MATLAB之三图形功能
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MATLAB第3讲 MATLAB基本绘图
3.3 基本三维绘图
[X,Y]=meshgrid(-8:0.5:8,-8:0.5,8);
3.3 基本三维绘图
2、格式2：mesh(x,y,z) 功能：x,y,z 为三个矩阵， 以各元素值为三维坐标点绘图， 并连成网格。
3.3 基本三维绘图
例题 7 画一个球体 [xx,yy,zz]=sphere(30);
0
n
3.3 基本三维绘图
形成了33*33网 格矩阵
3.3 基本三维绘图
可以使用meshgrid()函数产生网格坐标:
格式：[X,Y]=meshgrid(x,y) x,y为同维向量，
X的行为x的拷贝，Y的列是y的拷贝,X,Y同维 例如：[xx,yy]=meshgrid([ 1 2 3 4],[1 2 3 4])
3.3 基本三维绘图
3、格式3：plot3(x,y,z,’s’) plot3(x1,y1,z1,’s1’,x2,y2,z2,’s2’) 功能：用于设置绘图颜色和线型 字符串意义同plot。
例如：plot3(x,y,z,’*r’,x,z,y,’:b’)
3.3 基本三维绘图
例题 2
3.3 基本三维绘图
3、hidden on(off) ----隐藏或透视被遮挡的地方
视角变换与三视图
三维图形绘制中的视角定义
z轴
视点
y轴
仰角
方位角
x轴
3.3 基本三维绘图
3. 4 特殊三维绘图 特殊图形库（specgraph）
1、stem3(x,y,z) ----- 三维火柴杆图： 例如：stem3(x,y,z) 2、bar3(z) ------ 三维条形图(同二维) 例如：bar3([1 2 3 2 1]) 3、pie3 (x,p)------ 三维饼图(同二维): 例如：pie3([1 2 3 2 1 1 ],[0 0 1 0 0 0]) 还有其它特殊函数。。。
实验三MATLAB的图形功能于分形
南 京 邮 电 大 学
Nanjing University of Posts and Telecommunications
用给定数据绘制三维曲面
在绘图数据已知的情况下, 可以利用mesh, surf 和surfl等函数分别绘制网格图, 刻面图和曲面图. 其中刻面图是用不同颜色对网格图中的单元进 行填充, 而曲面图是对刻面图的颜色进行了平滑 处理. 绘制三维曲面图可分为三个过程：
生成平面网格点数据; 计算三维网格点数据; 绘制三维曲面并进行处理
南 京 邮 电 大 学
Nanjing University of Posts and Telecommunications
Matlab在绘制函数z=f(x, y)的三维图形时，首 先将其定义域D分为若干个小矩形(或三角形)， 然后计算出网格点上的函数值，最后连接相邻 的函数值空间数据并构成函数的网格曲面。我 们以矩形网格为例。
xmax], 或者x轴和y轴上的范围[xmin xmax ymin
ymax]. function必须是M文件函数的名称或句柄, 或者含 有变量x的字符串. LineSpec指定属性进行绘图.
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京 邮 电 大 学
南
Nanjing University of Posts and Telecommunications
Plot(X,Y) —— 最基本的二维图形命令
plot命令自动打开一个图形窗口Figure1
原理：
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,将数据标尺及单 位标注自动加到两个坐标轴上 使用方法:
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用给定数据绘制三维曲面
在绘图数据已知的情况下, 可以利用mesh, surf 和surfl等函数分别绘制网格图, 刻面图和曲面图. 其中刻面图是用不同颜色对网格图中的单元进 行填充, 而曲面图是对刻面图的颜色进行了平滑 处理. 绘制三维曲面图可分为三个过程：
生成平面网格点数据; 计算三维网格点数据; 绘制三维曲面并进行处理
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Matlab在绘制函数z=f(x, y)的三维图形时，首 先将其定义域D分为若干个小矩形(或三角形)， 然后计算出网格点上的函数值，最后连接相邻 的函数值空间数据并构成函数的网格曲面。我 们以矩形网格为例。
xmax], 或者x轴和y轴上的范围[xmin xmax ymin
ymax]. function必须是M文件函数的名称或句柄, 或者含 有变量x的字符串. LineSpec指定属性进行绘图.
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南
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Plot(X,Y) —— 最基本的二维图形命令
plot命令自动打开一个图形窗口Figure1
原理：
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,将数据标尺及单 位标注自动加到两个坐标轴上 使用方法:
MATLAB三维绘图功能课堂PPT
42
contour3(peaks,20)
10
5
0
为了方便测试立体绘图，MATLAB提供了一个peaks 函数，可产生一个凹凸有致的曲面，包含了三个局部 极大点及三个局部极小点，其方程式为： z = 3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2) - (y+1).^2) ... - 10*(x/5 - x.^3 - y.^5).*exp(-x.^2-y.^2) ... - 1/3*exp(-(x+1).^2 - y.^2) >> [x,y,z]=peaks; >> mesh(x,y,z) >>surf(x,y,z)
14
15
（五）三维曲面图
surf —— 三维曲面绘图函数，与网格图看起来一样 与三维网线图的区别： 网线图：线条有颜色，内部是黑色的（无颜色） 曲面图：线条是黑色的，内部有颜色（把线条之间的空
挡填充颜色，沿z轴按每一网格变化）
16
调用格式： surf(x,y,z) —— 绘制三维曲面图，x,y,z为图形坐标向量 peaks 函数
4
(二) 三维饼图 pie3([4 3 6 8 9])
5
（三）三维多边形
fill3 = fill —— 三维多边形的绘制和填色与二维多边形 完全相同
调用格式： fill3(x,y,z,‘s’) —— 与二维相同
6
例： 用随机顶点坐标画出5个粉色的三角形，并用黄色的 ○表示顶点
>>y1=rand(3,5);y2=rand(3,5);y3=rand(3,5); >>fill3(y1,y2,y3,'m');hold on;plot3(y1,y2,y3,'yo')
contour3(peaks,20)
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为了方便测试立体绘图，MATLAB提供了一个peaks 函数，可产生一个凹凸有致的曲面，包含了三个局部 极大点及三个局部极小点，其方程式为： z = 3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2) - (y+1).^2) ... - 10*(x/5 - x.^3 - y.^5).*exp(-x.^2-y.^2) ... - 1/3*exp(-(x+1).^2 - y.^2) >> [x,y,z]=peaks; >> mesh(x,y,z) >>surf(x,y,z)
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（五）三维曲面图
surf —— 三维曲面绘图函数，与网格图看起来一样 与三维网线图的区别： 网线图：线条有颜色，内部是黑色的（无颜色） 曲面图：线条是黑色的，内部有颜色（把线条之间的空
挡填充颜色，沿z轴按每一网格变化）
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调用格式： surf(x,y,z) —— 绘制三维曲面图，x,y,z为图形坐标向量 peaks 函数
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(二) 三维饼图 pie3([4 3 6 8 9])
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（三）三维多边形
fill3 = fill —— 三维多边形的绘制和填色与二维多边形 完全相同
调用格式： fill3(x,y,z,‘s’) —— 与二维相同
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例： 用随机顶点坐标画出5个粉色的三角形，并用黄色的 ○表示顶点
>>y1=rand(3,5);y2=rand(3,5);y3=rand(3,5); >>fill3(y1,y2,y3,'m');hold on;plot3(y1,y2,y3,'yo')
MATLAB-图像处理之三维绘图
（2）颜色映象使用
• 语句colormap(M）将矩阵M作为当前图形 窗口所用的颜色映象。
• 例如，colormap（cool）装入了一个有64 个输入项的cool颜色映象。
• colormap default装入了缺省的颜色映象 （hsv）。
• 函数plot、plot3、contour（等高线图） 和contour3不使用颜色映象，它们使用列 在plot颜色和线形表中的颜色。而大多数其 它绘图函数，比如mesh、surf、fill、 pcolor和它们的各种变形函数，使用当前 的颜色映象。
•
MMSHOW（pink（30））
• 函数mmshow取和colormap同样的输入参 量，但在这种情况下它用自己的伪彩色显 示而不是把颜色映象施加到当前图形。
• 另一种途径是使用MATLAB的函数rgbplot， 它可以把颜色映象的各列分别画成红、绿 和蓝色。
例如rgbplot(hot)
• 图中显示红色分量首先增加，然后是绿色， 最后是蓝色。
2.三维曲面/网线图
三维图形较二维图形复杂：表现在： 1. 数据的准备 2. 三维图形色彩的使用 3. 明暗处理、 4. 光照处理、 5. 视点处理等
（1）数据准备（很重要）
• 画函数 z f (x, y)所代表的三维空间曲面，需 要做以下数据准备： ：
• （1）确定自变量的取值范围和取值间隔； • （2）构成自变量x,y的自变量“格点”矩阵； • （3）计算在自变量采样“格点”上的函数
• MATLAB的预定义色图矩阵CM
CM
含义
CM
含义
autumn 红、黄浓淡色
jet
蓝头红尾饱和值色
bone
蓝色调浓淡色
MATLAB第三节 绘图
2,0.5],[0,2]上画隐函数 的图. 【例】 在[-2,0.5],[0,2]上画隐函数 e x + sin( xy ) = 0 的图 ezplot('exp(x)+sin(x*y)',[ezplot('exp(x)+sin(x*y)',[-2,0.5,0,2])
ezplot(‘x(t) , y(t) ezplot( x(t)’,’y(t) ,[tmin,tmax]) x(t) y(t)’,[tmin,tmax])
上画y=cos x 的图形 的图形. 【例】 在[0,π ]上画 上画
ezplot('sin(x)',[0,pi])
ezplot(‘f(x,y) ,[xmin,xmax,ymin,ymax]) ezplot( f(x,y)’,[xmin,xmax,ymin,ymax]) f(x,y)
note：表示在区间xmin<x<xmax和 ymin<y<ymax绘制隐 函数f(x,y)=0的函数图.
4.2特殊坐标图形 特殊坐标图形
semilogx(x,y)—单对数X semilogx(x,y) 单对数X轴绘图命令 semilogy(x,y)—单对数Y轴绘图命令 semilogy(x,y) 单对数Y
【例】以X轴为对数重新绘制上述曲线； 轴为对数重新绘制上述曲线； x=[0:0.01:2*pi] y=abs(1000*sin(4*x))+1 单对数X semilogx(x,y) %单对数X轴绘图 【例】以Y轴为对数重新绘制上述曲线； 轴为对数重新绘制上述曲线； x=[0:0.01:2*pi] y=abs(1000*sin(4*x))+1 单对数Y semilogy(x,y) %单对数Y轴绘图
第三章 matlab图形绘制
gtext 用于在图形中特定的位置加字符串,位置用鼠标
指定
grid 图形中加网格
例3.在同一坐标系下画出sinx和cosx的图形,并适当加 标注.
x=linspace(0,2*pi,30);y=[sin(x);cos(x)]; plot(x,y);grid;xlabel (‘x’);ylabel (‘y’); title(‘sine and cosine curves’); text(3*pi/4,sin(3*pi/4),’\leftarrowsinx’); text(2.55*pi/2,cos(3*pi/2),’cos\rightarrow’)
结果见下图.
4.多幅图形
subplot(m,n,p)可以在同一个图形窗口中画出多个图 形,用法见下例.
x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);z=cos(x);u=2*sin(x).* cos(x);v=sin(x)./cos(x); subplot(2,2,1),plot(x,y),title(‘sin(x)’) subplot(2,2,2),plot(x,z),title(‘cos(x)’) subplot(2,2,3),plot(x,u),title(‘2sin(x)cos(x)’) subplot(2,2,4),plot(x,v),title(‘sin(x)/cos(x)’)
plot(x1,y1,x2,y2, …) 在此格式中,每对x,y必须符合 plot(x,y)中的要求,不同对之间没有影响,命令对每 一对x,y绘制曲线.
例1.做出y=sinx在[0,2π]上的图形,结果见下图.
x=linspace(0,2*pi,30); sin(x);plot(x,y)
例2.在同一坐标系下做出两条曲线y=sinx和y=cosx 在[0,2π]上的图形.结果见下图.
指定
grid 图形中加网格
例3.在同一坐标系下画出sinx和cosx的图形,并适当加 标注.
x=linspace(0,2*pi,30);y=[sin(x);cos(x)]; plot(x,y);grid;xlabel (‘x’);ylabel (‘y’); title(‘sine and cosine curves’); text(3*pi/4,sin(3*pi/4),’\leftarrowsinx’); text(2.55*pi/2,cos(3*pi/2),’cos\rightarrow’)
结果见下图.
4.多幅图形
subplot(m,n,p)可以在同一个图形窗口中画出多个图 形,用法见下例.
x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);z=cos(x);u=2*sin(x).* cos(x);v=sin(x)./cos(x); subplot(2,2,1),plot(x,y),title(‘sin(x)’) subplot(2,2,2),plot(x,z),title(‘cos(x)’) subplot(2,2,3),plot(x,u),title(‘2sin(x)cos(x)’) subplot(2,2,4),plot(x,v),title(‘sin(x)/cos(x)’)
plot(x1,y1,x2,y2, …) 在此格式中,每对x,y必须符合 plot(x,y)中的要求,不同对之间没有影响,命令对每 一对x,y绘制曲线.
例1.做出y=sinx在[0,2π]上的图形,结果见下图.
x=linspace(0,2*pi,30); sin(x);plot(x,y)
例2.在同一坐标系下做出两条曲线y=sinx和y=cosx 在[0,2π]上的图形.结果见下图.
4_2Matlab的图形功能
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2011-3-23
4
第4章 Matlab的图形功能 章 的图形功能
4.三维视图可视效果的控制 4.三维视图可视效果的控制 观察点和视觉的控制 三维图形观察点和视觉 三维图形观察点和视觉的控制 view 使用格式为： 使用格式为： view(AZ,EL)和 view([AZ,EL])： 通过方位角 和俯视角 和 ： 通过方位角AZ和俯视角 EL设置观察图形的视点。 设置观察图形的视点。 设置观察图形的视点 view([X Y Z])：通过直角坐标系设置视点； ：通过直角坐标系设置视点； [AZ,EL] = view：返回当前的方位角 AZ 和俯视角 EL； ： ； view(2) ：设置缺省的二维视角 设置缺省的二维视角 缺省的二维视角AZ = 0， EL = 90。 ， 。 缺省的三维视角AZ = -37.5，EL = 30。 view(3) ：设置缺省的三维视角 设置缺省的三维视角 ， 。
第4章 Matlab的图形功能 章 的图形功能
[X0,Y0,Z0]=sphere(30);%产生单位球面的三维坐标 X=2*X0;Y=2*Y0;Z=2*Z0;%产生半径为2的球面的三维坐标 surf(X0,Y0,Z0); %画单位球面 shading interp %采用插补明暗处理 hold on,mesh(X,Y,Z),colormap(hot),hold off%采用hot色图 hidden off %产生透视效果 axis equal,axis off %不显示坐标轴
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第4章 Matlab的图形功能 章 的图形功能
4.三维视图可视效果的控制 4.三维视图可视效果的控制 观察点和视觉的控制 三维图形观察点和视觉 三维图形观察点和视觉的控制 view 使用格式为： 使用格式为： view(AZ,EL)和 view([AZ,EL])： 通过方位角 和俯视角 和 ： 通过方位角AZ和俯视角 EL设置观察图形的视点。 设置观察图形的视点。 设置观察图形的视点 view([X Y Z])：通过直角坐标系设置视点； ：通过直角坐标系设置视点； [AZ,EL] = view：返回当前的方位角 AZ 和俯视角 EL； ： ； view(2) ：设置缺省的二维视角 设置缺省的二维视角 缺省的二维视角AZ = 0， EL = 90。 ， 。 缺省的三维视角AZ = -37.5，EL = 30。 view(3) ：设置缺省的三维视角 设置缺省的三维视角 ， 。
第4章 Matlab的图形功能 章 的图形功能
[X0,Y0,Z0]=sphere(30);%产生单位球面的三维坐标 X=2*X0;Y=2*Y0;Z=2*Z0;%产生半径为2的球面的三维坐标 surf(X0,Y0,Z0); %画单位球面 shading interp %采用插补明暗处理 hold on,mesh(X,Y,Z),colormap(hot),hold off%采用hot色图 hidden off %产生透视效果 axis equal,axis off %不显示坐标轴
MATLAB三维图形绘制
说明：当只有参数z时，以z矩阵的行下标作为x坐标轴，把z
的列下标当作y坐标轴；x、y分别为x、y坐标轴的自变量；
当有x、y、z参数时，c是指定各点的用色矩阵，当c省略时
默认用色矩阵是z的数据。如果x、y、z、c四个参数都有，
则应该都是维数相同的矩阵。
.
3
3. 三维曲面图
语法：
surf (z)
%画三维曲面图
3.7000 8.1000 0.6000
1.5000 7.7000 -4.5000]
>>bar(x,y)
%画条形图
>>bar3(x,y) %画三维条形图
图4.23 (a) 条形. 图
(b) 三维条形图
14
二、直方图
语法：
分段的个数, 默认为10
hist(y,m) %统计每段的元素个数并画出直方图
hist(y,x) % x是向量，用于指定所分每个数据段
【例】使用几种绘制离散数据的命令来显示 ye2xsin(x) 的离散数据。
五、等高线图
语法：
contour3(Z,n)
%绘制Z矩阵的三维等高线
contour(x,y,z,n)
%绘制以x和y指定x、y坐标的二维等高线
说明：n为等高线的条数，省略时为自动条数。
.
17
x=0:0.1:2*pi; y=sin(x).*exp(-2*x); subplot(3,1,1) stem(x,y,'filled') subplot(3,1,2) stairs(x,y) subplot(3,1,3) scatter(x,y)
.
24
【上例续】使用消息框显示当阻尼系数大于1时的警告信 息，如图所示。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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x=-2.9:0.2:2.9;y=exp(-x.*x);bar(x,y);
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0.9ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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矢量图 x=0:0.1*pi:2*pi;y=x.*sin(x);feather(x,y)
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函数图形绘制 lim=[0,2*pi,-1,1];fplot(‘[sin(x),cos(x)]’,lim)
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柄状图
x=[2,4,6,8];pie(x)
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或用矩阵形式：x=0:pi/15:2*pi;Y=[sin(x);cos(x)];plot(x,Y)
多重图的另一种画法是利用hold命令，在已画好的图 形上，若设置hold on,MATLAB将把新的plot命令产生的 图形画在原来的图形上，而命令pold off将结束这个过程
x=0:pi/15:2*pi;y=sin(x);plot(x,y)
hold on,z=cos(x);plot(x,z)
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w=sin(2*x);plot(x,w),hold off 0.6 0.4
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7
3线型和颜色
MATLAB对曲线的线形和颜色有许多选择，标注的方法 是在每一对数组后加一个字符参数，说明如下：
线型 方式：
“-”实线；
颜色：
“：”虚线；
“-.”点划线；
“--”波折线；
“.”圆点；
“+”加号；
“x”打叉；
“*”星号；
“o”圆。
可编辑ppt
“y”黄色； “r”红色； “g”绿色； “b”蓝色； “w”白色； “k”黑色； “m”紫色； “c”青色。
8
x=0:pi/15:2*pi; y1=sin(x); y2=cos(x); y3=sin(2*x);
z1=cosh(x);plot(x,z1,’mo’)
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5 一些特殊的二维图形函数 特殊坐标系下的二维图形函数
名称
说明
Semilogx semilogy polar
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1
图形功能
一、2维图形 1 基本形式
二 维 图 形 的 基 本 命 令 为 plot ， 它 的 基 本 用 法 是 plot(x,y)。若x,y是两个维数相同的向量，这一命令实现将 个向量的对应元素作为x—y平面直角坐标系下的点的坐标，
依次将相邻点用直线连接得到的折线图，系统自动为图形 添加有刻度的边框。
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x=0:pi/15:2*pi;y=sin(x);plot(x,y)
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A=[1,2,0,4;5,8,7,8;9,0,11,12;2,3,5,1;3,5,7,8;1,4,2,6 ];plot(A)
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5
2多重图 可用多个向量对在同一幅图上画多条线，使用命令 plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)：
x=0:pi/15:2*pi;y1=sin(x);y2=cos(x);plot(x,y1,x,y2)
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以x,y坐标为对数坐标 极坐标
常见 的特 殊二 维图 形函 数
名称 bar feathar fplot pie
说明 条形图 矢量图 函数绘图 柄状图
stairs
可编辑ppt 阶梯图
12
对数坐标系下函数图形 x=1:0.1*pi:2*pi;y=sin(x);semilogx(x,y,’-*’)
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y4=2*cos(x);
plot(x,y1,’r+-’,x,y2,’y*:’,x,y3,’b-
.o’,x,y4,’k-.’)
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4 多幅图形
可以在同一画面上建立几个坐标系，用subplot(m,n，p)命 令把一个平面分成 m×n个图形区域，p代表当前区域号， 在每个区域中画一个图，如：
若x,y是两个行、列分别相同的矩阵，则将它们各对
应列作为一对向量画出一条折线，从而得到多条折线图。
当构成折线的直线段数增加，线段很短时，视觉中折线就
成为曲线。
可编辑ppt
2
y=[0,0.58,0.7,0.95,0.83,0.25],plot(y)
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0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1 100
可编辑ppt
11301
极坐标系下函数图形
x=0:0.01*pi:4*pi;y=sin(x/2)+x;polar(x,y,’-’)
90 12.5664
120
60
150
6.2832
30
180
0
210
330
240
300
可编辑ppt
14
270
t=0:0.01:2*pi;y=abs(sin((2*t)).*cos((2*t)));polar(t,y);
90 0.5
120
60
0.375
150
0.25
30
0.125
180
0
210
240 可编2辑70ppt
330
300
15
条形图 x=1:10; y=rand(10,1); bar(x,y)
1
clear;
z=cos(x);plot(x,z,’b:’)
x=-pi/2:pi/20:pi/2;
subplot(2,2,3);
subplot(2,2,1);
y1=sinh(x);plot(x,y1,’k+’)
y=sin(x);plot(x,y,’r-*’); subplot(2,2,4);
subplot(2,2,2);