用MATLAB作图很实用哦.ppt

第二讲,MATLAB作图,Matlab作图,二维图形,三维图形,图形处理,实例,作业,特殊二、三维图形,Matlab作图是通过描点、连线来实现的，故在画一个曲线图形之前，必须先取得该图形上的一系列的点的坐标（即横坐标和纵坐标），然后将该点集的坐标传给Matlab函数画图.,命令为：plot(X,Y,S),plot(X,Y)-画实线plot(X,Y1,S1,X,Y2,S2,X,Yn,Sn)-将多条线画在一起,X,Y是向量,分别表示点集的横坐标和纵坐标,线型,y 黄色.点-连线m 洋红 o 圈:短虚线c 蓝绿色 x x-符号-.长短线 r 红色+加号-长虚线,1.曲线图,图形元素设定,例 在0,2*pi用红线画sin(x),用绿圈画cos(x).,x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);z=cos(x);plot(x,y,r,x,z,go),解,2.符号函数(显函数、隐函数和参数方程)画图,(1)ezplot,ezplot(x(t),y(t),tmin,tmax)表示在区间tminttmax 绘制参数方程 x=x(t),y=y(t)的函数图,ezplot(f(x),a,b)表示在axb绘制显函数f=f(x)的函数图,ezplot(f(x,y),xmin,xmax,ymin,ymax)表示在区间xminxxmax和 yminyymax绘制隐函数f(x,y)=0的函数图,例 在0,pi上画y=sin(x)的图形,解 输入命令 ezplot(sin(x),0,pi),解 输入命令 ezplot(cos(t)3,sin(t)3,0,2*pi),解 输入命令ezplot(exp(x)+sin(x*y),-2,0.5,0,2),(2)fplot,注意：1 fun必须是M文件的函数名或是独立变量为x的字符串.2 fplot函数不能画参数方程和隐函数图形，但在一个图上可以画多个图形。,fplot(fun,lims)表示绘制字符串fun指定的函数在lims=xmin,xmax的图形.,解 先建M文件myfun1.m：function Y=myfun1(x)Y=exp(2*x)+sin(3*x.2),再输入命令：fplot(myfun1,-1,2),解 输入命令:fplot(tanh(x),sin(x),cos(x),2*pi*-1 1),例 在-2,2范围内绘制函数tanh的图形解 fplot(tanh,-2,2),三维图形,1、空间曲线,2、空间曲面,plot3(x,y,z,s),空 间 曲 线,1、一条曲线,例 在区间0，10*pi画出参数曲线x=sin(t),y=cos(t),z=t.,解 close;t=0:pi/50:10*pi;plot3(sin(t),cos(t),t)rotate3d%旋转,结果：,plot3(x,y,z),2、多条曲线,例 画多条曲线观察函数Z=(X+Y).2.,（这里meshgrid(x,y)的作用是产生一个以向量x为行、向量y为列的矩阵）,其中x，y，z是都是m*n矩阵，其对应的每一列表示一条曲线.,解 close;x=-3:0.1:3;y=1:0.1:5;X,Y=meshgrid(x,y);Z=(X+Y).2;plot3(X,Y,Z),空 间 曲 面,例 画函数Z=(X+Y).2的图形.解 x=-3:0.1:3;y=1:0.1:5;X,Y=meshgrid(x,y);Z=(X+Y).2;surf(X,Y,Z)shading flat%将当前图形变得平滑,(1)surf(x,y,z),画出数据点（x，y，z）表示的曲面,（2）mesh(x,y,z),解 close;x=-3:0.1:3;y=1:0.1:5;X,Y=meshgrid(x,y);Z=(X+Y).2;mesh(X,Y,Z),例 画出曲面Z=(X+Y).2在不同视角的网格图.,画网格曲面,(3)meshz(X,Y,Z)在网格周围画一个curtain图(如,参考平面),解 输入命令:close;X,Y=meshgrid(-3:.125:3);Z=peaks(X,Y);Meshz(X,Y,Z),例 绘peaks的网格图,在图形上加格栅、图例和标注,定制坐标,图形保持,分割窗口,缩放图形,改变视角,图形处理,动 画,1、在图形上加格栅、图例和标注,（1）GRID ON:加格栅在当前图上 GRID OFF:删除格栅,处理图形,（2）hh=xlabel(string):在当前图形的x轴上加图例string,hh=ylabel(string):在当前图形的y轴上加图例string,hh=title(string):在当前图形的顶端上加图例string,hh=zlabel(string):在当前图形的z轴上加图例string,例 在区间0,2*pi画sin(x)的图形，并加注图例“自变量 X”、“函数Y”、“示意图”,并加格栅.,解 x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);plot(x,y)xlabel(自变量X)ylabel(函数Y)title(示意图)grid on,（3）hh=gtext(string),命令gtext(string)用鼠标放置标注在现有的图上.运行命令gtext(string)时，屏幕上出现当前图形，在图形上出现一个交叉的十字，该十字随鼠标的移动移动，当按下鼠标左键时，该标注string放在当前十交叉的位置.,例 在区间0,2*pi画sin(x)，并分别标注“sin(x)”cos(x)”.,解 x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);z=cos(x);plot(x,y,x,z)gtext(sin(x);gtext(cos(x),2、定制坐标,axis(xmin xmax ymin ymax zmin zmax),例 在区间0.005,0.01显示sin(1/x)的图形。,解 x=linspace(0.0001,0.01,1000);y=sin(1./x);plot(x,y)axis(0.005 0.01-1 1),定制图形坐标,将坐标轴返回到自动缺省值,axis auto,3、图形保持,(1)hold on hold of,例 将y=sin(x)、z=cos(x)分别用点和线画出在同一屏幕上。,解 x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);z=cos(x);plot(x,z,:)hold on plot(x,y),保持当前图形,以便继续画图到当前图上,释放当前图形窗口,(2)figure(h),例 区间0,2*pi新建两个窗口分别画出y=sin(x)；z=cos(x)。,解 x=linspace(0,2*pi,100);y=sin(x);z=cos(x);plot(x,y);title(sin(x);figure(2);plot(x,z);title(cos(x);,新建h窗口，激活图形使其可见，并把它置于其它图形之上,4、分割窗口,h=subplot(mrows,ncols,thisplot),划分整个作图区域为mrows*ncols块（逐行对块访问）并激活第thisplot块，其后的作图语句将图形画在该块上。,激活已划分为mrows*ncols块的屏幕中的第thisplot块，其后的作图语句将图形画在该块上。,命令Subplot(1,1,1)返回非分割状态。,subplot(mrows,ncols,thisplot),subplot(1,1,1),解x=linspace(0,2*pi,100);y=sin(x);z=cos(x);a=sin(x).*cos(x);b=sin(x)./(cos(x)+eps);subplot(2,2,1);plot(x,y),title(sin(x)subplot(2,2,2);plot(x,z),title(cos(x)subplot(2,2,3);plot(x,a),title(sin(x)cos(x)subplot(2,2,4);plot(x,b),title(sin(x)/cos(x),例 将屏幕分割为四块，并分别画出y=sin(x)，z=cos(x)，a=sin(x)*cos(x),b=sin(x)/cos(x)。,5、缩放图形,zoom on,单击鼠标左键，则在当前图形窗口中，以鼠标点中的点为中心的图形放大2倍；单击鼠标右键，则缩小2倍,解 x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);plot(x,y)zoom on 在图形窗口演示,例 缩放y=sin(x)的图形,zoom off,为当前图形打开缩放模式,关闭缩放模式,6.改变视角view,（1）view(a,b)命令view(a,b)改变视角到(a,b),a是方位角,b为仰角。缺省视角为（-37.5，30）。,解 x=-3:0.1:3;y=1:0.1:5;X,Y=meshgrid(x,y);Z=(X+Y).2;subplot(2,2,1);mesh(X,Y,Z)subplot(2,2,2);mesh(X,Y,Z);view(50,-34)subplot(2,2,3);mesh(X,Y,Z);view(-60,70)subplot(2,2,4);mesh(X,Y,Z);view(0,1),例 画出曲面Z=(X+Y).2在不同视角的网格图.,view用空间矢量表示的，三个量只关心它们的比例，与数值的大小无关，x轴view（1，0，0），y轴view（0,1,0），z轴view（0，0，1）。,（2）view（x，y，z）,可以直接在图形窗口操作（示范）,7.动画,Moviein(),getframe,movie()函数Moviein()产生一个帧矩阵来存放动画中的帧；函数getframe对当前的图象进行快照；函数movie()按顺序回放各帧。,例 将曲面peaks做成动画。,解 x,y,z=peaks(30);surf(x,y,z)axis(-3 3-3 3-10 10)m=moviein(15);for i=1:15 view(-37.5+24*(i-1),30)m(:,i)=getframe;end movie(m)（演示，还可使用tools栏的move camera）,特殊二、三维图形,1、特殊的二维图形函数,2、特殊的三维图形函数,特殊的二维图形函数,1、极坐标图：polar(theta,rho,s),用角度theta（弧度表示）和极半径rho作极坐标图，用s指定线型。,例,解：theta=linspace(0,2*pi,50);rho=sin(2*theta).*cos(2*theta);polar(theta,rho,g)title(Polar plot of sin(2*theta).*cos(2*theta);,2、散点图:scatter（X,Y,S,C）在向量X和Y的指定位置显示彩色圈X和Y必须大小相同,解 输入命令：load seamount scatter(x,y,5,z),3、平面等值线图：contour(x,y,z,n)绘制n个等值线的二维等值线图,解 输入命令：X,Y=meshgrid(-2:.2:2,-2:.2:3);Z=X.*exp(-X.2-Y.2);C,h=contour(X,Y,Z);clabel(C,h)colormap cool,例 绘制seamount散点图,特殊的三维图形函数,1、空间等值线图：contour 3(x,y,z,n),其中n表示等值线数。,例 山峰的三维和二维等值线图。,解 x,y,z=peaks;subplot(1,2,1)contour3(x,y,z,16,s)grid,xlabel(x-axis),ylabel(y-axis)zlabel(z-axis)title(contour3 of peaks);subplot(1,2,2)contour(x,y,z,16,s)grid,xlabel(x-axis),ylabel(y-axis)title(contour of peaks);,3、三维散点图 scatter3（X,Y,Z,S,C）在向量X,Y和Z指定的位置上显示彩色圆圈.向量X,Y和Z的大小必须相同.,解 输入命令:x,y,z=sphere(16);X=x(:)*.5 x(:)*.75 x(:);Y=y(:)*.5 y(:)*.75 y(:);Z=z(:)*.5 z(:)*.75 z(:);S=repmat(1.75.5*10,prod(size(x),1);C=repmat(1 2 3,prod(size(x),1);scatter3(X(:),Y(:),Z(:),S(:),C(:),filled),view(-60,60),例 绘制三维散点图。,x=0:pi/8:4*pi;y=exp(-x/3).*sin(3*x);yb=exp(-x/3);plot(x,yb,-k,x,-yb,-k,x,y,-.ro,LineWidth,2,.MarkerEdgeColor,g,MarkerFaceColor,y,MarkerSize,6)grid on,LineWidth(线宽);Marker(点型);MarkerEdgeColor(点型边颜色);MarkerSize(点型大小);MarkerFaceColor(点型面颜色);例:,Matlab还提供了一个TeX格式命令的有限于集。,上标和下标是分别用和-声明的。文本字体和字体大小可以用fontname和fontsize命令进行选择，字体风格可以用bf，il，sl或者rm令进行声明，分别选择粗体字，斜体字，透明或者印刷体，或者正常Roman字体。为了输入用来定义TeX字符串的特殊字符，在这些字符前面加上一个反斜线符号。受到影响的字符是反斜线()，左右花括号，下划线(_)以及连宇符号（）之间的字符。下边这个例子展示了TeX格式命令的用法：,clear;close;axes;axis(0 1 0 0.5)text(0.2,0.1,itE=McdotCrm2)text(0.2,0.2,fontsize16nablatimes H=J+partialD/partialt)text(0.2,0.3,fontnamecourierfontsize16bf x_alpha+y2pi)fsstr=f(t)=A_0+fontsize30_Sigmafontsize10;text(0.2,0.4,fsstr A_ncos(nomega_0t)+B_nsin(nomega_0t)title(Figure 5.24:TeX Formating Examples),数学公式输入:,text(.02,1.,s(x)=Sigma_j B(x|t_j,ldots,t_j+k)a(:,j),Fontsize,18,color,r),text(0.3,0.5,p_i)text(0.3,0.5,pi)text(0.3,0.5,x2)text(0.3,0.48,)text(0.3,0.45,A),text(.02,1.,n+alpha:1-alpha),gtext(n+alpha:1-alpha),绘制山区地貌图,要在某山区方圆大约27平方公里范围内修建一条公路，从山脚出发经过一个居民区，再到达一个矿区。横向纵向分别每隔400米测量一次，得到一些地点的高程：(平面区域0=x=5600,0=y=4800)，需作出该山区的地貌图和等高线图。,程序：,x=0:400:5600;y=0:400:4800;z=370 470 550 600 670 690 670 620 580 450 400 300 100 150 250;.510 620 730 800 850 870 850 780 720 650 500 200 300 350 320;.650 760 880 970 1020 1050 1020 830 900 700 300 500 550 480 350;.740 880 1080 1130 1250 1280 1230 1040 900 500 700 780 750 650 550;.830 980 1180 1320 1450 1420 1400 1300 700 900 850 840 380 780 750;.880 1060 1230 1390 1500 1500 1400 900 1100 1060 950 870 900 930 950;.910 1090 1270 1500 1200 1100 1350 1450 1200 1150 1010 880 1000 1050 1100;.950 1190 1370 1500 1200 1100 1550 1600 1550 1380 1070 900 1050 1150 1200;.1430 1430 1460 1500 1550 1600 1550 1600 1600 1600 1550 1500 1500 1550 1550;.1420 1430 1450 1480 1500 1550 1510 1430 1300 1200 980 850 750 550 500;.1380 1410 1430 1450 1470 1320 1280 1200 1080 940 780 620 460 370 350;.1370 1390 1410 1430 1440 1140 1110 1050 950 820 690 540 380 300 210;.1350 1370 1390 1400 1410 960 940 880 800 690 570 430 290 210 150;meshz(x,y,z),rotate3dxlabel(X),ylabel(Y),zlabel(Z),结果：,作业,1、在同一平面中的两个窗口分别画出心形线和马鞍面。,要求：,1、在图形上加格栅、图例和标注,2、定制坐标,3、以不同角度观察马鞍面 z=x2-y2,x,-3,3,y-1,1,2、以不同的视角观察球面 和 圆柱面 所围区域。,谢谢！,第一题程序x=-3:0.1:3;y=1:0.1:1;X,Y=meshgrid(x,y);Z=X.2-Y.2;surf(X,Y,Z)shading flat,柱面:(x-1)2+y2=1close;R=1 1;N=10;X,Y,Z=cylinder(R,N);X=X+1;Z=2*Z-1;surf(X,Y,Z)生成椭球：N=30;X,Y,Z=sphere(N);X=X+1;Y=2*Y;surf(X,Y,Z),第二题：close;R=1/2 1/2;N=10;X,Y,Z=cylinder(R,N);X=X+1/2;surf(X,Y,Z);hold on;k=5;n=2k-1;theta=pi*(-n:2:n)/n;phi=(pi/2)*(-n:2:n)/n;X=cos(phi)*cos(theta);Y=cos(phi)*sin(theta);Z=abs(sin(phi)*ones(size(theta);colormap(0 0 0;1 1 1)C=hadamard(2k);surf(X,Y,Z,C),