MATLAB 程式设计与应用
张智星
2.基本xy平面绘图命令
MATLAB不但擅长於矩阵相关的数值运算，也适合用在各种科学目视表示（Scientific
visualization）。本节将介绍MATLAB基本xy平面及xyz空间的各项绘图命令，包含一维曲
线及二维曲面的绘制、列印及存档。
plot是绘制一维曲线的基本函数，但在使用此函数之前，我们需先定义曲线上每一点的x
及y座标。下例可画出一条正弦曲线：
close all; x=linspace(0, 2*pi, 100); % 100个点的x座标
y=sin(x); % 对应的y座标
plot(x,y);
<图片>
小整理：MATLAB基本绘图函数 plot: x轴和y轴均为线性刻度（Linear scale） loglog:
x轴和y轴均为对数刻度（Logarithmic scale） semilogx: x轴为对数刻度，y轴为线性刻
度 semilogy: x轴为线性刻度，y轴为对数刻度
若要画出多条曲线，只需将座标对依次放入plot函数即可：
plot(x, sin(x), x, cos(x));
<图片>
若要改变颜色，在座标对後面加上相关字串即可：
plot(x, sin(x), 'c', x, cos(x), 'g');
<图片>
若要同时改变颜色及图线型态（Line style），也是在座标对後面加上相关字串即可：
plot(x, sin(x), 'co', x, cos(x), 'g*');
<图片>
小整理：plot绘图函数的叁数 字元 颜色字元 图线型态y 黄色. 点k 黑色o 圆w 白色x
xb 蓝色+ +g 绿色* *r 红色- 实线c 亮青色: 点线m 锰紫色-. 点虚线-- 虚线
图形完成後，我们可用axis([xmin,xmax,ymin,ymax])函数来调整图轴的范围：
axis([0, 6, -1.2, 1.2]);
<图片>
此外，MATLAB也可对图形加上各种注解与处理：
xlabel('Input Value'); % x轴注解
ylabel('Function Value'); % y轴注解
title('Two Trigonometric Functions'); % 图形标题
legend('y = sin(x)','y = cos(x)'); % 图形注解
grid on; % 显示格线
<图片>
我们可用subplot来同时画出数个小图形於同一个视窗之中：
subplot(2,2,1); plot(x, sin(x));
subplot(2,2,2); plot(x, cos(x));
subplot(2,2,3); plot(x, sinh(x));
subplot(2,2,4); plot(x, cosh(x));
<图片>
MATLAB还有其他各种二维绘图函数，以适合不同的应用，详见下表。
小整理：其他各种二维绘图函数 bar 长条图errorbar 图形加上误差范围 fplot 较精确
的函数图形 polar 极座标图hist 累计图rose 极座标累计图stairs 阶梯图stem 针状图
fill 实心图feather 羽毛图compass 罗盘图quiver 向量场图
以下我们针对每个函数举例。
当资料点数量不多时，长条图是很适合的表示方式：
close all; % 关闭所有的图形视窗
x=1:10;
y=rand(size(x));
bar(x,y);
<图片>
如果已知资料的误差量，就可用errorbar来表示。下例以单位标准差来做资料的误差量：
x = linspace(0,2*pi,30);
y = sin(x);
e = std(y)*ones(size(x));
errorbar(x,y,e)
<图片>
对於变化剧烈的函数，可用fplot来进行较精确的绘图，会对剧烈变化处进行较密集的取
样，如下例：
fplot('sin(1/x)', [0.02 0.2]); % [0.02 0.2]是绘图范围
<图片>
若要产生极座标图形，可用polar：
theta=linspace(0, 2*pi);
r=cos(4*theta);
polar(theta, r);
<图片>
对於大量的资料，我们可用hist来显示资料的分 情况和统计特性。下面几个命令可用来
验证randn产生的高斯乱数分 ：
x=randn(5000, 1); % 产生5000个 m=0，s=1 的高斯乱数
hist(x,20); % 20代表长条的个数
<图片>
rose和hist很接近，只不过是将资料大小视为角度，资料个数视为距离，并用极座标绘制
表示：
x=randn(1000, 1);
rose(x);
<图片>
stairs可画出阶梯图：
x=linspace(0,10,50);
y=sin(x).*exp(-x/3);
stairs(x,y);
<图片>
stems可产生针状图，常被用来绘制数位讯号：
x=linspace(0,10,50);
y=sin(x).*exp(-x/3);
stem(x,y);
<图片>
stairs将资料点视为多边行顶点，并将此多边行涂上颜色：
x=linspace(0,10,50);
y=sin(x).*exp(-x/3);
fill(x,y,'b'); % 'b'为蓝色
<图片>
feather将每一个资料点视复数，并以箭号画出：
theta=linspace(0, 2*pi, 20);
z = cos(theta)+i*sin(theta);
feather(z);
<图片>
compass和feather很接近，只是每个箭号的起点都在圆点：
theta=linspace(0, 2*pi, 20);
z = cos(theta)+i*sin(theta);
compass(z);
<图片>
|
发表于 2003-7-27 18:16:37