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1、第第5 5章章 基本图形处理功能基本图形处理功能本章目标本章目标l了解了解MATLABMATLAB的绘图功能的绘图功能l掌握二维图形和三维图形的绘制方法掌握二维图形和三维图形的绘制方法l能够进行常用的数据可视化处理能够进行常用的数据可视化处理主要内容主要内容l5.1 二维图形二维图形l5.2 特殊图形特殊图形l5.3 三维图形三维图形l5.4 图形的控制与表现图形的控制与表现 例：用简短的例：用简短的MATLABMATLAB命令计算命令计算并绘制在并绘制在0 x60 x6范围内的范围内的sin(2x)sin(2x)、sin(xsin(x2 2)和和(sin(x)(sin(x)2 2。x=lin
2、space(0,6);y1=sin(2*x);y2=sin(x.2);y3=(sin(x).2;plot(x,y1,x,y2,x,y3)text(x(100),y1(100),sin(2*x);text(x(100),y2(100),sin(x.2);text(x(100),y3(100),sin(x)2);5.1 二维图形二维图形1.二维曲线绘图二维曲线绘图lplot 最基本的二维图形指令：最基本的二维图形指令：lplot(y)：绘制：绘制y的单矢量二维曲线图形的单矢量二维曲线图形lplot(x,y)：绘制：绘制x,y的双矢量二维曲线图形的双矢量二维曲线图形lplot(x1,y1,)：绘制：
3、绘制x1,y1,确定的二维曲确定的二维曲线图形，即多重曲线线图形，即多重曲线lplot(x1,y1,LineSpec)：按照：按照LineSpec所所定义的线型、标记点和颜色绘图定义的线型、标记点和颜色绘图plot(y)：绘制单矢量曲线图绘制单矢量曲线图l例例1：y=6 4 2.3 5 8.3 11.7 15 17.7 19.4 20;plot(y)plot(x,y)：绘制双矢量曲线图绘制双矢量曲线图l例例2 x=0:0.05:4*pi;y=cos(x);plot(x,y)注意：矢量注意：矢量x x与与y y必须具有必须具有相同的长度相同的长度plot(x1,y1,.)：多重曲线绘图多重曲线绘
4、图l绘制多重曲线有两种方法绘制多重曲线有两种方法。l1.用一组变量用一组变量x和和y绘图。其中绘图。其中x或或y是矩是矩阵，或者两者都是矩阵。阵，或者两者都是矩阵。l2.用多组变量用多组变量x1、y1、x2、y2、xn、yn绘图。绘图。l在绘制多重曲线时，在绘制多重曲线时，MATLAB会按会按照一定的规律自动变化每条曲线的颜照一定的规律自动变化每条曲线的颜色。色。plot(x1,y1,.)：多重曲线绘图多重曲线绘图l1.一组变量绘图一组变量绘图(1).x为矢量，为矢量，y为矩阵为矩阵x=0:pi/50:2*pi;y(1,:)=sin(x);y(2,:)=0.6*sin(x);y(3,:)=0.
5、3*sin(x);plot(x,y)(2).x x为矩阵，为矩阵，y y为矢量为矢量x(1,:)=0:pi/50:2*pi;x(2,:)=pi/4:pi/50:2*pi+pi/4;x(3,:)=pi/2:pi/50:2*pi+pi/2;y=sin(x(1,:);plot(x,y)l注意：矢量的长度必须注意：矢量的长度必须与矩阵中的行或列的长与矩阵中的行或列的长度相等。度相等。(3).x、y是同样大小的矩阵，绘出是同样大小的矩阵，绘出y y中中各列相对于各列相对于x x各列的图形各列的图形x(1,:)=0:pi/50:2*pi;x(2,:)=pi/4:pi/50:2*pi+pi/4;x(3,:)
6、=pi/2:pi/50:2*pi+pi/2;y(1,:)=sin(x(1,:);y(2,:)=0.6*sin(x(1,:);y(3,:)=0.3*sin(x(1,:);plot(x,y)x=x;y=y;plot(x,y)(4).如果如果x x是矩阵，绘制是矩阵，绘制x x各列相对于各列相对于行号的图形行号的图形 x=3 5 7;6 12 24;15 33 6;9 7 2;plot(x)2.多组变量绘图多组变量绘图x1=0:pi/50:2*pi;x2=0:pi/30:2*pi;x3=0:pi/15:2*pi;y1=sin(x1);y2=0.6*sin(x2);y3=0.3*sin(x3);plo
7、t(x1,y1,x2,y2,x3,y3)plot(x1,y1,LineSpec)lLineSpec为所定义的线型、标记为所定义的线型、标记点和颜色绘图等点和颜色绘图等色彩色彩字符字符所定所定颜色颜色线型线型字符字符线型线型格式格式标记标记符号符号数据点数据点形式形式标记标记符号符号数据点数据点形式形式y y黄黄-实线实线（默认）（默认）.点点 右三角形右三角形例:在同一坐标系中绘制多个图形 x=linspace(0,7);y1=sin(2*x);y2=sin(x.2);y3=(sin(x).2;%曲线曲线1：红色实线，：红色实线，+号显示数据点号显示数据点%曲线曲线2：黑色点线，：黑色点线，*
8、号显示数据点号显示数据点%曲线曲线3：蓝色虚线，上三角形显示数据点：蓝色虚线，上三角形显示数据点 plot(x,y1,r+-,x,y2,k*:,x,y3,b-)01234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81图形的其他属性图形的其他属性l包括设置线的宽度、标记点的边缘颜包括设置线的宽度、标记点的边缘颜色、填充颜色及标记点的大小等其他色、填充颜色及标记点的大小等其他绘图属性绘图属性l线宽：线宽：LineWidthl标记点边缘颜色：标记点边缘颜色：MarkerEdgeColorl标记点填充颜色：标记点填充颜色：MarkerFaceColorl标记点大小：标记点大小：
9、MarkerSizet=0:pi/20:pi;y=sin(4*t).*sin(t)/2;plot(t,y,-bs,LineWidth,2,.%设置线的宽度为设置线的宽度为2 MarkerEdgeColor,k,.%设置标记点边缘颜色为黑色设置标记点边缘颜色为黑色 MarkerFaceColor,y,.%设置标记点填充颜色为黄色设置标记点填充颜色为黄色 MarkerSize,10)%设置标记点的尺寸为设置标记点的尺寸为102.对数坐标绘图对数坐标绘图对数坐标绘图分为：对数坐标绘图分为：lx轴对数坐标绘图轴对数坐标绘图(semilogx)ly轴对数坐标绘图轴对数坐标绘图(semilogy)l双对数
10、坐标绘图双对数坐标绘图(loglog)l其调用格式与其调用格式与plot相似。相似。例：绘制线性坐标图和例：绘制线性坐标图和3种对数坐标种对数坐标图图y=0 0.6 2.3 5 8.3 11.7 15 17.7 19.4 20;subplot(2,2,1)%创建第一个子图创建第一个子图plot(y)title(plot(y)subplot(2,2,2)%创建第二个子图创建第二个子图semilogx(y)title(semilogx(y)subplot(2,2,3)%创建第三个子图创建第三个子图semilogy(y)title(semilogy(y)subplot(2,2,4)%创建第四个子图创
11、建第四个子图loglog(y)title(loglog(y)3.极坐标绘图极坐标绘图l极坐标绘图函数为极坐标绘图函数为polar，其调用格式为：，其调用格式为：lpolar(theta,rho):绘制由绘制由theta、rho确确定的曲线。定的曲线。theta和和rho分别表示角度和分别表示角度和半径。半径。lpolar(theta,rho,LineSpec)：按照：按照LineSpec所定义的线型、标记点和颜所定义的线型、标记点和颜色绘图色绘图例：绘制半径为例：绘制半径为y=sin2tcos2t的极坐的极坐标图标图t=0:0.01:2*pi;polar(t,sin(2*t).*cos(2*t
12、)4.双双Y轴绘图轴绘图l绘制双坐标轴曲线的函数为绘制双坐标轴曲线的函数为plotyy,其调其调用格式为：用格式为：lplotyy(X1,Y1,X2,Y2)：绘制由：绘制由X1、Y1和和X2、Y2确定的两组曲线，其中确定的两组曲线，其中X1、Y1的坐标在的坐标在左侧，左侧，X2、Y2的坐标在右侧。的坐标在右侧。lplotyy(X1,Y1,X2,Y2,function)：使用：使用function指定的绘图函数绘制曲线，指定的绘图函数绘制曲线，function可以是可以是plot、semilogx、semilogy、loglog等。等。t=0:900;A=1000;a=0.005;b=0.005
13、;z1=A*exp(-a*t);z2=sin(b*t);plotyy(t,z1,t,z2,semilogy,plot);例例5.1：绘制曲线：绘制曲线y=x3+x+1,x的取值范围为的取值范围为-5，5 x=(-5:5);y=x.3+x+1;plot(x,y)例例5.2 用不同的线型和标记点画出用不同的线型和标记点画出a=0.1、a=0.2和和a=0.5三种情三种情况下曲线况下曲线y=e-at的图形，的图形，t的变化范围为的变化范围为010。t=(0:10);y1=exp(-0.1*t);y2=exp(-0.2*t);y3=exp(-0.5*t);plot(t,y1,-ob,t,y2,:*r,
14、t,y3,-.g)5.2 特殊图形特殊图形l5.2.1 条形图条形图l1.二维条形图二维条形图lbar(Y):绘制绘制Y中每一（行）元素的条形图中每一（行）元素的条形图lbar(x,Y):按按x指定位置绘制指定位置绘制Y中元素的条形图中元素的条形图lbar(.,width):设置相邻条形的宽度，默认值设置相邻条形的宽度，默认值为为0.8。如。如width=1，则组内的条形挨在一起，则组内的条形挨在一起lbar(,stack):在矩阵在矩阵Y中每一行绘制一个条中每一行绘制一个条形，条形的高度为行中元素的和形，条形的高度为行中元素的和lbar(,LineSpec):用用LineSpec指定的颜色绘
15、指定的颜色绘制条形图制条形图lbarh():绘制水平条形图绘制水平条形图bar(Y)x=1 2 3 5 7;y=9 8 6;2 5 8;6 2 9;5 8 7;9 4 2;subplot(1,2,1)bar(x)subplot(1,2,2)bar(y)bar(x,Y):按按x指定位置绘制指定位置绘制Y中元素的条形图中元素的条形图barh(x,Y):按按x指定位置绘制指定位置绘制Y中元素的水平条形图中元素的水平条形图 x=1 2 3 5 7;y=9 8 6;2 5 8;6 2 9;5 8 7;9 4 2;subplot(1,2,1)bar(x,y)subplot(1,2,2)barh(x,y)b
16、ar(,stack):在矩阵在矩阵Y中每一行绘制中每一行绘制一个条形，条形的高度为行中元素的和一个条形，条形的高度为行中元素的和 y=9 8 6;2 5 8;6 2 9;5 8 7;9 4 2;subplot(1,2,1)bar(y,stack)subplot(1,2,2)barh(y,stack)绘制两个矢量的条形图绘制两个矢量的条形图 x=0:pi/10:2*pi;y=sin(x);bar(x,y)l2.三维条形图三维条形图l调用函数调用函数bar3和和bar3h，其用法与，其用法与bar和和barh基本相同基本相同x=1 2 3 5 7;y=9 8 6;2 5 8;6 2 9;5 8 7;9 4 2;subplot(1,2,1)bar3(y)subplot(1,2,2)bar3h(x,y,stacked)5.2.2 饼图饼图:表示各元素所占的比例表示各元素所占的比例lpie(X):使用使用X X中的数据绘制饼图，中的数据绘制饼图，X X中的每个中的每个元素所占元素和的比例用饼图中的一个扇区表元素所占元素和的比例用饼图中的一个扇区表示。如果示。如果X X的全部元素和小余的全部元素和
