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MATLAB
画图入门篇
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各种基本图形绘制的函数与实例【来自网络】< br>
一．
二维图形
(Two dimensional plotting)
1.
基本绘图函数
(Basic plotting function)
：
Plot, semilogx,
semilogy, loglog, polar, plotyy
(1).
单矢量绘图
(single vector plotting)
：
plot (y),
矢量
y
的元素与
y
元素下标之间在线性坐
标下的关 系曲线。
例
1
：单矢量绘图
y=[0 0.6 2.3 5 8.3 11.7 15 17.7 19.4 20]; plot(y)
可以在图形中加标注和网格，
例
2
：给例
1
的图形加网格和标注。
y=[0 0.6 2.3 5 8.3 11.7 15 17.7 19.4 20]; plot(y)
title('
简单绘图举例
'); xlabel('
单元下标
'); ylabel('
给定的矢量
'); grid
(2).
双矢量绘图
(Double vector plotting )
：
如
x
和
y
是同样长度的矢量
, plot(x ,y)
命令将绘制
y
元素对应于
x
元素的
xy
曲线 图。
例：双矢量绘图。
x=0:0.05:4*pi; y=sin(x); plot(x,y)
(3).
对数坐标绘图
(ploting in logarithm coordinate)
：
x
轴对数
semilogx,
y
轴对数
semilogy,
双对数
loglog,
例：绘制数组
y
的线性坐标图和三种对数坐标图。
y=[0 0.6 2.3 5 8.3 11.7 15 17.7 19.4 20];
subplot(2,2,1); plot(y); subplot(2,2,2); semilogx(y)
subplot(2,2,3); semilogy(y); subplot(2,2,4); loglog(y)
（
4
）极坐标绘图
( Plotting in polar coordinate)
：
polar(theta,rho) theta
—
角度，
rho
—
半径
例：建立简单的极坐标图形。
t=0:.01:2*pi; polar(t,sin(2*t).*cos(2*t))
2.
多重曲线绘图
(Multiple curve plotting)
（
1
）一组变量绘图
(A group variable plotting)
plot(x,y)
(a) x
为矢量，
y
为矩阵时
plot(x,y)
用不同的颜色绘制
y
矩阵中各行或列对应于x
的曲线。
例
1
：
x=0:pi/50:2*pi; y(1,: )=sin(x); y(2,:) =0.6*sin(x); y(3, :)=0.3*sin(x); plot(x,y)
(b) x
为矩阵，
y
为矢量时绘图规则与（
a
）的类似， 只是将
x
中的每一行或列对应于
y
进行
绘图。。
例
2
：
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)
(c) x
和
y
是同样大小的矩阵时
, plot(x,y)
绘制
y
矩阵中各列对应于
x
各列的图形。
例
3
：
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(:,1 )=sin(x(:,1 )); y(:,2 )=0.6*sin(x(:,1)); y(:,3 )=0.3*sin(x(:,1));
plot(x,y)
这里
x< br>和
y
的尺寸都是
101×
3
，所以画出每条都是
10 1
点组成的三条曲线。如行列转置后
就会画出
101
条曲线，每条线由三点组 成。
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(1,:)=sin(x(1,:)); y(2,:)=0.6*sin(x(1,:)); y(3,:)=0.3*sin(x(1,:));
plot(x,y)
(d)
如果
y
是矩阵，则
plot(y)
绘出
y
中各列相 对于行号的图形，对于
n
行矩阵，
x
轴的坐标
为
[1:n]
。
（
2
）多组变量绘图
( Multiple group variables plotting):
对于一系列相应的矩阵
yi
和
xi
，
可以使用多 组变量绘图法：
plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)
，
这种方法的优点是允许将不同大小的矩阵或矢量的图形绘制在一张图上。
例：多组变量绘图。
x=0:pi/50:2*pi; y1=sin(x); y2=0.6*sin(x); y3=0.3*sin(x); plot(x,y1,x,y2,x,y3)
（
3
）双
y
轴绘图：
plotyy,
在一个图形窗口绘制两组数据曲线，
共用一个
x
轴，
图形两边各有一个y
轴。
两条图线可以
调用不同的绘图方法。
例
1
：
x=0:0.3:12; y=exp(-0.3*x).*sin(x)+0.5; plotyy(x,y,x,y,'plot','stem')
左侧
y
轴对应
plot
形式的绘图，右侧
y
轴对应
stem
形式 的曲线。
例
2
：
对于
y
坐标不同的情况。
t=0:900; A=1000; a=0.005; b=0.005; z1=A*exp(-a*t); z2=sin(b*t);
plotyy(t,z1,t,z2,'semilogy','plot')
3.
图线形式和颜色
(Style and color of plot)
(1)
图线的形式
: (style of plot)MATLAB
提供的四种线形，
实线
虚线
- -
，
冒号线
：
，点划线
-- .
标记点类型：
.
, + , *,
o, ×
, s (
或
square),
d (
或
diamond),
△
,
▽
, <,
>, p (
或
pentagram),
h (
或
hexagram),
plot(x,y,’—‘), plot(x1,y1,’:’,x2,y2,’*’)
例
1
：选择不同的线形绘图。
t=0:pi/100:2*pi; y=sin(t); y2=sin(t-0.25); y3=sin(t-0.5);
plot(t,y,'-',t,y2,'-',t,y3,':')
例
2
：选择不同的标记点绘图。
t=0:pi/20:2*pi; x=t.^3; y=sin(t); plot(x,y,'o')
(2)
线的颜色
(color of plot)
：
MATLAB
中可选的颜色：
红
r
，绿
g,
蓝
b,
黄
y,
粉红
m,
青
c(cyan)
黑
k.
例：
t=0:pi/20:2*pi;
y=sin(t); plot(x,y,'r'), plot(x,y,'g+')
(3)
图线的其他属性
(other characters of plot)
：
可设置图线的宽度、标记点的边缘颜色、
填充颜色、标记点的大小等。
例：
设置图线的线形、颜色、宽度、标记点的颜色及大小。
t=0:pi/20:pi; y=sin(4*t).*sin(t)/2;
plot(t ,y,'-bs','LineWidth',2,'MarkerEdgeColor','k', 'MarkerFaceColor', 'y','MarkerSize',10)
4.
复数绘图
(Complex plotting): plot
用于函数绘制复数的图 形时，通常虚部是被忽略的。
但
plot
只作用于单个复变量
z
时， 则绘出的是实部对虚部的关系图（复平面上的一组点）。
即这时
plot(z)
等价于
plot(real(z)).
例：
画一个
20 < br>边的多边形
(
用
exp
函数生成
)
，顶角用小圆圈表 示。
t=0:pi/10:2*pi; plot(exp(i*t),'o'); axis('square')
如果在复平面绘制多重线
，只能分别以实部和虚部为坐标来绘制，否则虚部将被忽略，并
给出警告。
二．
图形的控制与表现
(Figure control and representation)
MATLAB
提供的用于图形控制的函数和命令：
axis:
人工选择坐标轴尺寸
.
clf
：
清图形窗口
.
ginput
：
利用鼠标的十字准线输入
.
hold
：
保持图形
.
shg
：
显示图形窗口
.
subplot
：
将图形窗口分成
N
块子窗口。
1
．
图形窗口
(figure window)
(1).
图形窗口的创建和选择
(Creating and selecting of figure window)
figure(n)
函数用于为当前的绘图创建图形窗 口，
每运行一次
figure
就会创建一个新的图形窗
口
,n
表示第个
n
窗口
,
如果窗口定义了句柄，也可以用
figure( h)
将句柄
h
的窗口作为当前窗
口。
clf
命令用于清除当前图形窗口中的内容。
shg
命令用于显示当前图形窗口。
(2).
在一个图形窗口中绘制多个子图形
(Drawing several subfigures in a single window)
subplot(m,n,p),
把窗口分成< br>m×
n
个小窗口，并把第
p
个窗口当作当前窗口。
例：将
4
个图形显示在同一个图形窗口中。
t=0:pi/20:2*pi; [x,y]=meshgrid(t);
subplot(2,2,1); plot(sin(t),cos(t)); axis equal
subplot(2,2,2); z=sin(x)+cos(y); plot(t,z); axis([0 2*pi
–
2 2])
subplot(2,2,3); z=sin(x).*cos(y); plot(t,z); axis([0 2*pi
–
1 1])
subplot(2,2,4); z=sin(x).^2-cos(y).^2; plot(t,z); axis([0 2*pi
–
1 1])
(3).
在一个已有的图形上绘图
(Drawing a figure on the figure was existed)
：
用
hold on
命令在一个已有的图形上继续绘图，使用
hold off
命令结束继续绘图。
例：将
peaks
函数的等高线图与伪彩色画在一起。
[x,y,z]=peaks;
%
产生双变量数组
contour(x,y,z,20,'k')
%
绘制等高线
hold on
pcolor(x,y,z)
%
绘制伪彩色图
shading interp
%
表面色彩渲染
hold off
2
．
坐标轴控制命令
(Axis control commands)
控制坐标性质的
axis
函数的多种调用格式：
axis(xmin xmax ymin ymax)
：指定二维图形
x
和
y
轴的刻度范围
,
axis auto
设置坐标轴为自动刻度（缺省值）
axis manual
（或
axis(axis)
）
保持刻度不随数据的大小而变化
axis tight
以数据的大小为坐标轴的范围
axis ij
设置坐标轴的原点在左上角，
i
为纵坐标，
j
为横坐标
axis xy
使坐标轴回到直角坐标系
axis equal
使坐标轴刻度增量相同
axis square
使各坐标轴长度相同，但刻度增量未必相同
axis normal
自动调节轴与数据的外表比例，使其他设置失效
axis off
使坐标轴消隐
axis on
显现坐标轴
(1)
坐标轴的范围
(Domain of coordinates axis)
：
二维图形坐标轴范围在缺省状态下是根据数据的大小自动设置的，如欲 改变，可利用
axis(xmin xmax ymin ymax),
函数来定义。
例：
定义坐标轴范围对观察图形的影响。
x=0:.01:pi/2; figure(1); plot(x,tan(x),'-ro')
%ymax=tan(1.57),
而其他数据都很小，结
果将
%
使图形难于进行观察和判断。
figure(2); plot(x,tan(x),'-ro'); axis([0, pi/2,0,5])
%
对坐标轴的范围进行控制就可得到较
满意的绘图结果
(2)
显示比例对绘图结果的影响
(Effect of display scaling on plotting results)
例：比较
(Default, axis square, axis equal, axis tight)
几种不同的显示方式的显示效果。
t=0:pi/20:2*pi; figure(1);
subplot(2,1,1); plot(sin(t),2*cos(t)); grid on
%
缺省状态下的图形比例
subplot(2,1,2); plot(sin(t),2*cos(t)); axis square; grid on
%
正方形的显示比例
figure(2)
subplot(1,2,1); plot(sin(t),2*cos(t)) axis equal; grid on
%
具有相等的刻度比例
subplot(1,2,2); plot(sin(t),2*cos(t)); axis tight grid on
%
紧缩形式
3
．
图形标注
(Marking on the figure)
：
MATLAB
的图形标注方法（表
6
—
7
）
title
标题
,
xlabel
x
轴标注
,
ylabel
y
轴标注
,
text
任意定位的标注
gtext
鼠标定位标注
,
legent
标注图例
图形标注可以使用字母，数字， 汉字或按规定的方法表示希腊字母，如
pi
表示
π
，
leq
表
示
≤
，
rm
表示后面的字恢复为正体字，
it
表 示斜体字，
FontSize
表示字体的大小，
FontName
表示字体的类型等。
可以使用图形窗口的
Insert
菜单，也可以使用属性编辑器，还可以使 用函数输入的方法
加标注
,
以下介绍相关函数的使用方法。
(1).
加注坐标轴标识和图形标题
(Add axis labels and title of figure)
加注坐标轴标识：
xlabel(‘s’), ylabel(‘s’)
图形标题
: title(‘s’)
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