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MATLAB 实用教程:第4章 MATLAB计算的可视化和GUI设计.doc
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第 4 章 MATLAB 计算的可视化和 GUI 设计
MATLAB 具有非常强大的二维和三维绘图功能,尤其擅长于各种科学运算结果的可视
化。
4.1 二维曲线的绘制
4.1.1 基本绘图命令 plot
1. plot(x) 绘制 x 向量曲线
plot 命令是 MATLAB 中最简单而且使用最广泛的一个绘图命令,用来绘制二维曲线。
语法:
plot(x) %绘制以 x 为纵坐标的二维曲线
plot(x,y) %绘制以 x 为横坐标 y 为纵坐标的二维曲线
说明:x 和 y 可以是向量或矩阵。
【例 4.1】用 plot(x)命令画直线,如图 4.1 所示。
x1=[1 2 3]
x1 =
1 2 3
plot(x1)
x2=[0 1 0]
x2 =
0 1 0
plot(x2)
图 4.1 (a) x1 曲线 (b) x2 曲线
2. plot(x,y) 绘制向量 x 和 y 的曲线
【例 4.2】绘制正弦曲线 y=sin(x)和方波曲线,如图 4.2 所示。
x1=0:0.1:2*pi;
y1=sin(x1); %y1 为 x1 的正弦函数
plot(x1,y1);
x2=[0 1 1 2 2 3 ];
y2=[1 1 0 0 1 1 ];
plot(x2,y2);
axis([0 4 0 2]) %将坐标轴范围设定为 0-4 和 0-2
3. plot(x) 绘制矩阵 x 的曲线
【例 4.3】矩阵图形的绘制,如图 4.3 所示。
x1=[1 2 3;4 5 6];
plot(x1);
x2=peaks; %产生一个 49*49 的矩阵
plot(x2);
程序分析:a 图中有三条曲线而不是两条曲线,因为矩阵 x1 有三列,每列向量画一条
曲线;b 图为由 peaks 函数生成的一个 49×49 的二维矩阵,因此产生 49 条曲线。
4. plot(x,y)绘制混合式曲线
当 plot(x,y)命令中的参数 x 和 y 是向量或矩阵时,分别有以下几种情况:
▪ 如果 x 是向量,而 y 是矩阵,则 x 的长度与矩阵 y 的行数或列数必须相等,如果 x
图 4.2 (a) 正弦曲线 (b) 方波曲线
图 4.3 (a) x1 曲线 (b) x2 曲线
的长度与 y 的行数相等,则向量 x 与矩阵 y 的每列向量对应画一条曲线;如果 x 的长度与
y 的列数相等,向量 x 与 y 的每行向量画一条曲线,如果 y 是方阵,则 x 和 y 的行数和列数
都相等,将向量 x 与矩阵 y 的每列向量画一条曲线;
▪ 如果 x 是矩阵,而 y 是向量,则 y 的长度必须等于 x 的行数或列数,绘制的方法与
前一种相似;
▪ 如果 x 和 y 都是矩阵,则大小必须相同,矩阵 x 的每列和 y 的每列画一条曲线。
【例 4.4】混合式图形的绘制,如图 4.4 所示。
x1=[1 2 3];
y1=[1 2 3;4 5 6]
y1 =
1 2 3
4 5 6
plot(x1,y1) %每行一条曲线
y2=[1 2 ;3 4; 5 6]
y2 =
1 2
3 4
5 6
plot(x1,y2) %每列一条曲线
plot(y1,x1)
plot(y2,x1)
x2=[1 1 1;2 2 2]
x2 =
1 1 1
2 2 2
plot(x2,y1) %按列与列对应的方式
5. plot(z)绘制复向量曲线
【例 4.4 续】下面的程序画出的曲线和图 4.4(e)中的相同。
图 4.4 (a) (x1,y1)曲线 (b) (x2,y1)曲线
图 4.4 ( c) (y1,x1)曲线 (d) (y2,x1)曲线
图 4.4 (e) (x2,y1)曲线
z1=x2+i*y1
z1 =
1.0000 + 1.0000i 1.0000 + 2.0000i 1.0000 + 3.0000i
2.0000 + 4.0000i 2.0000 + 5.0000i 2.0000 + 6.0000i
plot(z1) %以实部为横坐标,虚部为纵坐标
6. plot(x1,y1,x2,y2,…)绘制多条曲线
plot 命令还可以同时绘制多条曲线,用多个矩阵对为参数,MATLAB 自动以不同的颜
色绘制不同曲线。每一对矩阵(xi,yi)均按照前面的方式解释,不同的矩阵对之间,其维数可
以不同。
【例 4.5】绘制三条曲线,如图 4.5 所示。
x=0:0.1:2*pi;
plot(x,sin(x),x,cos(x),x,sin(3*x)) %画三条曲线
4.1.2 绘制曲线的一般步骤
表 4.1 为绘制二维、三维图形一般步骤的归纳。
表 4.1 绘制二维、三维图形的一般步骤
步骤
内容
1
曲线数据准备:
对于二维曲线,横坐标和纵坐标数据变量;
对于三维曲面,矩阵参变量和对应的函数值。
2
指定图形窗口和子图位置:
默认时,打开 Figure No.1 窗口或当前窗口、当前子图;
也可以打开指定的图形窗口和子图。
3
设置曲线的绘制方式:
线型、色彩、数据点形。
4
设置坐标轴:
坐标的范围、刻度和坐标分格线
5
图形注释:
图名、坐标名、图例、文字说明
6
着色、明暗、灯光、材质处理(仅对三维图形使用)
7
视点、三度(横、纵、高)比(仅对三维图形使用)
8
图形的精细修饰(图形句柄操作):
图 4.5 三条曲线
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