一个窗口产生多个图形(图轴)一般形式为 subplot(m,n,p)将窗口分为 m n 个区域下一个 plot 指令绘图于第 p 个区域p 的算法为由左至右，一列一列第34页，共64页。图轴控制范例-4(I)同时画出四个图于一个窗口中范例3-13：plotxy13.mx=0:0.1:4*pi;subplot(2,2,1);plot(x,sin(x);%此为左上角图形subplot(2,2,2);plot(x,cos(x);%此为右上角图形subplot(2,2,3);plot(x,sin(x).*exp(
14、-x/5);%此为左下角图形subplot(2,2,4);plot(x,x.2);%此为右下角图形第35页，共64页。图轴控制范例-4(II)Subplot(2,2,1)Subplot(2,2,3)Subplot(2,2,2)Subplot(2,2,4)第36页，共64页。图轴控制范例-5(I)长宽比(Aspect Ratio)一般图轴长宽比是窗口的长宽比可在 axis 指令后加不同的字符串来修改范例3-14：plotxy14.mt=0:0.1:2*pi;x=3*cos(t);y=sin(t);subplot(2,2,1);plot(x,y);axis normalsubplot(2,2,2)
15、;plot(x,y);axis squaresubplot(2,2,3);plot(x,y);axis equalsubplot(2,2,4);plot(x,y);axis equal tight第37页，共64页。图轴控制范例-5(II)axis normalaxis equalaxis squareaxis square tight第38页，共64页。改变图轴长宽比的指令改变目前图轴长宽比的指令需在 plot 指令之后呼叫才能发挥效用指令说明axis normal使用预设长宽比(等于图形长宽比)axis square长宽比例为 1axis equal长宽比例不变，但两轴刻度一致axis e
16、qual tight两轴刻度比例一致，且图轴贴紧图形axis image两轴刻度比例一致(适用于影像显示)第39页，共64页。改变图轴背景颜色的指令colordef改变图轴与窗口之背景颜色先呼叫 colordef 指令，其后 plot 指令产生的图形才有效用指令说明colordef white图轴背景为白色，窗口背景为浅灰色colordef black图轴背景为黑色，窗口背景为暗灰色colordef none图轴背景为黑色，窗口背景为黑色(这是 MATLAB 第 4 版的默认值)第40页，共64页。grid 和 box 指令画出网格线或画出图轴外围的方形指令说明grid on画出网格线grid off取消网格线box on画出图轴的外围长方形box off取消图轴的外围长方形第41页，共64页。3-4 加入说明文字在图形或图轴加入说明文字，增进整体图形的可读性指令说明title图形的标题xlabelx 轴的说明ylabely 轴的说明zlabelz 轴的说明(适用于立体绘图)legend多条曲线的说明text在图形中加入文字gtext使用鼠标决定文字的位置第42页，共64页。说明文字实
