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1、第五讲 数据和函数的可视化,matlab语言丰富的图形表现方法，使得数学计算结果可以方便地、多样性地实现可视化，这是其它语言所不能比拟的。 介绍教材第五章内容,本章要点,1 二维绘图 plot 最基本的二维图形指令 ezplot 一元函数简易绘图函数 2 三维绘图 2.1 三维线图 2.2 三维网线图、曲面图,1 二维绘图,1. plot 最基本的二维图形指令 plot的功能： plot命令自动打开一个图形窗口Figure 用直线连接相邻两数据点来绘制图形 根据图形坐标大小自动缩扩坐标轴,自动标注数据标尺及单位标注,plot的调用格式,plot(x,s) (1) x为向量时: 以x元素值为纵坐
2、标，以相应元素下标为横坐标绘图 (2) x为矩阵时:按列绘曲线,plot(x,y,s) (1) 以(x,y)为坐标对作曲线 (2) y为nm的矩阵，则以x(n个元素) 为自变量，作出m条曲线,plot(x1,y1,s1,x2,y2,s2) 多条曲线绘图格式,s开关格式，开关量字符串s设定曲线颜色和绘图方式，使用颜色字符串的前13个字母，如yellowyel（或y或ye）表示等。,S的标准设定值如下(表5.2-25.2-4)：,字母 颜色 符号 线型 y 黄色 点线 m 粉红 圈线 c 青 线 r 红 字线 g 绿 星形线 b 蓝 实线 w 白 ： 虚线 k 黑 (-) 点划线,离散点,连续线,
3、1.1 单窗口单曲线绘图,例5.1-1：离散函数y=|n|的可视化 n=(-10:10); y=abs(n); plot(y,r.) figure (2), plot(n,y,b),1.2 单窗口多曲线绘图,例：t=0:pi/100:2*pi; y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5); %方法一: plot(t,y,t,y1,t,y2) 方法二: plot(t,y,y1,y2) 方法三: plot(t,y,r), hold on, plot(t,y1,g), plot(t,y2,b),1.3 单窗口多曲线分图绘图,subplot 子图分割命令 调用格式： s
4、ubplot(m,n,p) 按从左至右， 从上至下排列,行,列,绘图序号,subplot(position,left bottom width height) 例： subplot(position,0.5 0.5 0.45 0.45) subplot(position,0.05 0.5 0.4 0.45) subplot(position,0.2 0.05 0.6 0.4),例5.2-8：subplot指令对图形窗的分割 clf;t=(pi*(0:1000)/1000); y1=sin(t); y2=sin(10*t); y12=sin(t).*sin(10*t); subplot(2,2,
5、1),plot(t,y1);axis(0,pi,-1,1) subplot(2,2,2),plot(t,y2);axis(0,pi,-1,1) subplot(position,0.2,0.05,0.6,0.45) plot(t,y12,b-,t,y1,-y1,r:); axis(0,pi,-1,1),1.4 多窗口绘图,figure(n) 创建窗口函数，n为窗 口顺序号。 t=0:pi/100:2*pi; y=sin(t);y1=sin(t+0.25);y2=sin(t+0.5); plot(t,y) 自动出现第一个窗口 figure(2) plot(t,y1) 在第二窗口绘图 figure
6、(3) plot(t,y2) 在第三窗口绘图,1.5 图形加注功能,将标题、坐标轴标记、网格线及文字注释加注到 图形上，这些函数为： title 给图形加标题 xlable 给x轴加标注 ylable 给y轴加标注 text 在图形指定位置加标注 gtext 用鼠标将标注加到图形任意位置 grid on(off) 打开、关闭坐标网格线 legend (off) 添加(擦除)图例 axis 控制坐标轴的刻度 ginput 用鼠标从二维图形上获取坐标,例5.2-7：用双纵坐标画出函数 和积分 在0，4区间上的曲线。,clf;dx=0.1; x=0:dx:4; y=x.*sin(x); s=cumt
7、rapz(y)*dx; q3=trapz(x,y) s(end) a=plotyy(x,y,x,s,stem,plot) text(0.5,1.5,fontsize14ity=xsinx) sint=fontsize16int_fontsize80 x; ss=fontsize14its=,sint, xsinxdx; text(2.5,3.5,ss) set(get(a(1),Ylabel),String, 被积函数ity=xsinx) set(get(a(2),Ylabel),String,ss),梯形法求累计积分,后为绘图精细指令,2 三维曲线和曲面图,plot3 基本的三维图形指令 调
8、用格式： plot3(x,y,z) x,y,z是长度相同的向量 plot3(X,Y,Z) X,Y,Z是同维矩阵 plot3(x,y,z,s) 带开关量 plot3(x1,y1,z1,s1, x2,y2,z2,s2, ),1. 三维线图,二维图形的所有基本特性对三维图形全都适用。定义三维坐标轴 大小: axis(xmin xmax ymin ymax zmin zmax ) grid on(off) 绘制三维网格 text(x,y,z,string) 三维图形标注 子图和多窗口也可以用到三维图形中,例：绘制三维线图 t=0:pi/50:10*pi; plot3(t,sin(t),cos(t),
9、k:),2. 三维网线图、曲面图,三维网线绘图函数调用格式： mesh(z) 以n*m维z矩阵列、行下标为x、y轴变量时，画网线图 mesh(x,y,z) x,y,z分别为三维空间的坐标位置 mesh(x,y,z,c) 画由c指定用色的网线图 x,y,z,c四个宗量是维数相同的矩阵. x,y是自变量“格点矩阵”, z是格点上的函数矩阵,c是指定各点用色的矩阵, 缺省c则有c=z,三维曲面绘图函数调用格式： surf(z) 以z矩阵列、行下标为x，y轴自变量时，画曲面图 surf(x,y,z) x,y,z分别为三维空间的坐标位置 surf(x,y,z,c) 画由c指定用色的网线图 x,y,z,c
10、四个宗量是维数相同的矩阵. x,y是自变量“格点矩阵”, z是格点上的函数矩阵,c是指定各点用色的矩阵, 缺省c则有c=z,例5.3-2：用曲面图表现函数 clf,x=-4:4; y=x; X,Y=meshgrid(x,y); %生成x-y坐标“格点“矩阵 Z=X.2+Y.2; surf(X,Y,Z); %绘曲面图 hold on; colormap(hot) stem3(X,Y,Z,bo); %表现在格点上计算函数值,figure(2), mesh(X,Y,Z) %绘曲线图 hold on;colormap(hot),三维网线图曲面图作图要领,x 1m数组, y 1n数组 生成X,Y格点坐标
11、 X,Y=meshgrid(x,y) X由x（1m）按行放置，再纵向扩展n行 Y由y（1n）按列放置，再横向扩展m行 结果：X和Y均成为nm矩阵 表达式点运算 Z=X.2+Y.2 X, Y, Z是nm的数组，维数可任定 默认方位角：37.5，俯角30。,例5.3-6：透视演示 X0,Y0,Z0=sphere(30); %产生30等分单位球面三维坐标 surf(X0,Y0,Z0); shading interp %采用插补明暗处理 axis equal, axis off,X=2*X0;Y=2*Y0;Z=2*Z0; hold on, mesh(X,Y,Z) colormap(hot),hold off hidden off %产生透视效果 axis equal, axis off,小结：,基本绘图函数 plot, ezplot, plot3, mesh, surf 要求掌握以上绘图函数的用法、简单图形标注、简单颜色设定,