第5章 数据和函数的可视化
5．1 可视化的一般步骤
绘制二维、三维图形的一般步骤
步 骤
典 型 指 令
1
曲线数据准备
● 先取一个参变量采样向量
● 然后计算各坐标数据向量
T=pi*（0：100）/100；
X=f1（t）；y=f2（t）；z=f3（t）；
三维曲面数据
● 产生自变量采样向量
● 产生自变量“格点”矩阵
● 计算自变量“格点”矩阵相应的函数矩阵
x=x1:dx:x2;
y=y1:dy:y2;
[X,Y]=meshgrid(x,y);
Z=f(X,Y);
2 选定图形窗及子图位置
● 缺省时，打开Figure N0. 1，或当前窗、当前子图
● 可用指令指定图形窗口和子图号
figure（1）
subplot（2，2，3）
3
调用三维曲线绘图指令：
线型、色彩、数据点
plot(x,y,’r:’)
plot3(x,y,z.’b-‘)
调用三维曲面绘图指令
mesh(X,Y,Z)
5
设置轴的范围、坐标分格线
axis([x1,x2,y1,y2])
axis([x1,x2,y1,y2,z1,z2])
grid on
6
图形注释：
图名、坐标名、图例、文字说明
title（‘调制波形’）
xlabel（‘t’）；ylabel（‘y’）
legend （‘sin（t）’，‘sin（t）sin（9t）’）
text（2，0.5，’y=sin(t)sin(9t)’）
7
着色、明暗、灯光、材质处理（仅对三维图形使用）
Colormap，shading，liht，material
8
视点、三度（横、纵、高）比
（仅对三维图形使用）
view，aspect
9
图形的精细修饰（图柄操作）：
● 利用对象属性值设置
● 利用图形窗工具条进行
get
set
5．2 二维曲线绘图的基本操作
5．2．1 plot 基本调用格式
（1） plot（X，‘s’）
● X是实向量时，以该向量的下标为横坐标、元素值为纵坐标画出一条连续曲线。
● X是实矩阵时，按列绘制每列元素值相对应其下标的曲线，图中曲线数等于X阵列数。
● S是用来指定线型、色彩、数据点形的选项字符串。
S 可为 LineWidth，MarkerEdgeColor，MarkerFaceColor，
MarkerSize
（2） plot（X，Y，‘s’）
● X，Y是同维向量时，绘制以X，Y元素为横、纵坐标的曲线。
● X，Y是同维矩阵时，以X，Y对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。
（3） plot（X1，Y1，‘s1’，X2，Y2，‘s2’，…）
5．3 曲线的色彩、线型和数据点
一. 色彩和线型
线型
符号
–
:
–.
––.
含义
实线
虚线
点划线
双点划线
色彩
符号
b
g
r
c
m
y
k
w
含义
蓝
绿
红
青
品红
黄
黑
白
二. 数据点形
符号
含义
符号
含义
.
实心黑点
d
菱形符
+
十字符
h
六角星符
*
八字符
o
空心圆圈
^
朝上三角符
p
五角星符
<
朝左三角符
s
方块符
>
朝又三角符
x
叉字符
v
朝下三角符
【例】用图形表示连续调制波形
及其包络线。
t=(0:pi/100:pi)';
y1=sin(t)*[1,-1];
y2=sin(t).*sin(9*t);
t3=pi*(0:9)/9;
y3=sin(t3).*sin(9*t3);plot(t,y1,'r:',t,y2,'b',t3,y3,'bo')
axis([0,pi,-0.5,0.5])
figure(2);
x=-pi:pi/10:pi;
y=tan(sin(x)-sin(tan(x)));
plot(x,y,'r--s','LineWidth',3,'MarkerEdgeColor',.....
'b','MarkerFaceColor','k','MarkerSize',10)
axis tight
y3=sin(t3).*sin(9*t3);
plot(t,y1,’r:’,’LineWidth’,3,’MarkerEdgeColor’,……
’b’,’MarkerFaceColor’,’k’,’MarkerSize’,15,t,y2,’b’,t3,y3,’bo’)
5．4 坐标、刻度和分格线控制
一． 坐标控制 axis
常用的坐标控制指令axis
坐标轴控制方式、取向和范围
坐标轴的高宽比
指令
含义
指令
含义
axis auto
使用缺省值
axis equal
纵、横轴采用等长刻度
axis manual
使当前坐标范围不变
axis fill
在manual 方式下起作用，使坐标充满这个绘图区
axis off
取消轴背景
axis image
纵、横轴采用等长刻度，且坐标框紧帖数据范围
axis on
使用轴背景
axis normal
缺省矩形坐标系
axis square
产生正方形坐标系
axis ij
矩阵式坐标，原点在左上方
axis tight
把数据范围直接设为坐标范围
axis xy
普通直角坐标，原点在左下方
axis vis3d
保持高宽比不变，用于三维旋转时避免图形大小变化
axis（V），V=[x1，x2，y1，y2]；V=[x1，x2，y1，y2，z1，z2]，坐标范围设定向量V中的元素必须服从：x10.05));ts=max(tt);
plot(t,y,'r-','LineWidth',3)
axis([-inf,6*pi,0.6,inf])
set(gca,'Xtick',[2*pi,4*pi,6*pi],'Ytick',[0.95,1,1.05,max(y)])
grid on
title('\it y = 1 - e^{ -\alphat}cos{\omegat}')
text(13.5,1.2,'\fontsize{12}{\alpha}=0.3')
text(13.5,1.1,'\fontsize{12}{\omega}=0.7')
hold on;plot(ts,0.95,'bo','MarkerSize',10);hold off
cell_string{1}='\fontsize{12}\uparrow';
cell_string{2}='\fontsize{16} \fontname{隶书}镇定时间';
cell_string{3}='\fontsize{6} ';
cell_string{4}=['\fontsize{14}\rmt_{s} = ' num2str(ts)];
text(ts,0.85,cell_string)
xlabel('\fontsize{14} \bft \rightarrow')
ylabel('\fontsize{14} \bfy \rightarrow')
五． 多次叠绘、双纵坐标和多子图
一． 多次叠绘
【例】利用hold绘制多个曲线。
t=2*pi*(0:20)/20;y=cos(t).*exp(-0.4*t);
plot(t,y,’r’);
hold on;
t=2*pi*(0:20)/20;y1=sin(t).*exp(-0.4*t);
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