matlab繪圖
強大的繪圖功能是Matlab的特色之一，Matlab提供了一系列的繪圖函數，用戶不須要過多的考慮繪圖的細節，只須要給出一些基本參數就能獲得所需圖形，這類函數稱爲高層繪圖函數。此外，Matlab還提供了直接對圖形句柄進行操做的低層繪圖操做。這類操做將圖形的每一個圖形元素（如座標軸、曲線、文字等）看作一個獨立的對象，系統給每一個對象分配一個句柄，能夠經過句柄對該圖形元素進行操做，而不影響其餘部分。git
一．二維繪圖
一．繪製二維曲線的基本函數
1． plot函數的基本用法
plot函數用於繪製二維平面上的線性座標曲線圖，要提供一組x座標和對應的y座標，能夠繪製分別以x和y爲橫、縱座標的二維曲線。plot函數的應用格式框架
plot(x,y) 其中x,y爲長度相同的向量，存儲x座標和y座標。ide
例：在[0 , 2pi]區間，繪製曲線函數
程序以下：在命令窗口中輸入如下命令 網站
1 x=0:pi/100:2*pi; 2 3 y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x); 4 5 plot(x,y)
或者能夠本身創建m文件：ui
1 x=0:pi/100:2*pi; 2 y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x); %注意 exp以e爲底的指數。 3 plot(x,y)
程序執行後，打開一個圖形窗口，在其中繪製出以下曲線spa
例52 繪製曲線.net
這是以參數形式給出的曲線方程，只要給定參數向量，再分別求出x,y向量便可輸出曲線：3d
1 >> t=-pi:pi/100:pi; 2 3 >> x=t.*cos(3*t); 4 5 >> y=t.*sin(t).*sin(t); 6 7 >> plot(x,y)
程序執行後，打開一個圖形窗口，在其中繪製出以下曲線code
以上提到plot函數的自變量x,y爲長度相同的向量，這是最多見、最基本的用法。實際應用中還有一些變化。
2.含多個輸入參數的plot函數
plot函數能夠包含若干組向量對，每一組能夠繪製出一條曲線。含多個輸入參數的plot函數調用格式爲：plot(x1，y1，x2，y2，…，xn，yn)
以下列命令能夠在同一座標中畫出3條曲線。
1 >> x=linspace(0,2*pi,100); %0到2*pi,一共一百步 2 3 >> plot(x,sin(x),x,2*sin(x),x,3*sin(x))
當輸入參數有矩陣形式時，配對的x,y按對應的列元素爲橫座標和縱座標繪製曲線，曲線條數等於矩陣的列數。
1 >> x=linspace(0,2*pi,100); 2 3 >> y1=sin(x); 4 5 >> y2=2*sin(x); 6 7 >> y3=3*sin(x); 8 9 >> x=[x;x;x]'; 10 11 >> y=[y1;y2;y3]'; 12 13 >> plot(x,y,x,cos(x))
x,y都是含有三列的矩陣，它們組成輸入參數對，繪製三條曲線；x和cos(x)又組成一對，繪製一條餘弦曲線。
利用plot函數能夠直接將矩陣的數據繪製在圖形窗體中，此時plot函數將矩陣的每一列數據做爲一條曲線繪製在窗體中。如
>> A=pascal(5) A = 1 1 1 1 1 1 2 3 4 5 1 3 6 10 15 1 4 10 20 35 1 5 15 35 70 >> plot(A)
3． 含選項的plot函數
Matlab提供了一些繪圖選項，用於肯定所繪曲線的線型、顏色和數據點標記符號。這些選項如表所示：
| 線型 |
顏色 |
標記符號 |
|
| - 實線 |
b藍色 |
. 點 |
s 方塊 |
| : 虛線 |
g綠色 |
o 圓圈 |
d 菱形 |
| -. 點劃線 |
r紅色 |
× 叉號 |
∨朝下三角符號 |
| -- 雙劃線 |
c青色 |
+ 加號 |
∧朝上三角符號 |
|
|
m品紅 |
* 星號 |
<朝左三角符號 |
|
|
y黃色 |
|
>朝右三角符號 |
|
|
k黑色 |
|
p 五角星 |
|
|
w白色 |
|
h 六角星 |
例 用不一樣的線型和顏色在同一座標內繪製曲線 及其包絡線。
1 >> x=(0:pi/100:2*pi)'; %注意紅點 2 3 >> y1=2*exp(-0.5*x)*[1,-1]; 4 5 >> y2=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x); 6 7 >> x1=(0:12)/2; 8 9 >> y3=2*exp(-0.5*x1).*sin(2*pi*x1); 10 11 >> plot(x,y1,'k:',x,y2,'b--',x1,y3,'rp');
在該plot函數中包含了3組繪圖參數，第一組用黑色虛線畫出兩條包絡線，第二組用藍色雙劃線畫出曲線y，第三組用紅色五角星離散標出數據點。
4． 雙縱座標函數plotyy
在Matlab中，若是須要繪製出具備不一樣縱座標標度的兩個圖形，可使用plotyy函數，它能把具備不一樣量綱，不一樣數量級的兩個函數繪製在同一個座標中，有利於圖形數據的對比分析。使用格式爲：plotyy(x1,y1,x2,y2)
x1,y1對應一條曲線，x2,y2對應另外一條曲線。橫座標的標度相同，縱座標有兩個，左邊的對應x1,y1數據對，右邊的對應x2,y2。
二．繪製圖形的輔助操做
繪製完圖形之後，可能還須要對圖形進行一些輔助操做，以使圖形意義更加明確，可讀性更強。
1． 圖形標註
在繪製圖形時，能夠對圖形加上一些說明，如圖形的名稱、座標軸說明以及圖形某一部分的含義等，這些操做稱爲添加圖形標註。有關圖形標註函數的調用格式爲：
- title（’圖形名稱’） （都放在單引號內）
- xlabel（’x軸說明’）
- ylabel（’y軸說明’）
- text（x，y，’圖形說明’）
- legend（’圖例1’，’圖例2’，…） P190
其中，title、xlabel和ylabel函數分別用於說明圖形和座標軸的名稱。text函數是在座標點（x，y）處添加圖形說明。（P88 或用gtext命令）。legend函數用於繪製曲線所用線型、顏色或數據點標記圖例，圖例放置在空白處，用戶還能夠經過鼠標移動圖例，將其放到所但願的位置。除legend函數外，其餘函數一樣適用於三維圖形，在三維中z座標軸說明用zlabel函數。
上述函數中的說明文字，除了使用標準的ASCII字符外，還可使用LaTex（一種流行的數學排版軟件）格式的控制字符，這樣就能夠在圖形上添加希臘字符，數學符號和公式等內容。在Matlab支持的LaTex字符串中，用/bf , /it , /rm控制字符分別定義黑體、斜體和正體字符，受LaTex字符串控制部分要加大括號{}括起來。例如，text(0.3，0.5，’the usful {/bf MATLAB}’)，將使MATLAB一詞黑體顯示。一些經常使用的LaTex字符見表，各個字符能夠單獨使用也能夠和其餘字符及命令配合使用。如text(0.3 ,0.5 ,’sin({/omega}t+{/beta})’)
將獲得標註效果 。
| 標識符 |
符號 |
標識符 |
符號 |
標識符 |
符號 |
| /alpha |
|
/epsilon |
|
/infty |
|
| /beta |
|
/eta |
|
/int |
|
| /gamma |
|
/Gamma |
|
/partial |
|
| /delta |
|
/Delta |
|
/leftarrow |
|
| /theta |
|
/Theta |
|
/rightarrow |
|
| /lambda |
|
/Lambda |
|
/downarrow |
|
| /xi |
|
/Xi |
|
/uparrow |
|
| /pi |
|
/Pi |
|
/div |
|
| /omega |
|
/Omega |
|
/times |
|
| /sigma |
|
/Sigma |
|
/pm |
|
| /phi |
|
/Phi |
|
/leq |
|
| /psi |
|
/Psi |
|
/geq |
|
| /rho |
|
/tau |
|
/neq |
|
| /mu |
|
/zeta |
|
/forall |
|
| /nu |
|
/chi |
|
/exists |
|
2． 座標控制
在繪製圖形時，Matlab能夠自動根據要繪製曲線數據的範圍選擇合適的座標刻度，使得曲線可以儘量清晰的顯示出來。因此，通常狀況下用戶沒必要選擇座標軸的刻度範圍。可是，若是用戶對座標不滿意，能夠利用axis函數對其從新設定。其調用格式爲
axis（[xmin xmax ymin ymax zmin zmax]）
若是隻給出前四個參數，則按照給出的x、y軸的最小值和最大值選擇座標系範圍，繪製出合適的二維曲線。若是給出了所有參數，則繪製出三維圖形。
axis函數的功能豐富，其經常使用的用法有：
axis equal ：縱橫座標軸採用等長刻度
axis square：產生正方形座標系（默認爲矩形）
axis auto：使用默認設置
axis off：取消座標軸
axis on ：顯示座標軸
還有：給座標加網格線能夠用grid命令來控制，grid on/off命令控制畫仍是不畫網格線，不帶參數的grid命令在兩種之間進行切換。
給座標加邊框用box命令控制。和grid同樣用法
3． 圖形保持
通常狀況下，每執行一次繪圖命令，就刷新一次當前圖形窗口，圖形窗口原有圖形將不復存在，若是但願在已經存在的圖形上再繼續添加新的圖形，可使用圖形保持命令hold。hold on/off 命令是保持原有圖形仍是刷新原有圖形，不帶參數的hold命令在二者之間進行切換。
4． 圖形窗口分割
在實際應用中，常常須要在一個圖形窗口中繪製若干個獨立的圖形，這就須要對圖形窗口進行分割。分割後的圖形窗口由若干個繪圖區組成，每個繪圖區能夠創建獨立的座標系並繪製圖形。同一圖形窗口下的不一樣圖形稱爲子圖。Matlab提供了subplot函數用來將當前窗口分割成若干個繪圖區，每一個區域表明一個獨立的子圖，也是一個獨立的座標系，能夠經過subplot函數激活某一區，該區爲活動區，所發出的繪圖命令都是做用於該活動區域。調用格式：
subplot（m，n，p）
該函數把當前窗口分紅m×n個繪圖區，m行，每行n個繪圖區，區號按行優先編號。其中第p個區爲當前活動區。每個繪圖區容許以不一樣的座標系單獨繪製圖形。
三．繪製二維圖形的其餘函數
1． 其餘形式的線性直角座標圖
在線性直角座標中，其餘形式的圖形有條形圖、階梯圖、杆圖和填充圖等，所採用的函數分別爲：
- bar（x，y，選項） 選項在單引號中
- stairs（x，y，選項）
- stem（x，y，選項）
- fill（x1，y1，選項1，x2，y2，選項2，…）
前三個函數和plot的用法類似，只是沒有多輸入變量形式。fill函數按向量元素下標漸增次序依次用直線段鏈接x，y對應元素定義的數據點。
例5-8：分別以條形圖、填充圖、階梯圖和杆圖形式繪製曲線
1 x=0:0.35:7; 2 3 y=2*exp(-0.5*x); 4 5 subplot(2,2,1);bar(x,y,'g'); 6 7 title('bar(x,y,''g'')');axis([0, 7, 0 ,2]); 8 9 subplot(2,2,2);fill(x,y,'r'); 10 11 title('fill(x,y,''r'')');axis([0, 7, 0 ,2]); 12 13 subplot(2,2,3);stairs(x,y,'b'); 14 15 title('stairs(x,y,''b'')');axis([0, 7, 0 ,2]); 16 17 subplot(2,2,4);stem(x,y,'k'); 18 19 title('stem(x,y,''k'')');axis([0, 7, 0 ,2]);
2． 極座標圖
polar函數用來繪製極座標圖，調用格式爲：
polar（theta，rho，選項）
其中，theta爲極座標極角，rho爲極徑，選項的內容和plot函數類似。
例5-9：繪製 的極座標圖
1 theta=0:0.01:2*pi; 2 3 rho=sin(3*theta).*cos(5*theta); 4 5 polar(theta,rho,'r');
3． 對數座標圖
在實際應用中，常常用到對數座標，Matlab提供了繪製對數和半對數座標曲線的函數，其調用格式爲：
- semilogx（x1，y1，選項1，x2，y2，選項2，…）
- semilogy（x1，y1，選項1，x2，y2，選項2，…）
- loglog（x1，y1，選項1，x2，y2，選項2，…）
這些函數中選項的定義和plot函數徹底同樣，所不一樣的是座標軸的選取。semilogx函數使用半對數座標，x軸爲經常使用對數刻度，而y軸仍保持線性刻度。semilogy剛好和semilogx相反。loglog函數使用全對數座標，x、y軸均採用對數刻度。
二． 三維繪圖
一．繪製三維曲線的基本函數
最基本的三維圖形函數爲plot3，它將二維繪圖函數plot的有關功能擴展到三維空間，能夠用來繪製三維曲線。其調用格式爲：
plot3（x1，y1，z1，選項1，x2，y2，z2，選項2，…）
其中每一組x，y，z組成一組曲線的座標參數，選項的定義和plot的選項同樣。當x，y，z是同維向量時，則x，y，z對應元素構成一條三維曲線。當x，y，z是同維矩陣時，則以x，y，z對應列元素繪製三維曲線，曲線條數等於矩陣的列數。
例513 繪製空間曲線，該曲線對應的參數方程爲
1 t=0:pi/50:2*pi; 2 3 x=8*cos(t); 4 5 y=4*sqrt(2)*sin(t); 6 7 z=-4*sqrt(2)*sin(t); 8 9 plot3(x,y,z,'p'); 10 11 title('Line in 3-D Space'); 12 13 text(0,0,0,'origin'); 14 15 xlabel('X');ylabel('Y');zlabel('Z');grid;
二．三維曲面
1．平面網格座標矩陣的生成
當繪製z=f(x,y)所表明的三維曲面圖時，先要在xy平面選定一矩形區域，假定矩形區域爲D＝[a,b]×[c,d]，而後將[a,b]在x方向分紅m份，將[c,d]在y方向分紅n份，由各劃分點作平行軸的直線，把區域D分紅m×n個小矩形。生成表明每個小矩形頂點座標的平面網格座標矩陣，最後利用有關函數繪圖。
產平生面區域內的網格座標矩陣有兩種方法：
利用矩陣運算生成。
1 x=a:dx:b; 2 3 y=(c:dy:d)’; 4 5 X=ones(size(y))*x; 6 7 Y=y*ones(size(x));
通過上述語句執行後，矩陣X的每一行都是向量x，行數等於向量y的元素個數，矩陣Y的每一列都是向量y，列數等於向量x的元素個數。
利用meshgrid函數生成；
1 x=a:dx:b; 2 3 y=c:dy:d; 4 5 [X,Y]=meshgrid(x,y);
語句執行後，所獲得的網格座標矩陣和上法，相同，當x=y時，能夠寫成meshgrid(x)
2．繪製三維曲面的函數
Matlab提供了mesh函數和surf函數來繪製三維曲面圖。mesh函數用來繪製三維網格圖，而surf用來繪製三維曲面圖，各線條之間的補面用顏色填充。其調用格式爲：
- mesh（x，y，z，c）
- surf（x，y，z，c）
通常狀況下，x，y，z是維數相同的矩陣，x，y是網格座標矩陣，z是網格點上的高度矩陣，c用於指定在不一樣高度下的顏色範圍。c省略時，Matlab認爲c=z，也即顏色的設定是正比於圖形的高度的。這樣就能夠獲得井井有條的三維圖形。當x，y省略時，把z矩陣的列下標看成x軸的座標，把z矩陣的行下標看成y軸的座標，而後繪製三維圖形。當x，y是向量時，要求x的長度必須等於z矩陣的列，y的長度必須等於必須等於z的行，x，y向量元素的組合構成網格點的x，y座標，z座標則取自z矩陣，而後繪製三維曲線。
例:用三維曲面圖表現函數 ：
爲了便於分析三維曲面的各類特徵，下面畫出3種不一樣形式的曲面。
1 %program 1 2 3 x=0:0.1:2*pi; 4 5 [x,y]=meshgrid(x); 6 7 z=sin(y).*cos(x); 8 9 mesh(x,y,z); 10 11 xlabel('x-axis'),ylabel('y-axis'),zlabel('z-axis'); 12 13 title('mesh'); pause; 14 15 %program 2 16 17 x=0:0.1:2*pi; 18 19 [x,y]=meshgrid(x); 20 21 z=sin(y).*cos(x); 22 23 surf(x,y,z); 24 25 xlabel('x-axis'),ylabel('y-axis'),zlabel('z-axis'); 26 27 title('surf'); pause; 28 29 %program 3 30 31 x=0:0.1:2*pi; 32 33 [x,y]=meshgrid(x); 34 35 z=sin(y).*cos(x); 36 37 plot3(x,y,z); 38 39 xlabel('x-axis'),ylabel('y-axis'),zlabel('z-axis'); 40 41 title('plot3-1');grid;
程序執行結果分別如上圖所示。從圖中能夠發現，網格圖（mesh）中線條有顏色，線條間補面無顏色。曲面圖（surf）的線條都是黑色的，線條間補面有顏色。進一步觀察，曲面圖補面顏色和網格圖線條顏色都是沿z軸變化的。用plot3 繪製的三維曲面實際上由三維曲線組合而成。能夠分析plot（x’，y’，z’）所繪製的曲面的特徵。
例 繪製兩個直徑相等的圓管相交的圖形。
1 m=30; 2 3 z=1.2*(0:m)/m; 4 5 r=ones(size(z)); 6 7 theta=(0:m)/m*2*pi; 8 9 x1=r'*cos(theta);y1=r'*sin(theta);%生成第一個圓管的座標矩陣 10 11 z1=z'*ones(1,m+1); 12 13 x=(-m:2:m)/m; 14 15 x2=x'*ones(1,m+1);y2=r'*cos(theta);%生成第一個圓管的座標矩陣 16 17 z2=r'*sin(theta); 18 19 surf(x1,y1,z1); %繪製豎立的圓管 20 21 axis equal ,axis off 22 23 hold on 24 25 surf(x2,y2,z2); %繪製平放的圓管 26 27 axis equal ,axis off 28 29 title ('兩個等直徑圓管的交線'); 30 31 hold off
例: 在xy平面內選擇[-8, 8]×[－8, 8]繪製函數，
1 [x,y]=meshgrid(-8:0.5:8); 2 3 z=sin(sqrt(x.^2+y.^2))./sqrt(x.^2+y.^2+eps); 4 5 subplot(2,2,1); 6 7 meshc(x,y,z); 8 9 title('meshc'); 10 11 subplot(2,2,2); 12 13 meshz(x,y,z); 14 15 title('meshz'); 16 17 subplot(2,2,3); 18 19 surfc(x,y,z); 20 21 title('surfc'); 22 23 subplot(2,2,4); 24 25 surfl(x,y,z); 26 27 title('surfl');
3．標準三維曲面
Matlab提供了一些函數用於繪製標準三維曲面，這些函數能夠產生相應的繪圖數據，經常使用於三維圖形的演示。如，sphere函數和cylinder函數分別用於繪製三維球面和柱面。sphere函數的調用格式爲：
[x,y,z]=sphere(n);
該函數將產生（n+1）×（n+1矩陣x，y，z 。採用這三個矩陣能夠繪製出圓心位於原點、半徑爲1的單位球體。若在調用該函數時不帶輸出參數，則直接繪製所需球面。n決定了球面的圓滑程度，其默認值爲20。若n值取的比較小，則繪製出多面體的表面圖。
cylinder函數的調用格式爲：
[x，y，z]＝cylinder（R，n）
其中R是一個向量，存放柱面各個等間隔高度上的半徑，n表示在圓柱圓周上有n個間隔點，默認有20個間隔點。如：cylinder（3）生成一個圓柱，cylinder（[10，1]）生成一個圓錐。而t=0:pi/100:4*pi; R=sin(t); cylinder(R,30);生成一個正弦圓柱面。
例519 繪製標準三維曲面圖形
1 t=0:pi/20:2*pi; 2 3 [x,y,z]=cylinder(2+sin(t),30); 4 5 subplot(1,3,1); 6 7 surf(x,y,z); 8 9 subplot(1,3,2); 10 11 [x,y,z]=sphere; 12 13 surf(x,y,z); 14 15 subplot(1,3,3); 16 17 [x,y,z]=peaks(30); 18 19 meshz(x,y,z);
3．其餘三維圖形。
在介紹二維圖形時，曾經提到條形圖、杆圖、餅圖和填充圖等特殊圖形，它們還能夠以三維形式出現，其函數分別爲bar3，stem3，pie3和fill3。
bar3繪製三維條形圖，經常使用格式爲：
- bar3（y）；
- bar3（x，y）
在第一種格式中，y的每一個元素對應於一個條形。第二種格式在x指定的位置上繪製y中元素的條形圖。
stem3函數繪製離散序列數據的三維杆圖，經常使用格式爲：
- stem3（z）
- stem3（x，y，z）
第一種格式將數據序列z表示爲從xy平面向上延伸的杆圖，x和y自動生成。第二種格式在x和y指定的位置上繪製數據序列z的杆圖，x，y，z的維數要相同。
pie3函數繪製三維餅圖，經常使用格式爲：
pie3（x） x爲向量，用x中的數據繪製一個三維餅圖。
fill3函數可在三維空間內繪製出填充過的多邊形，經常使用格式爲：
fill3（x，y，z，c） 用x，y，z作多邊形的頂點，而c指定了填充的顏色。
例 繪製三維圖形。
1繪製魔方陣的三維條形圖2以三維杆圖形式繪製曲線y=2sinx 3已知x ＝[2347,1827,2043,3025] ，繪製三維餅圖 4用隨機的頂點座標值畫出5個黃色三角形
1 subplot(2,2,1); 2 3 bar3(magic(4)); 4 5 subplot(2,2,2); 6 7 y=2*sin(0:pi/10:2*pi); 8 9 stem3(y); 10 11 subplot(2,2,3); 12 13 pie3([2347,1827,2043,3025]); 14 15 subplot(2,2,4); 16 17 fill3(rand(3,5),rand(3,5),rand(3,5),'y');
除了上面討論的三維圖形外，經常使用的圖形還有瀑布圖和三維曲面的等高線圖。繪製瀑布圖用waterfall函數，用法和meshz函數類似，只是它的網格線在x軸方向出現，具備瀑布效果。等高線圖分二維和三維兩種形式，分別使用函數contour和contour3繪製。
例 繪製多峯函數的瀑布圖和等高線圖。
1 subplot(1,2,1); 2 3 [X,Y,Z]=peaks(30); 4 5 waterfall(X,Y,Z); 6 7 xlabel('XX');ylabel('YY');zlabel('ZZ'); 8 9 subplot(1,2,2); 10 11 contour3(X,Y,Z,12,'k');%其中12表明高度的等級數 12 13 xlabel('XX');ylabel('YY');zlabel('ZZ');
三．三維圖形的精細處理
一．視點處理
在平常生活中，從不一樣的角度觀察物體，所看到的物體形狀是不同的。一樣，從不一樣視點繪製的三維圖形的形狀也是不同的。視點位置可由方位角和仰角表示。
方位角,Matlab提供了設置視點的函數view，其調用格式爲：
view（az，el）
其中az爲方位角，el爲仰角，它們均以度爲單位。系統默認的視點定義爲方位角爲-37.5度，仰角30度。
例 從不一樣視點繪製多峯函數曲面。
1 2 3 subplot(2,2,1);mesh(peaks); 4 5 view(-37.5,30); 6 7 title('1'); 8 9 subplot(2,2,2);mesh(peaks); 10 11 view(0,90); 12 13 title('2'); 14 15 subplot(2,2,3);mesh(peaks); 16 17 view(90,0); 18 19 title('3'); 20 21 subplot(2,2,4);mesh(peaks); 22 23 view(-7,-10); 24 25 title('4');
二．圖形的裁剪處理
Matlab定義的NaN常數能夠用於表示那些不可以使用的數據，利用這些特性，能夠將圖形中須要裁剪部分對應的函數值設置成NaN，這樣在繪製圖形時，函數值爲NaN的部分將不顯示出來，從而達到對圖形進行裁剪的目的。例如，要削掉正弦波頂部或底部大於0.5的部分，可以使用下面的程序。
1 x=0:pi/10:4*pi; 2 3 y=sin(x); 4 5 i=find(abs(y)>0.5); 6 7 x(i)=NaN; 8 9 plot(x,y);
例524 繪製兩個球面，其中一個在另外一個裏面，將外面的球裁掉一部分，以便能看到裏面的球。
1 [x,y,z]=sphere(25); 2 3 %生成外面的大球 4 5 z1=z; 6 7 z1(:,1:4)=NaN;%將大球裁去一部分 8 9 c1=ones(size(z1)); 10 11 surf(3*x,3*y,3*z1,c1); %生成裏面的小球 12 13 hold on 14 15 z2=z; 16 17 c2=2*ones(size(z2)); 18 19 c2(:,1:4)=3*ones(size(c2(:,1:4))); 20 21 surf(1.5*x,1.5*y,1.5*z2,c2); 22 23 colormap([0 1 0;0.5 0 0;1 0 0]); 24 25 grid on 26 27 hold off
色圖中使用三種顏色，外面的球是綠色，裏面的球採用深淺不一樣的兩種紅色。
四．隱函數做圖
若是給定了函數的顯式表達式，能夠先設置自變量向量，而後根據表達式計算函數向量，從而用plot等函數繪製出圖形。可是當函數採用隱函數形式時，如： ，則很難利用上述方法繪製圖形。Matlab提供了一個ezplot函數繪製隱函數圖形。用法以下：
① 對於函數f=f(x)，ezplot的調用格式爲：
- ezplot(f)，在默認區間（-2pi，2pi）繪製圖形。
- ezplot（f，[a,b]），在區間（a，b）繪製
② 對於隱函數f=f(x,y)，ezplot的調用格式爲；
- ezplot(f)，在默認區間（-2pi，2pi）,（-2pi，2pi）繪製f(x,y)=0的圖形。
- ezplot（f，[xmin，xmax，ymin，ymax]）；在區間 繪製圖形。
- ezplot（f，[a,b]），在區間（a，b），（a，b）繪製
③ 對於參數方程x=x(t),y=y(t),ezplot函數的調用格式爲：
- ezplot（x，y），在默認區間 繪製x=x(t),y=y(t)圖形。
- ezplot（x，y，[tmin，tmax]），在區間（tmin，tmax）繪製x=x(t),y=y(t)圖形。
例 隱函數繪圖舉例。
1 subplot(2,2,1); 2 3 ezplot('x^2+y^2-9');axis equal; 4 5 subplot(2,2,2); 6 7 ezplot('x^3+y^3-5*x*y+1/5') 8 9 subplot(2,2,3); 10 11 ezplot('cos(tan(pi*x))',[0,1]); 12 13 subplot(2,2,4); 14 15 ezplot('8*cos(t)','4*sqrt(2)*sin(t)',[0,2*pi]);
其餘隱函數繪圖還有，ezpolar，ezcontour，ezplot3，ezmesh，ezmeshc，ezsurf，ezsurfc。
經常使用三角函數總結：
- sin(x) 正弦函數
- cos(x) 餘弦函數
- tan(x) 正切函數
- asin(x) 反正弦函數
- acos(x) 反餘弦函數
- atan(x) 反正切函數
- atan2(x,y) 四象限的反正切函數
- sinh(x) 雙曲正弦函數
- cosh(x) 雙曲餘弦函數
- tanh(x) 雙曲正切函數
- asinh(x) 反雙曲正弦函數
- acosh(x) 反雙曲餘弦函數
- atanh(x) 反雙曲正切函數
5、地圖
matlab能夠繪製地圖，但仍是推薦argcis(專業繪製)，或者Tableau（導入地理數據，可直接生成地圖座標繪圖）。
1 %% 2 clear;clc;close all 3 maps %查看當前可用的地圖投影方式 4 5 %% 導入數據,全球海岸線 6 load coast 7 8 %% 繪圖 9 axesm robinson 10 patchm(lat,long,'g'); 11 %% 設置屬性 12 setm(gca);%查看當前能夠設置的全部圖形座標軸(map axes)的屬性 13 setm(gca,'Frame','on');%使框架可見 14 getm(gca,'Frame');%使用getm能夠獲取指定的圖形座標軸的屬性 15 setm(gca,'Grid','on');%打開網格 16 setm(gca,'MLabelLocation',60);%標上經度刻度標籤,每隔60度 17 setm(gca,'MeridianLabel','on');%設置經度刻度標籤可見 18 setm(gca,'PLabelLocation',[-90:30:90])%標上經度刻度標籤,[-90:30:90] 19 setm(gca,'ParallelLabel','on');%設置經度刻度標籤可見 20 setm(gca,'MLabelParallel','south');%將經度刻度標籤放在南方,即下部 21 setm(gca,'Origin',[0,90,0]);%設置地圖的中心位置和繞中心點和地心點的軸旋轉角度[latitude longitude orientation] 22 setm(gca,'PLabelMeridian',90);%將緯度標籤放置在經度爲90度的地方
繪製的圖像以下:
5、其餘特殊圖形
一.面積圖
面積圖在實際中能夠表現不一樣部分對總體的影響，在MATLAB中，繪製面積圖的命令是area，它的使用格式以下：
調用格式 說明
area(x) 與plot(x)命令同樣，可是將所得曲線下方的區域填充顏色
area(x,y) 其中y爲向量，與plot(x,y)同樣，但將所得曲線下方的區域填充顏色
area(x,A) 矩陣A的第一行對向量x繪圖，而後依次是下一行與前面全部行值的和對向量x繪圖，每一個區域有各自的顏色
area(...,level) 將填色部分改成由連線圖到y = level的水平線之間的部分
例：利用矩陣，繪製面積圖。
1 >> close all 2 >> Y = [1 5 3; 3 2 7; 2 4 8; 2 6 1]; 3 >> area(Y) 4 >> grid on 5 >> colormap summer 6 >> set(gca, 'layer', 'top')%把座標軸顯示到頂層 7 >> title('面積圖')
2、餅圖
餅圖用來顯示向量或矩陣中各元素所佔的比例，它能夠用在一些統計數據可視化中。在二維狀況下，建立餅圖的命令是pie，三維狀況下建立餅圖的命令是pie3。兩者的使用格式也很是類似，所以咱們只介紹pie的使用格式
調用格式 說明
pie(X) 用X中的數據畫一餅形圖，X中的每一元素表明餅形圖中的一部分，X中元素X(i)所表明的扇形大小經過X(i)/sum(X)
的大小來決定。 若sum(X) = 1,則sum(X) = 1,則X中元素就直接指定了所在部分的大小；若sum(X) < 1,則畫出一不
完整的餅形圖
pie(X, explode) 從餅形圖中分離出一部分。explode爲一與X同維的矩陣。當全部元素爲零時，餅圖的各個部分將連在一塊兒組成一個
圓，而其中存在非零元時，X中相對應的元素在餅圖中對應的扇形將向外移出一些來加以突出
h = pie(...) 返回一patch與text的圖形對象句柄向量h
例：某企業四個季度的盈利額分別爲528萬元、701萬元、658萬元和780萬元，試用餅圖給出各個季度所佔盈利總額的比例。
1 >> X = [528 701 658 780]; 2 >> subplot(1,2,1) 3 >> pie(X) 4 >> title('二維餅圖') 5 >> subplot(1,2,2) 6 >> explode = [0 0 0 1]; 7 >> pie3(X, explode) 8 >> title('三維分離餅圖')
運行結果以下：
3、柱狀圖
柱狀圖是數據分析中用得較多的一種圖形，例如在一些預測彩票結果的網站，把各期中獎數字記錄下來，而後作成柱狀圖，可讓彩民清楚地瞭解到各個數字在中獎號碼中出現 的概率。在MATLAB中，繪製柱狀圖的命令有兩個，一個hist命令，用來繪製直角座標下的柱狀圖；另外一個是rose命令，用業繪製極座標系下的柱狀圖。
hist的命令的使用格式以下：
調用格式 說明
n = hist(Y) 把向量Y中的數據分放到等距的10個柱狀圖中，且返回每個柱狀圖中的元素個數，若Y爲矩陣，則該命令
按列對Y進行處理
n = hist(Y,x) 參量x爲向量，把Y中元素放到m(m = length(x))個由x中元素指定的位置爲中心的柱狀圖中
n = hist(Y,n) 參量n爲標量，用於指定柱狀圖的數目
[n,xout] = hist(...) 返回向量n與包含頻率計數與柱狀圖的位置向量xout，用戶能夠用命令bar(xout,n)畫出條形直方圖
hist(...) 直接繪出柱狀圖
例：建立服從高斯分佈的數據柱狀圖，再將這些數據分到範圍指定的若干個相同的柱狀圖中。
1 >> Y = randn(10000,1); 2 >> subplot(1,2,1) 3 >> hist(Y) 4 >> title('高斯分佈柱狀圖') 5 >> x = -4:0.1:4; 6 >> subplot(1,2,2) 7 >> hist(Y,x) 8 >> h = findobj(gca, 'Type', 'patch'); 9 >> set(h,'FaceColor','r') 10 >> title('指定範圍的高斯分佈柱狀圖')
運行結果以下：
rose命令的使用格式與hist命令很是類似，具體以下：
調用格式 說明
rose(theta) 顯示參數theta的數據在20個區間或更少的區間內的分佈。向量theta中的角度單位爲弧度，用於肯定每一
區間與原點的角度，每一區間長度反映出輸入參量的元素落入該區間的個數
rose(theta,x) 用參量x指定每一區間內的元素與區間的位置，length(x)等於每一區間內元素的個數與每一區間位置角度
的中間角度
rose(theta,n) 在區間[0,2π]內畫出n個等距的小扇形，默認值爲20
[tout,rout] = rose(...) 返回向量tout與rout，能夠用polar(tout,rout)畫出圖形，但此命令不畫任何的圖形
例：畫出上例中的高斯分佈數據的極座標下的柱狀圖
1 >> theta = Y * pi; 2 >> rose(theta) 3 >> title('極座標系下的柱狀圖')
四.偏差棒圖
MATLAB中繪製偏差棒圖的命令爲errorbar,它的使用格式以下：
調用格式 說明
errorbar(Y,E) 畫出向量Y，同時顯示在向量Y的每一元素之上的偏差棒，其中偏差棒爲E(i)在曲線y上面與下面的距離線段,
故偏差棒的長度爲2E(i)
errorbar(X,Y,E) X、Y、E必須爲同型參量。若同爲向量，則畫出曲線上點(X(i),Y(i))處長度爲2E(i)的偏差棒圖；若同爲矩陣，
則畫出曲面上點(X(i,j),Y(i,j))處帶長度爲E(i,j)的偏差棒圖
errorbar(X,Y,L,U) X、Y、L、U必須爲同型參量。若同爲向量，則在點(X(i),Y(i))處畫出向下長爲L(i)、向上長爲U(i)的偏差棒圖；
若同爲矩陣，則在點(X(i,j),Y(i,j))，處畫出向下長爲L(i,j)、向上長爲U(i,j)的偏差棒圖
errorbar(...,LineSpec) 畫出用LineSpec指定線型、標記符、顏色等的偏差棒圖
h = errorbar(...) 返回線圖形對象的句柄向量h
繪出下表數據的偏差棒圖
觀察值 213 225 232 221 254 243 236 287 254 257
實際值 210 220 234 235 250 241 240 285 250 260
1 >> close all 2 >> x = [213 225 232 221 254 243 236 287 254 257]; 3 >> y = [210 220 234 235 250 241 240 285 250 260]; 4 >> e = abs(x - y); 5 >> errorbar(y, e) 6 >> title('偏差棒圖
5、箭頭圖
它的箭頭方向爲向量方向，箭頭的長短表示向量的大小。這種圖的繪製命令是quiver與quiver3。前者繪製的是二維圖形，後者繪製的是三維圖形。它們的使用格式也十分類似，只是後者比前者多一個座標參數，這裏咱們只介紹quiver的使用格式。
調用格式 說明
quiver(U,V) 其中U、V爲m*n矩陣，繪出在範圍爲x = 1:n和y = 1:m的座標系中由U和V定義的向量
quiver(X,Y,U,V) 若X爲n維向量，Y爲m維向量，U、V爲m*n矩陣，則畫出由X、Y肯定的每個點處由U和V定義的向量
quiver(...,scale) 自動對向量的長度進行處理，使之不會重疊，能夠對scale進行取值，若scale=2，則向量長度伸長2倍，
若scale = 0, 則如實畫向量圖
quiver(...,LineSpec) 用LineSpec指定的線型、符號、顏色等畫向量圖
quiver(...,LineSpec,'filled') 對用LineSpec指定的記號進行填充
h = quiver(...) 返回每一個向量圖的句柄
例：繪製馬鞍面：上的法線方向向量。
1 >> close all 2 >> x = -4:0.25:4; 3 >> y = x; 4 >> [X,Y] = meshgrid(x,y); 5 >> Z = -X.^4 + Y.^4 - X.^2 - Y.^2 + 2*X*Y; 6 >> surf(X,Y,Z) 7 >> hold on 8 >> [U,V,W] = surfnorm(X,Y,Z); 9 >> quiver3(X,Y,Z,U,V,W,0.05) 10 >> title('馬鞍面的法向量圖')
參考連接
- 1. Matlab繪圖
- 2. MATLAB繪圖
- 3. 四、MATLAB繪圖
- 4. matlab plot繪圖
- 5. 05 - MATLAB繪圖
- 6. MATLAB--繪圖3
- 7. matlab繪圖
- 8. MatLab繪圖
- 9. MATLAB —— 繪圖
- 10. MATLAB--繪圖1
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每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。
- 1. Matlab繪圖
- 2. MATLAB繪圖
- 3. 四、MATLAB繪圖
- 4. matlab plot繪圖
- 5. 05 - MATLAB繪圖
- 6. MATLAB--繪圖3
- 7. matlab繪圖
- 8. MatLab繪圖
- 9. MATLAB —— 繪圖
- 10. MATLAB--繪圖1