matlab学习笔记--图形处理

2024-02-02 10:58

本文主要是介绍matlab学习笔记--图形处理,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

1、二维图形的绘制

1、数据绘图命令-plot
①plot(y) 当y为向量时,以y的分量为纵坐标,以元素序号为横坐标,用直线依次连接数据点,绘制曲线。若y为实数矩阵,按列绘制每一列所对应的曲线,图中曲线数等于矩阵的列数。
②plot(x,y) 若y和x为同维向量,以x为横坐标,以y为纵坐标绘制连线图。若x是向量,y是行数或列数与x的长度相等的矩阵,则绘制多条不同色彩的连线图,x被作为这些曲线的共同坐标。若x和y是同型的矩阵,则以x和y的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。
③plot(x,y1,x,y2,…) 以公共的x元素为横坐标,以y1,y2,y3,…元素为纵坐标值绘制多条曲线。
例1.画出一条正弦曲线和一条余弦曲线。

       >>x=0:pi/10:2*pi;   %构造向量>>y1=sin(x);           %构造对应的y1坐标>>y2=cos(x);          %构造对应的y2坐标>>plot(x,y1,x,y2)    %画出一个以x为横坐标,y1,y2为纵坐标的图形 

指出:
①构造向量采用了所谓的冒号法,格式为
向量名=初值:步长:终值 %步长为1时可以省略。
②plot是针对向量或矩阵的列来绘制曲线的,也就是说,使用plot之前必须首先定义好曲线上每一点的x坐标和y坐标。
③在上述的格式中,x和y都可以是表达式。
④如果自变量的间隔取得比较大,光滑的曲线就会显示出折线的本来面貌。

2、函数绘图命令
[1]解析函数绘图命令fplot
使用格式:
fplot(‘fun’,lims,’s’,tol)
其中,
①用单引号界定的输入参数fun,是解析函数字符串表达式、内联函数或m-函数文件名。fun可以是一个函数,也可以是元素是函数的向量。
②输入参数lims规定了绘图区间,lims=[a,b,c,d]表示,自变量x和函数y的取值范围分别是x∈[a,b],y∈[c,d]。通常c,d被省略。
③输入参数s用于修饰曲线,后面介绍。
④输入参数tol规定函数取值的相对误差,常省略。默认2e-3。
⑤fun是函数向量时,绘出的几条曲线的取值区间和线型是相同的。
eg:绘制函数f(x)=cos(tan(πx))的曲线。
解:

>> fplot('cos(tan(pi*x))',[-0.4,1.4])

指出:
①输入该命令的函数表达式是解析式,式中不用数组算法符号(与plot命令不同)。
②fplot函数用于绘制已定义函数在指定的范围内的图像,虽然它与plot相似,也是用描点法画图,但该函数可以根据函数自身的性质自适应地对函数进行采样,能够自动确定曲线变化率大的区段并在此区段进行密集采样。也就是说,画图时x的取值间隔是随函数的曲率自动调节的,曲率大(曲率半径小)处间隔小,曲率小处间隔大。这种自适应地取值使绘制的曲线光滑、美观、可以减少取点的数目的同时更好地反映函数的变化规律。

[2]隐函数绘图命令-ezplot
使用格式:
ezplot(‘func’,lims)
其中
①输入参数’func’可以是字符表达式,内联函数或m-函数文件名。
②输入参数func为一元函数f(x)时,输出y=f(x)的几何图形。这时命令后面可以不用括号和引号。但函数的第一个符号不得是括号,不能加写输入参数lims,默认绘图范围是[-2π,2π]。
③输入参数func是二元函数表达式f(x,y)时,输出方程f(x,y)=0的几何图形,即绘制隐函数曲线。变量的范围由输入参数lims规定,lims=[a,b,c,d]表示x和y的取值范围分别是x∈[a,b],y∈[c,d]。省略[c,d]时默认x、y取值区间相同。
④输入参数func是参数方程
x(t) = 0
y(t) = 0
时,func写成’x(t)’,’y(t)’,按参数方程绘出t∈[a,b]的函数曲线。
⑤输入参数lims规定自变量取值范围,默认范围是x∈[-2π,2π]。
⑥该命令一次只能绘制一条曲线,在绘出函数图形的同时自动在图的上侧加注函数解析式,下侧加注自变量名称,曲线的色型、线型无法控制。
eg:(参数方程)

> ezplot('sin(3*t)*cos(t)','sin(3*t)*sin(t)',[0,pi])

MATLAB绘制的其它图像的例子:
某次考试学生成绩优秀的占8%,良好的占20%,中等的占36%,及格的占24%,不及格的占12%。分别用饼图和条形图表示。
解:

>> x=[8 20 36 24 12];
>> subplot(221);pie(x,[1 0 0 0 1]);
>> title('饼图');
>> subplot(222);bar(x,'group');
>> title('垂直条形图');
>> subplot(223);bar(x,'stack');
>> title('累加值为纵坐标的垂直条形图');
>> subplot(224);barh(x,'group');
>> title('水平条形图');

3、绘图控制命令
(1)曲线控制命令
在使用plot等命令绘制曲线时可以指定曲线的颜色、线型和数据点图标。基本的调用格式为
plot(x,y,’color line-style marker’)
颜色:
b 蓝 m 紫 r 红 w 白 g 绿 k 黑

线型控制符:
- 实线
:点线
-.点划线
--虚线

数据点标记控制符表:
h 六角星
p 五角星
v 下三角
^ 上三角

指出:
①颜色、线型、标记三种属性的符号必须放在同一个字符串内。
②属性的先后顺序没有关系,可以只指定一两个属性,也可以全部缺省,但同种属性不能同时指定两个。
③颜色缺省为蓝色
④点、线标识符缺省为实线
⑤属性间不用间隔。

(2)图形的标注命令
图形标注函数

title(‘…’) : 给图形添加标题
xlabel(‘…’) : 标记横坐标
ylabel(‘…’) : 标记纵坐标
text(x,y,’…’) : 在x,y所定义的位置标注
gtext(’…’) : 该命令提示在鼠标指定位置(光标显示为“+”标注)
axis(xmin xmax ymin ymax) : 指定显示范围
Grid on(/of) : 添加或取消网格线

  >>x=0:pi/10:2*pi;   >>y1=sin(x);        >>y2=cos(x);        >>plot(x,y1,x,y2)   >>grid on                                 %添加网格>>xlabel(‘x轴’)                       %横坐标名>>ylabel(‘y轴’)                       %纵坐标名>>title(‘正弦函数和余弦函数曲线’)       %标题>>text(1.5,0.3,’cos(x)’)           %指定位置标注>>gtext(‘sin(x)’)                      %用鼠标选择位置标注>>axis([0 2*pi -1.2 1.2])         %设置坐标轴的最大最小值

指出:
①标注文字可以使用汉字。
②标注也可以适当设定字符属性增加文本变化,例如

     >>title(‘弦函数曲线’,‘FontName’,’隶书’,’FontSize’,20) 

(3)图形的比较显示命令
默认的情况下,MATLAB每一次使用plot函数进行绘图,都将清除原有的图形,但有时候我们希望后面绘制的图形能和前面所绘制的图形进行比较。此时我们有两种方法,一是采用hold on(/of)命令,在同一个图形窗口中绘制新的图形叠加在原有的图形上。二是采用subplot(n,m,k)命令,将图形窗口分割成几个小窗口,在每个窗口中画出一个图形。

①hold on(/of) 保持绘图命令
②subplot(n,m,k) 将图形窗口分成n行m列个格子,在第k个格子绘图,格子按从上到下依行计数。
         >>x=0:0.2:12;>>plot(x,sin(x),’-’)>>hold on>>plot(x,cos(x),’:’)

二、三维图形的绘制

1、和二维图形相对应,MATLAB提供了一个三维曲 线绘制命令plot3,它的应用和plot类似,只是多了z方向的数据。
绘制一条三维曲线。

     >>clear>>clc>>z=0:pi/50:10*pi;>>x=sin(z);>>y=cos(z);>>plot3(x,y,z)

2、绘制三维曲面的命令则有mesh(x,y,z)或surf(x,y,z)。它们的区别在于,前者绘制出的是一个用网格近似的曲面,后者绘制出的是一个真正表面图。

绘制多峰函数图。
       >>z=peaks(40);>>mesh(z);>>surf(z);

peaks称为多峰函数,常用于三维曲面的演示。

x=-18:0.5:18;y=x';
u=ones(size(y))*x;
v=y*ones(size(x));
r=sqrt(u.^2+v.^2)+eps;
z=sin(r)./r;
mesh(z);
xlabel('x');ylabel('y');
zlebel('z');
x=-18:0.5:18;y=x;  
%产生x,y两个向量
[x,y]=meshgrid(x,y);
%形成二维网格数据
r=sqrt(x.^2+y.^2)+eps;
%加上eps避免当分母r趋向于0时会无法定义
z=sin(r)./r;
%产生z轴数据
surf(x,y,z);

这篇关于matlab学习笔记--图形处理的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/670491

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