2017年11月8日,第1页,第8章 MATLAB 绘图,MATLAB R2010a 基础教程 清华大学出版社,教学目标教学重点教学内容,2017年11月8日,第2页,教学目标,了解 MATLAB 的图形窗口掌握 MATLAB 基本二维图形、三维图形的绘制，及图形的基本操作掌握 MATLAB 特殊图形的绘制，如柱状图、饼状图掌握图形注释的添加及管理了解三维图形的视点控制及颜色、光照控制,2017年11月8日,第3页,教学重点,MATLAB 基本二维图形、三维图形的绘制，及图形的基本操作MATLAB 特殊图形的绘制，如柱状图、饼状图,2017年11月8日,第4页,教学内容,MATLAB 图形窗口基本图形的绘制 特殊图形的绘制 图形注释 三维图形的高级控制 应用实例 地理数据可视化,2017年11月8日,第5页,MATLAB 图形窗口,图形窗口的创建与控制 图形窗口的菜单栏 图形窗口的工具栏,2017年11月8日,第6页,图形窗口的创建与控制创建,figure，创建图形窗口；figure(PropertyName,PropertyValue,.)，按照指定的属性创建图形窗口；figure(h)，如果句柄 h 对应的窗口已经存在，在该命令使得该图形窗口为当前窗口；如果不存在，则创建以 h 为句柄的窗口；h = figure(.)，返回图形窗口的句柄。在命令窗口中输入命令“figure”，按下回车，生成的图形窗口如图所示。,2017年11月8日,第7页,图形窗口的控制,创建图形窗口后，用户可以对其属性进行编辑。编辑图形的属性可以通过两种方式进行：通过属性编辑器通过 set 函数在图形窗口中，选择 view 菜单中的 Porperty Editor 选项，激活属性编辑器，如图所示。在该窗口中可以设置标题、颜色表等属性。若要对更多属性进行设置，可以点击 More Properties，如图所示。,2017年11月8日,第8页,除此之外，还可以通过 get 函数和 set 函数对图形窗口的属性进行查看和编辑。get 函数的调用格式为：get(h)，返回由句柄 h 指定的图形窗口的所有属性值；get(h,PropertyName)，返回属性 PropertyName 的值； = get(H,)，其中 H 为句柄数组， 为由属性名称构成的单元数组，返回值为单元数组。a = get(h)，返回一个结构体，结构体的域名为属性名称，值为对应属性的当前值。a = get(0,Factory)，返回图形窗口所有属性的出厂设置；a = get(0,FactoryObjectTypePropertyName)，返回指定属性的出厂设置；a = get(h,Default)，返回指定图形窗口的默认属性设置；a = get(h,DefaultObjectTypePropertyName)，返回指定属性的默认设置。,2017年11月8日,第9页,set 函数用于设置对象的属性。该函数的调用格式为：set(H,PropertyName,PropertyValue,.)，设置由 H 指定的窗口的属性 PropertyName 值为 PropertyValue。H 可以为向量，此时将 H 中指定的所有窗口的 PropertyName 属性设置为 PropertyValue。set(H,a)，其中 a 是一个结构体，其域名为属性名称，值为对应属性的设置值。该语句设置 H 指定的窗口属性为 a。set(H,pn,pv.)，其中 pn 和 pv 是单元数组，pn 用于指定属性名称，pv 用于指定属性值，该语句设置 H 指定的所有窗口中，由 pn 指定的属性，值为 pv 中的相应值。set(H,pn,)，与上面的语句不同，该语句的第三个参数为一个 mn 单元数组，其中 m = length(H)，n 为 pn 中包含的属性数目。该语句设置 H 指定的窗口中的属性，其值为单元数组中的指定值。a= set(h)，该语句返回 h 指定的窗口中用户可以设置的属性及相应的可选值，返回值 a 是一个结构体，a 的域名为属性名，域值为相应的可选值。a= set(0,FactoryObjectTypePropertyName)，返回指定属性的可选值。a= set(h,Default)，返回对 h 指定的对象设置的默认值。a= set(h,DefaultObjectTypePropertyName)，返回指定对象类型的指定属性的可选值。 = set(h,PropertyName)，返回指定属性名的可选值，如果值为字符串，则返回结果为单元数组，否则返回空的单元数组,2017年11月8日,第10页,图形窗口的菜单栏File 菜单,File 菜单与 Windows 系统的其他菜单类似，包括“新建”、“保存”、“打开”等命令。New：新建。可以新建 M 文件（M-File），图形窗口（Figure）、变量（Variable）或图形用户接口（GUI）。新建对象时，系统自动打开相应的编辑器。Open：打开已有文件。Close：关闭当前窗口。Save：保存。Save As：另存为。Import Data：导入数据。Save Workspace As：将图形窗口的数据存储为二进制文件。Preferences：设置窗口风格。Generate M-File：生成 M 文件。该命令可以将当前图形窗口中的图形自动转化为 M 文件。 Export Setup：导出设置。可以设置颜色、字体、大小等，可以将图像以多种格式导出，如 emf、bmp、jpg、pdf 等Page Setup：页面设置。Print Setup：打印设置。Print Preview：打印预览。Print：打印。打开打印对话框。,2017年11月8日,第11页,Edit 菜单,Edit 菜单Copy Options：将图形复制到剪切板；Figure Properties，点击该选项，弹出窗口如图所示。在该窗口中可以设置图形的属性，包括图形窗口的标题、颜色映射表、图形彩色等，另外，点击“More Properties”可以设置更多属性，点击“Export Setup”可以设置图像导出属性。Axes Properties，点击该选项弹出窗口如图所示。在该窗口中可以设置图形坐标系的属性，包括标题、坐标轴标记、范围等。Current Object Properties，设置当前对象的属性，即图形中当前选中的对象，包括坐标轴、曲线、图形等。Color Map，用于设置图形的颜色表,2017年11月8日,第12页,Insert 菜单,在图像中插入对象，如箭头、直线、椭圆、长方形、坐标轴等。Insert 中的选项及对应的功能如表所示：,2017年11月8日,第13页,Tools 菜单,Tools 菜单包括一些常用图形工具如：平移、旋转、缩放、视点控制等。另外，Tools 菜单包含了两个数据分析工具：Basic fitting 工具和 Data Statistics 工具，用于对图像中的数据进行基本的分析和拟合等。,2017年11月8日,第14页,图形窗口的工具栏,2017年11月8日,第15页,基本图形的绘制,二维图形的绘制 三维图形的绘制 图形的其他操作,2017年11月8日,第16页,二维图形的绘制,2017年11月8日,第17页,plot 函数,plot 函数的调用格式为： plot(Y)plot(X1,Y1,.)plot(X1,Y1,LineSpec,.)plot(.,PropertyName,PropertyValue,.)plot(axes_handle,.)h = plot(.)hlines = plot(v6,.),2017年11月8日,第18页,plot 函数,plot(Y) 该命令中的 Y 可以是向量、实数矩阵或复数向量。如果 Y 是向量，则以向量的索引为横坐标，以向量元素值为纵坐标绘制图形，以直线段顺序连接各点；如果 Y 是矩阵，则绘制 Y 的各列；如果 Y 是复向量，则以复数的实部为横坐标，虚部为纵坐标绘制图形，即 plot(Y) 相当于 plot(real(Y),imag(Y)，而在其他的绘图格式中复数的虚部会被忽略。,2017年11月8日,第19页,plot 函数,plot(x,y) 该命令中的 x 和 y 可以为向量和矩阵，当和的结构不同时，有不同的绘制方式。x、y 均为 n 维向量时，以 x 的元素为横坐标，y 的元素为纵坐标绘制图形。x 为 n 维向量，y 为 mn 或 nm 矩阵时，以 x 的元素为横坐标，绘制 y 的 m 个 n 维向量。x、y 均为 mn 矩阵时，以 x 的各列为横坐标，y 的对应列为纵坐标绘制图形。下面继续应用上一节的例子，对该命令进行介绍。,2017年11月8日,第20页,plot 函数,plot(x,y,LineSpec)该命令中加入了 LineSpec 参数，用于对图像外观的控制，包括线条的形状、颜色和点的形状、颜色。该参数的常用设置选项如表所示。,2017年11月8日,第21页,三维图形的绘制,三维图形包括：三维曲线图：plot3三维曲面图： mesh 和surf,2017年11月8日,第22页,Plot3 函数,MATLAB 中，plot3用于绘制三维曲线。该函数调用的基本格式为：plot3(X,Y,Z)，其中 X、Y、Z 为向量或矩阵。当 X、Y、Z 为长度相同的向量时，该命令将绘制一条分别以向量 X、Y、Z 为、坐标的空间曲线；当 X、Y、Z 为矩阵时，该命令以每个矩阵的对应列为、坐标绘制出条空间曲线。plot3(X1,Y1,Z1,LineSpec)，通过 LineSpec 指定曲线和点的属性，LineSpec 的取值与上一节介绍的相同。plot3(.,PropertyName,PropertyValue,.)，利用指定的属性绘制图形。h = plot3(.)，绘制图形并返回图形句柄，h 为一个列向量，每个元素对应图像中每个对象的句柄。,2017年11月8日,第23页,mesh 函数和 surf 函数,mesh 命令可以绘制出在某一区间内完整的网格曲面，surf 函数可以绘制三维曲面图。这两个函数的调用格式基本相同，如下：mesh(X,Y,Z)，surf (X,Y,Z)绘制出一个网格图（曲面图），图像的颜色由 Z 确定，即图像的颜色与高度成正比。如果函数参数中，X 和 Y 是向量，length(X) = n，length(Y) = m，size(Z) = m,n，则绘制的图形中，(X(j), Y(i), Z(i,j) 为图像中的各个节点。mesh(Z)，surf (Z)以 Z 的元素为 z 坐标，元素对应的矩阵行和列分别为 x 坐标和 y 坐标，绘制图像。mesh(.,C)，surf(.,C)其中 C 为矩阵。绘制出图像的颜色由 C 指定。MATLAB 对 C 进行线性变换，得到颜色映射表。如果 X，Y，Z 为矩阵，则矩阵维数应该与 C 相同。,2017年11月8日,第24页,图形的其他操作,图形保持 图形子窗口 坐标轴控制,2017年11月8日,第25页,图形保持,当采用绘图命令，MATLAB 默认在当前图形窗口中绘制图像，如果不存在图形窗口，则新建一个图形窗口。此时，如果该窗口中已经存在图像，则将其清除，绘制新的图像。如果要保持原有图像，并且在原图像中添加新的内容，可以使用 hold 命令。该命令的用法为：hold on：打开图形保持功能；hold off：关闭图形保持功能；hold all：当利用函数 ColorOrder 和函数 LineStyleOrder 设置线型和颜色列表时，该命令用于打开图形保持功能，并保持当前的属性。关闭图形保持时，下一条绘图命令将回到列表的开始处，打开图形保持时，将从当前位置继续循环；hold：改变当前的图形保持状态，在打开和关闭中间切换；hold(axes_handle,.)：对指定坐标系进行操作。,