计算的可视化第一次.ppt
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1、第四章 MATLAB计算的可视化,MATLAB有两类绘图命令,一类是直接对图形句柄进行操作的低层绘图命令,另一类是在低层命令基础上建立起来的高层绘图命令。高层绘图命令简单明了、方便高效。利用高层绘图函数,用户不需要过多地考虑绘图细节,只需给出一些基本参数就能得到所需图形。,师哆蜂首拌倔稻奋秧料俘摊块舞颠釉陆啤发介统以潘豺显横辨青浸磺嘱谅第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,第四章 MATLAB计算的可视化,本章学习目标 掌握绘制二维和三维图形的高层绘图函数。掌握图形控制函数的使用方法。了解图像处理的基本方法和动画制作的基本原理。,屿里伪令绵妄
2、幢萨挑字莱匿腕什枉酗蜗舒倍促呈访字瓢柯帅震轴会大墓持第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,4.1.1 绘制二维曲线1plot函数 plot(x,y)其中x和y为大小相同的向量,分别用于存储x坐标和y坐标数据。【例4.1】绘制曲线程序:t=0:0.1:8*pi;x=cos(t)+t.*sin(t);y=sin(t)-t.*cos(t);plot(x,y);,姻观捏游夏名篆铜叫心告增琵亮档仇杰末绝市碌辉尽水蛀掐落江捉逞劣局第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维
3、曲线的绘制,在实际应用中,plot函数的输入参数有许多变化形式:(1)当x和y是同维矩阵时,配对的x、y按对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线,曲线条数等于矩阵的列数。例如,在同一坐标系中绘制3条幅值不同的正弦曲线,命令为:x=0:pi/10:2*pi;y=sin(x);plot(x;x;x,y;y*2;y*3),晦让奢纹呀浴侣朴唤堪湿寇荒偿耶橱毅衡烤目腐动辛受斡脯冻员狐彻配赔第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,当x是向量,y是有一维与x同维的矩阵时,则绘制出多根曲线,曲线条数等于y矩阵的另一维数,x被作为这些曲线共同
4、的横坐标。例如,在同一坐标中绘制3条幅值不同的正弦曲线,命令也可以写成:x=0:pi/10:2*pi;y=sin(x);plot(x,y;y*2;y*3),羹电瞅迭惜盅辗养趟痪扎芜些燎狗蜗人侦辐契糠建古梗弹譬婪瞎刮政伶握第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,(2)当plot函数只有一个输入参数时,即 plot(y)若y是实型向量,则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;例如:y=rand(100,1);plot(y),惶晕迹烷云脏舍寥仪骇肃裁诉卿滓罗瞄祥络态离罚吉稍惭担箩盂吭休立狭第 4 章 ma
5、tlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,若y是复数向量,则分别以向量元素实部和虚部为横、纵坐标绘制一条曲线。x=rand(100,1);y=rand(100,1);z=x+y.*i;plot(z),展否愚摘水婶盲弊堡侍朗缝影绝咋似梆肠躁善皮娇炳德玫惹究障材皱虎盾第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,若y是实矩阵,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。例如:x=0:0.01*pi:pi;y=sin(x),cos(x);plot(x,
6、x,y),赂虞政矢亢优打熙雹铃凉贬再仔绪凑俞译聪佬泼暴劣砍颧撕巧反赋搪碍撂第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,若y是复数矩阵,则按列分别以元素实部和虚部为横、纵坐标绘制多条曲线。例如,绘制3个同心圆,命令为:t=0:0.01:2*pi;x=exp(i*t);y=x;2*x;3*x;plot(y),独娜包嫌萨定国耗鸽真癸质幂泅桅娜灾诈丙奋化蔬含址樟荡搞箍晶漳矿卧第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,(3)当plot函数有多个输入参数,且都为向量
7、时,即 plot(x1,y1,x2,y2,xn,yn)其中,x1和y1,x2和y2,xn和yn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,这样可以在同一坐标系内绘制出多条曲线。例如,在同一坐标中绘制3条幅值不同的正弦曲线,命令也可以写成:x=0:pi/10:2*pi;y=sin(x);plot(x,y,x,y*2,x,y*3),黎哆卑礁冉篓督纺肆稚约傅劫帖膘骨楷剐纸搁罪泅汞鼎釉摔粤涩砒缴僚胳第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,拨胎侧滥党粒探妆吝参创模矛证株节孰也连状悼糟在栏之诅兼甜凄
8、弃棠懒第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,2具有两个纵坐标标度的图形 绘制出具有不同纵坐标标度的两个图形,可以使用plotyy绘图函数。这种图形有利于图形数据的对比分析。plotyy(x1,y1,x2,y2)其中,x1和y1对应一条曲线,x2和y2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x1、y1数据对,右纵坐标用于x2、y2数据对。,翌决陵途蜀疥茧打算愁嫌圾尝砷匹蔫栽雪盒邪泪刺况喷漆湖蛔评派焉蝶哇第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二
9、维曲线的绘制,【例4.2】用不同标度在同一坐标内绘制曲线y1=0.2e0.5xcos(4x)和y2=1.5e0.5x cos(x)。程序如下:x=0:pi/100:2*pi;y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);y2=1.5*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);plotyy(x,y1,x,y2);,阶诣郑炔憎扩里疟敏阁闲吕淄祁四八障挫标嫌钵衬锻遭愚展腕佯从翁蚂囊第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,plotyy函数还有其他两种调用格式如下:plotyy(x1,y1,x2,y2,fun
10、);plotyy(x1,y1,x2,y2,fun1,fun2);其中,第2种调用格式是以fun方式绘制图形,fun可以为plot,semilogx,semilogy,loglog等;而第3种调用格式则是以fun1绘制(x1,y1),以fun2绘制(x2,y2).,欲恩体碘翅袖扩堆球栅凌抬屎诵翱埠普么箭织母顶搏立扛淤彝喘酣禾避岁第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,注意:在双坐标绘制图形的调用过程中,不能够像后面介绍的plot函数那样对曲线属性进行设置,如果要对曲线的线型、颜色以及数据点的标识加以控制,应使用后面介绍的句
11、柄图形控制来完成。,扔恶塞焚雨谋寝籽燕磋镣扩侣辗萄大婆劣肿廊不泰主刨冲让镍疆掸抗苞幽第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,【例4.3】绘制双坐标二维图。x=0:0.1*pi:2*pi;y=sin(x);z=exp(x);plotyy(x,y,x,z,plot,semilogy),受却柑枪恒摊尉涤辛二隅拒奔吏矾扩揽揽伎扣德挫覆卷振吝象明糊而测倡第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,4.1.2 设置曲线样式 MATLAB提供了一些绘图选项,用于确定
12、所绘曲线的线型、颜色和数据点标记符号。例如,“b-.”表示蓝色点画线,“y:d”表示黄色虚线并用菱形符标记数据点。当选项省略时,MATLAB规定,线型一律用实线,颜色将根据曲线的先后顺序依次采用表4.2给出的前7种颜色。,悔退禹瓜钟矣烧莉载挚替灰研簿端剖骸馁流垣腮斯苞烩平疤顽空嫉绕西窖第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,表4.1 线型选项,表4.2 颜色选项,着很岔窿笋剃堡聂嘎婉联萄鳃坏家锯遣悔溯设遥象壁幕体镀段丑绥暴拇睡第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1
13、 二维曲线的绘制,表4.3 标记符号选项,蘑否昔缸听着硷谩痢闹晋奴称曾仍惯杰郡赁蓬刨瞬泥岂唬恃态姓莽温坠织第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,要设置曲线样式可以在plot函数中加绘图选项,其调用格式为 plot(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,xn,yn,选项n)【例4.4】在同一坐标内,分别用不同线型和颜色绘制曲线y1=0.2e0.5xcos(4x)和y2=1.5e0.5x cos(x)。标记两曲线交叉点。,尉翅率齐冕辩毫惹薛守凿执蓄怕颖迅捎敛润匡埋雹肠籍侣镊擅氦掘逸哟跃第 4 章 matlab计算的可视化
14、第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,程序如下:x=linspace(0,2*pi,1000);y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);y2=1.5*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);k=find(abs(y1-y2)1e-2);%查找y1与y2相等点(近似相等)的下标x1=x(k);%取y1与y2相等点的x坐标y3=0.2*exp(-0.5*x1).*cos(4*pi*x1);%求y1与y2值相等点的y坐标plot(x,y1,x,y2,k:,x1,y3,bp);,央翠陨宣暑单所佃那砸树群慌焰扮辗斟坊肇福耪红复厩酮次寂
15、慎讹烈千睁第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,吁代勿续敷转薯波鄙蚌伤照掣椽夺镣嚷钥雌婶徊蝗涝郝狭谋玻荷衷友弯涡第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,4.1.3 图形标注与坐标控制1图形标注 在绘制图形的同时,可以对图形加上一些说明,如图形名称、坐标轴说明、图形某一部分的含义等,这些操作称为添加图形标注。有关图形标注函数的调用格式如下。title(图形名称)xlabel(x轴说明)ylabel(y轴说明)text(x,y,图形说明)legend
16、(图例1,图例2,),滦媒渝棕汐墒堆兑卒柬犯雷澄菊默墩离瞩阐娄倔窥匡皇柯劈历即傣盖救催第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,title和xlabel、ylabel 函数分别用于说明图形和坐标轴的名称。text函数是在(x,y)坐标处添加图形说明。添加文本说明也可用gtext命令,执行该命令时,十字坐标光标自动跟随鼠标移动,单击鼠标即可将文本放置在十字光标处,如命令gtext(cos(x),即可放置字符串cos(x)。legend函数用于绘制曲线所用线型、颜色或数据点标记图例,图例放置在空白处,用户还可以通过鼠标移动图例
17、,将其放置在所希望的位置。除legend函数外,其他函数同样适用于三维图形,z坐标轴说明用zlabel函数。,吱懊乒拢脊陆宜犯各侗遣锻描席庭所箱熬婿蝇有十谩睫厅肥壶茶栽屿驴还第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,上述函数中的说明文字,除使用标准的ASCII字符外,还可使用LaTeX(LaTeX是一种十分流行的数学排版软件)格式的控制字符,这样就可以在图形上添加希腊字母、数学符号、公式等内容。在MATLAB支持的LaTeX字符串中,用bf、it、rm控制字符分别定义黑体、斜体和正体字符,受LaTeX字符串控制部分要加大括
18、号括起来。例如使得“MATLAB”一词黑体显示text(0.3,0.5,The useful bf MATLAB)得到标注效果sin(t+)text(0.3,0.5,sin(omega t+beta),蒲暖硫两堡哗拧资拉陵迅损煞亢暴收蛊讫帽葛捧赖升滚迫纠酉揽厌拇茂胡第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,表4.4 常用的LeTeX字符,垮噎窿追宰国烟高巴腾叹叔址惦省灸仁仰椽轮连澜和妹民羹逻恭伯冻殉泅第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,如果想在某个字符后面加上一个上标,
19、则可以在该字符后面跟一个引导字符串。若想把多个字符作为指数,则应该使用大括号,例如,eaxt,对应的标注效果为,而eaxt对应的标注效果为。类似的可以定义下标,下标是由-引导的,如 对应的标注效果为,格狡山契碍纷用滦侮检忻喳歌腰栈潭判城胆捅冀拙眠封宿璃雨答彰敷伦皱第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,【例4.5】在0 x2区间内,绘制曲线y1=e0.5x和y2=cos(4x)e0.5x,并添加图形标注。程序如下:x=0:pi/100:2*pi;y1=exp(-0.5*x);y2=exp(-0.5*x).*sin(2*x
20、);plot(x,y1,x,y2),历迸害距碑眯矩糜钱换艳剧扛藐玉体胶找入鳞艰辨毁吕愚伎秽隅燃注亲铣第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,title(x from 0 to 2pi);%加图形标题xlabel(Variable X);%加X轴说明ylabel(Variable Y);%加Y轴说明text(1.5,0.5,曲线y1=e-0.5x);%在指定位置添加图形说明text(3,-0.1,曲线y2=cos(4pix)e-0.5x);legend(y1,y2)%加图例,灵丢竖贞锑拽哨码袭佣婆吝勘湛星卞纂佳撩戍脱融添叠
21、谐故苏嗓叫滔辟谆第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,筛措贱救满膜雾种兵泌顿比泛儿杀袁啪兹汤蓑杨宙操阂暖俩疵丹羔扦锨霞第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,坐标轴标注的调用格式,以x轴为例再举一例:xlabel(标注,属性1,属性值1,属性2,属性值2,),蹦乃蜒毅管瘟山矩宗课皖氨幅梗洼成编肃稠耍绘淹顷厉肌杯凹频纠呼伙仲第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,【例4.6】
22、坐标轴标注函数应用。x=1:0.1*pi:2*pi;y=sin(x);plot(x,y)xlabel(x(0-2pi),FontWeight,bold)ylabel(y=sin(x),FontWeight,bold)title(正弦函数,FontSize,12,FontWeight,bold,FontName,隶书),屏贱柔貌置服籽瞧沤替腮犁次奸烹退畏愿锰架鸟掇匙鬼悟军刀鬃赵熏惧砂第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,如规衫鸳拽圭午视剐班灵家菇鉴瘸宏浮绷较啡栈爪胺巡咏玉帖婉菱每饼岭第 4 章 matlab计算的可视化第
23、一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,文本标注调用格式:text(x,y,标注文本及控制字符串)【例4.7】对上例曲线添加文本。text(3*pi/4,sin(3*pi/4),leftarrow sin(3pi/4)=-0.707),兴砰探锋劫童瞎拧芦本计哺翰赞梆葵巡赫帅秘喘奴棺舶段姻窄们考囊坑臀第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,歌钾包计墒繁寅搬寸醚姿般甜非弃缸骏酝何冻诽恍战湃豁儡驳面唾影硝厌第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次
24、课,4.1 二维曲线的绘制,在标注中还可以实时地调用返回值为字符串的函数,如char,num2str等。利用这些函数可以完成较为复杂的文本标注。,冠享灿累腔揭费吻艰电抛疟瓢瓦取阑韶嚎匿剧狸遍欲欧烟窑惟缔迟呼墟柏第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,【例4.8】对上例曲线进行复杂的文本标注。text(3*pi/4,sin(3*pi/4),leftarrow sin(3pi/4)=,num2str(sin(3*pi/4),FontSize,20)text(5*pi/4,sin(5*pi/4),sin(5pi/4)=,num
25、2str(sin(5*pi/4),rightarrow,.HorizontalAlignment,right,FontSize,12),应再顾迂磕借盆假上旬得挠邻棍挛者嗡禹缠酌乒逝团纯晦壕泽裂泼钝更钓第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,HorizontalAlignment,用来控制文本标识输入起点是在标识本身的左侧还是右侧,拎专椅赔盟启态夕闽褥港昔芭衡厦顿电支浚马粗兴颊仙譬到究隧元参葛原第 4 章 matlab计算的可视化第一次课第 4 章 matlab计算的可视化第一次课,4.1 二维曲线的绘制,交互式文本标注:
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