Matlab图形处理

例如: x=0:0.01*pi:4*pi;
y=sin(x/2)+x; polar(x,y,’-b’)
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(2). 二维特殊函数图（下表为二维特殊图形函数）
函数名 area bar barth comet errorbar ezplot ezpolar feather fill 说 明 填充绘图 条形图 水平条形图 彗星图 误差带图 简单绘制函数图 简单绘制极坐标图 矢量图 多边形填充 函数名 fplot hist pareto pie plotmatrix stairs scatter stem ribbon 说 明 函数图绘制 直方图 图 柄状图 分散矩阵绘制 阶梯图 散射图 离散序列柄状图 三维图的二维条 状显示
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(2-2) 函数rgbplot是一种直接显示颜色的函数。其调 用格式如下： rgbplot(colormap) 即该函数的输入变量本身就是一个颜色映像，或颜 色映像相似的数值矩阵，其作用是将矩阵的三列分别以 红、绿、蓝色绘出。 例如：rgbplot(hot(80)) 此命令将绘出颜色映像 hot(80)的RGB三色图。 通过对颜色映像的RGB 三色图的分析可以得到该 颜色映像的色彩变化规律， 能够更好地了解该颜色映 像的图式效果。
MATLAB
的图形处理功能
主要内容

二维图形


三维图形
四维表现图 图形处理的基本技术 图形处理的高级技术 动画
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图形可视化技术一直是数学计算人员所喜爱的和追 求的一项技术，因为不管是数值计算还是符号计算，无 论计算多么完美、结果多么准确，人们还是很难直接从 大量的数据堆或符号堆中感受它们的具体含义。人们更 喜欢直接用眼睛看到直观的图形。因此，对任何数学计 算人员来说，可视化技术都是必须掌握的。
(3). 着色函数 surf(x,y,z,c)
例3 mesh 绘制三维面图 meshc 带等高线的面图 meshz 带屏蔽的面图.
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特殊的图形函数
函数名 说 明 函数名 说 明
bar3
comet3 pie3 scatter3 stem3
三维条形图
surfc
三维彗星轨迹图 trisurf 三维柄状图
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对于绝大多数的线图函数,如plot、plot3、contour 等，一般不需要颜色映像来控制其色彩显示，而对于 面图函数，如mesh、surf等，则需要调用颜色映像。 (1) Matlab语言提供的调用颜色映像的函数为colormap, 调用格式如下：
colormap（colormap） 其中，输入变量colormap为一个三列矩阵，行数不限， 该矩阵可以是上表所示的颜色映像，也可以为用户自定义 的颜色映像矩阵。
MATLAB的图形工具箱从简单的点、线、面处理 发展到集二维图形、三维图形甚至四维表现图和对图进 行着色、消隐、光照处理、渲染及多视角处理等多项功 能于一身的强大功能包。
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二维图形
二维图形的绘制是Matlab语言图形处理的基础，也是绝大多数 数值计算中广泛应用的图形方式之一。在进行数值计算的过程中， 用户可以方便地通过各种Matlab函数将计算结果图形化，以实现 对结果数据的深层次理解。
1. 基本绘图命令
(1). 当plot函数仅有一个输入变量时 y=[1 3 2 4 2 2.5 1]; plot(y) y=rand(100,1); plot(y) x=rand(100,1); %以y的索引坐标为横坐标画图 %100*1维的随机数 %绘制随机数的图形 y=rand(100,1);
z=x+y.*i;
着色图等高线结 合 三角形表面图 三角形网格图
柱面图 球面图
ezgraph3 控制绘制三维图 trimesh
cylinder 三维散射图 三维离散数据图 sphere
waterfall 瀑布图
例4 绘制三维饼状图/柱面图/球面图
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四维表现图
对于三维图形，通常可以利用z=f(x,y)的确定或不 确定的函数关系来绘制可视化图形，此时自变量是二维 的。而在高等物理、力学等的研究当中经常会遇到 v=v(x,y,z)的函数。此时自变量是三维的，而图形应当是 四维的。但是由于我们所处空间和思维的局限性，在计 算机的屏幕上只能表现出三个空间变量。为了表现四维 图像，引入了三维实体的四维切片色图，它由函数slice 来实现，其调用格式如下：
例如：对色图添加颜色标尺 [X,Y,Z]=peaks; mesh(X,Y,Z); colormap(hot(80)); colorbar
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(2-4) 背景颜色操作函数 colordef 除了上述介绍的颜色处理函数外，Matlab语言中对 背景颜色可以用colordef进行操作。 colordef none %将图形背景与图形窗口背景设为相同 [x,y,z]=peaks; mesh(x,y,z) ————————————————————————— colordef black %将图形背景设置为黑色 [x,y,z]=peaks; mesh(x,y,z) ————————————————————————— colordef white %将图形背景设置为白色 [x,y,z]=peaks; mesh(x,y,z)
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例1 绘制条形图、矢量图、函数曲线图、柄状图、 等高线图、填充等高线图 bar(x,y) feather(x,y) fplot(fun,lim) pie(x, note) contour(z,n) %z为数值矩阵，n为等高线条数 contourf(z,n) %填充等高线函数
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三维图形
1. 基本绘图命令 (1). plot3函数
颜色映像 autumn bone colorcube cool copper flag gray hot vga 相应的颜色系 红黄色系 点一点蓝色的灰度 增强的颜色系 青和洋红的色系 线型铜色系 交替的红白蓝黑色系 线性灰色系 黑红黄白色系 Windows16位色系 颜色映像 hsv jet line pink prism spring summer winter 相应的颜色系 色调饱和色系 色调饱和色系 线性色系 柔和色系 棱镜色系 洋红、黄色系 绿、黄色系 蓝绿色系
1. 图形控制
坐标轴的控制函数 axis([xmin,xmax,ymin,ymax]) 平面的坐标网图函数 grid on/grid off
2. 图形的标注
坐标轴标注 xlabel(‘标注’,‘属性’) /ylabel /zlabel 例如x=1:0.1*pi:2*pi; y=sin(x); plot(x,y);
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R (红色) 0 1 1 0 0 1 1 0 2/3 1 0.5 0.5
G (绿色) 0 1 0 1 0 1 0 1 0 ½ 0 0.5
B（蓝色） 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0.5
映 像 黑色 白色 红色 绿色 蓝色 黄色 洋红色 青色 天蓝 橘黄 深红 灰色
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以上颜色映像在默认状态下均为64*3的颜色矩阵，每 个颜色映像均描述了64种颜色的RGB属性。 按一定规律将各种颜色的映像元素综合成一映像矩阵 即构成了Matlab语言的颜色映像。几种常用的Matlab语 言内置的颜色映像如下表所示：
例如： colormap(pink(8)); 此命令是定义当前窗口的颜色映 像为柔和色，其颜色定义有8种。
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(2) 完成对颜色映像的定义后，用户就可以调用所定 义的颜色映像为图形服务，具体的有pcolor、rgbplot及 colorbar等函数。 (2-1) 函数pcolor为伪色函数，顾名思义，伪色并不 是真正的颜色，而是通过颜色的不同来反应相应的数值 的大小。其调用格式如下： pcolor(C): 其作用相当于当前颜色映像为矩阵C进行 “着色”，即根据元素的大小在当前颜色映像中进行插值 着色。 函数pcolor的使用一般与函数shading相结合,shading 的作用在于以不同方式为图形着色，其调用格式如下： shading‘控制字符串’：这里控制字符串主要有三种形 式：faceted、interp和flat。
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其中faceted为默认形式，以平面作为着色单位；interp 已插值形式为图形的像点着色；flat以平滑形式定义着色方 式。 对于函数pcolor，其着色方式默认为faceted方式，可以 通过调用shading加以修改。
例如：(i) 绘制矩阵rosser的伪色图。 colormap(hot(80)); pcolor(rosser); shading interp (ii) 绘制矩阵peak的伪色图。 colormap(flag(20)); pcolor(peaks); shading flat
格式:plot3(x,y)
plot3(x,y,s)
%x是向量或矩阵
%s是属性
plot3(x1,y1,s1,x2,y2,s2,x3,y3,s3) %组合绘图
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(2). 网图函数
函数名 mesh meshc meshz meshgrid 说 明 三维网格图 将网格与等高线结合 屏蔽的网格图 生成网格点
plot(z)
%以实部为横坐标,虚部为纵坐标绘图
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(2).当plot函数有两个输入变量时 x=0:0.01*pi:pi; y=sin(x).*cos(x); plot(x,y) (3).当plot函数有三个输入变量时 plot(x,y,s) % s为图形显示属性选项 例如: x=1:0.1*pi:2*pi; y=sin(x); z=cos(x); plot(x,y,’-b’) plot(x,z,’-.rd’)
semilogx(x,y,s) %以x为对数坐标 semilogy(x,y,s) %以y为对数坐标 loglog(x,y) %以x,y为对数坐标 例如: x=1:0.1*pi:2*pi; y=sin(x); (b). 极坐标系下的图形绘制 semilogx(x,y,’*b) 函数: polar(theta,rho,s)