MATLAB的可视化功能

第4章MATLAB的可视化功能

4.1绘制二维图形4.2绘制三维图形4.3符号函数图形的绘制4.4图形用户界面1编辑课件4.1绘制二维图形4.1.1根本绘图命令4.1.2多个图形绘制的方法4.1.6特殊二维图形4.1.3曲线的线型、颜色和数据点形4.1.4设置坐标轴和文字标注4.1.5特殊坐标二维图形2编辑课件第4章MATLAB的可视化功能

4.1绘制二维图形4.1.1根本绘图命令plot命令是MATLAB中最简单而且使用最广泛的一个绘图命令，用来绘制二维曲线。该命令将各个数据点用直线连接来绘制图形。MATLAB的其它二维绘图命令中的绝大多数是以plot为根底构造的。plot命令翻开一个默认的图形窗口，如果已经存在一个图形窗口，plot命令将刷新当前窗口的图形。3编辑课件plot(x)：绘制以x为纵坐标的二维曲线。

plot(x,y)：绘制以x为横坐标、y为纵坐标的 二维曲线。说明：x和y可以是向量或矩阵plot命令的根本调用格式(1)．用plot(x)命令绘制x向量曲线

当x是长度为n的数值向量，那么坐标系的纵坐标为向量x，横坐标为MATLAB系统根据x向量的元素序号自动生成从1开始的向量。4编辑课件5编辑课件6编辑课件(2)．用plot(x,y)命令绘制向量x和y的曲线当参数x和y都是长度为n的向量时，x,y的长度必须相等，用plot(x,y)命令绘制纵坐标为向量y，横坐标为向量x的曲线。(3)．用plot(x)命令绘制矩阵x的曲线

当x是一个m×n的矩阵，plot(x)命令为矩阵的每列画出一条线，共n条曲线，各曲线自动用不同颜色表示；每条线的横坐标为向量1:m，m是矩阵的行数，绘制方法与向量相同。7编辑课件8编辑课件(4)．用plot(x,y)命令绘制混合式曲线

如果x是向量，而y是矩阵，那么x的长度与矩阵y的行数或列数必须相等，如果x的长度与y的行数相等，那么向量x与矩阵y的每列向量对应一条曲线；如果x的长度与y的列数相等，向量x与矩阵y的每行向量对应一条曲线；如果y是方阵，那么x和y的行数、列数都相等，将向量x与矩阵y的每列向量画一条曲线。如果x是矩阵，而y是向量，那么y的长度必须等于x的行数或列数，绘制方法与前一种相似。如果x和y都是矩阵，那么大小必须相同，矩阵x的每列和y的每列画一条曲线。9编辑课件10编辑课件11编辑课件12编辑课件(5)．用plot(z)命令绘制复向量曲线plot(z)中的参数z为复向量时，plot(z)和plot(real(z),imag(z))是等效的，以实部为横坐标，虚部为纵坐标。(6).用plot(x1,y1,x2,y2,…)命令绘制多条曲线

plot命令还可以同时绘制多条曲线，用多个矩阵对为参数，MATLAB自动以不同的颜色绘制不同曲线。每一对矩阵〔xi,yi〕均按照前面的方式解释，不同的矩阵对之间，其维数可以不同。13编辑课件14编辑课件4.1.2多个图形绘制的方法(1)．指定图形窗口使用figure语句可以同时翻开多个图形窗口，其调用格式为：figure(n)：产生新图形窗口。说明：如果该窗口不存在，那么产生新图形窗口并设置为当前图形窗口，该窗口名为“FigureNo.n〞，而不关闭其他窗口。15编辑课件自动出现第一个窗口在第二个窗口绘图在第三个窗口绘图16编辑课件(2)．同一窗口多个子图subplot命令可将一个图形窗口划分为多个区域，每个区域一幅子图。其调用格式为：subplot(m,n,k)：使幅子图中的第k幅成为当 前图。说明：将图形窗口划分为m×n幅子图，k是当前子图的编号，“，〞可以省略。子图的序号编排原那么是：左上方为第1幅，先向右后向下依次排列，子图彼此之间独立。17编辑课件18编辑课件如果在使用绘图命令之后，想去除图形窗口画其他图形，应使用“clf〞命令清图形窗。该命令的执行结果是原图形窗口还在，但窗口中的图形被去除了。19编辑课件(3)．同一窗口屡次叠绘为了在一个坐标系中增加新的图形对象，可以用“hold〞命令来保存原图形对象。其调用格式为：holdon 使当前坐标系和图形保存holdoff 使当前坐标系和图形不保存hold 在以上两个命令间切换说明：在设置了“holdon〞后，如果画多个图形对象，那么在生成新的图形时保存当前坐标系中存在的图形对象，MATLAB会根据新图形的大小，重新改变坐标系的比例。20编辑课件21编辑课件(4)．双纵坐标图

MATLAB使用plotyy命令可以实现在同一图形中使用左、右双纵轴来绘制曲线。其调用格式为：plotyy(x1,y1,x2,y2)

以左、右不同纵轴绘制两条曲线说明：左纵轴用于(x1,y1)数据，右纵轴用(x2,y2)数据来绘制两条曲线。坐标轴的范围、刻度都自动产生。22编辑课件23编辑课件4.1.3曲线的线型、颜色和数据点形表4-1颜色控制符控制符颜色控制符颜色b蓝色m紫色c青色r红色g绿色w白色k黑色y黄色24编辑课件表4-2线型控制符控制符线型控制符线型-实线（默认）:点连线-.点划线--虚线表4-3数据点形控制符控制符数据点形控制符数据点形控制符数据点形.点d菱形>右三角o圆圈h六角形<左三角*星号p五角星+加号x叉号v下三角s正方形^上三角25编辑课件在plot命令中可以使用上面三个表中的符号组成的字符串来控制所画线的线型、颜色和数据点型。其调用格式如下：

plot(x,y,’s’) 说明：x为横坐标矩阵，y为纵坐标矩阵，s为类型说明字符串参数；s字符串可以是线型、颜色和数据点形3种类型的符号之一，也可以是3种类型符号的组合。26编辑课件说明图形的横纵坐标为t,x,曲线颜色为黑色，线型为点连线，数据点用圆圈标出。27编辑课件28编辑课件4.1.4设置坐标轴和文字标注

(1)．坐标轴的控制

坐标控制命令axis可用来控制坐标的特性，表4-4列出其常用控制命令。表中最常用的命令是:axis([xmin,xmax,ymin,ymax])该命令在使用时应注意，必须满足xmin<xmax,ymin<ymax，这四个数值可以取inf或–inf。29编辑课件30编辑课件(2)．网格线控制

设置或取消网络线需要使用网格线控制命令grid。其调用格式如下：gridon

显示网格线gridoff

不显示网格线grid

在以上两个命令间切换说明：不显示网格线是MATLAB的默认设置。网格线的疏密取决于坐标刻度，如果要改变网格线的疏密，必须先定义坐标刻度。31编辑课件32编辑课件(3).文字标注添加图名title(’字符串’)

书写图名，字符串可 以是英文或中文。添加坐标轴名xlabel(’字符串’)

横坐标轴名ylabel(’字符串’)

纵坐标轴名33编辑课件34编辑课件设置坐标刻度标示set〔gca,’xtick’,标示向量〕 set〔gca,’ytick’,标示向量〕set〔gca,’xticklabel’,’字符串|字符串…’〕set〔gca,’yticklabel’,’字符串|字符串…’〕说明：前两种格式是按照标示向量设置x,y轴的刻度标示，后两种格式是按照字符串设置x,y轴的刻度标示。Gca:Getcurrentaxeshandle35编辑课件36编辑课件添加图例legend(s,pos) 在指定位置建立图例legendoff 擦除当前图中的图例说明：参数s是图例中的文字注释，为字符串。如果多个注释，那么可以用s1,s2,…的方式；参数pos是图例在图上位置的指定符，它的取值如P99表4-5所示。37编辑课件pos取值图例位置0尽量不与数据冲突，自动放置在最佳位置1放置在图形的右上角（默认）2放置在图形的左上角3放置在图形的左下角4放置在图形的右下角-1放置在图形视窗外右边表4-5pos取值所对应的图例位置legend(s,pos)

在指定位置建立图例legendoff

擦除当前图中的图例用legend命令在图形窗口中产生图例后，还可以用鼠标对其进行拖拉操作，将图例拖到满意的位置。38编辑课件39编辑课件40编辑课件添加文字注释text(xt,yt,s) 在图形的〔xt,yt〕坐标 处书写文字注释gtext(s) 用鼠标在特定处标注文 字注释说明：s表示文字注释，为字符串。输入特定的文字〔如希腊字符、数学符号等〕需要用反斜杠〔\〕开头，用法如表4-6所示。41编辑课件表4-6常用特殊字符输入字符显示字符输入字符显示字符输入字符显示字符\piπ\deltaδ\bullet·\alphaα\infty∞\pm±\betaβ\leftarrow

\times×\thetaθ\rightarrow

\div÷\gammaγ\geq≥\approx≈\omegaω\leq≤\neq≠42编辑课件43编辑课件44编辑课件4.1.5特殊坐标二维图形

(1)．对数坐标图形

semilogx(x,y,’参数’)

绘制半对数坐标图形，其x轴取以10为底的对数坐标，y轴为线性坐标。semilogy(x,y,’参数’) 绘制半对数坐标图形，其y轴取以10为底的对数坐标，x轴为线性坐标。loglog(x,y,’参数’)

绘制x,y轴都取以10为底的对数坐标图形。45编辑课件46编辑课件(2)．极坐标图形

polar(theta,radius,’参数’)

:

绘制相角为theta，半径为radius的极坐标图形。

47编辑课件4.1.6特殊二维图形

(1)．条形图

bar(x,y,width,’参数’)：绘制垂直方向的条形图barh(x,y,width,’参数’)：绘制水平方向的条形图说明：x是横坐标向量，省略时默认值是1:m，m为y的向量长度；y是纵坐标，可以是向量或矩阵，当是向量时每个元素对应一个竖条，当是m×n的矩阵时，将画出m组竖条，每组包含n条；width是竖条的宽度，省略时默认宽度是0.8，如果宽度大于1，那么条与条之间将重叠；’参数’有grouped或group〔分组式〕和stacked或stack〔累加式〕，省略时默认为grouped或group。48编辑课件49编辑课件(2).直方图

hist(y,m)统计每段的元素个数,并画出直方图hist(y,x)说明：m是分段的个数，省略时默认为10；x是向量，用于指定所分每个数据段的中间值；y可以是向量或矩阵，如果是矩阵那么按列分段。50编辑课件51编辑课件52编辑课件(3)．饼图

pie(x,explode,{label})

说明：x是向量；explode是与x同长度的向量，用来表示某元素对应的扇形图是否从整个饼图中别离出来，非0元素表示该局部需要别离；{label}是用来标注饼图的字符串数组，假设该数组省略那么默认显示各局部所占总体的百分比。53编辑课件54编辑课件(4)．阶梯图

stairs(x,y)说明：x和y均为向量，该命令绘制以向量x的各个对应元素为横坐标，以y向量的各个对应元素为纵坐标的阶梯图；假设两个向量中的一个省略即只有一个向量，那么表示绘制以该向量的序号为横坐标，以该向量的各个元素为纵坐标的阶梯图55编辑课件56编辑课件57编辑课件58编辑课件4.2绘制三维图形4.2.1根本三维图形plot3(x,y,z,’s’) 绘制三维曲线plot3(x1,y1,z1,’s1’,x2,y2,z2,’s2’,…) 绘制多条三维曲线说明：当x,y,z是同维向量时，那么绘制以x,y,z元素为坐标的三维曲线；当x,y,z是同维矩阵时，那么绘制三维曲线的条数等于矩阵的列数。s是指定线型、颜色、数据点型的字符串。其功能和使用方法类似于绘制二维图形的plot命令。59编辑课件60编辑课件4.2.2三维图形的修饰与控制61编辑课件4.2.3绘制三维网线图和曲面图

三维网线图和曲面图是三维立体图形，MATLAB提供了mesh

命令绘制三维网线图，surf

命令绘制三维曲面图，这两个命令都能用不同的颜色表示不同的高度。三维立体图形的绘制比plot3命令稍微复杂，在数据准备上需要使用meshgrid

命令构成x~y平面上的自变量栅格点阵。62编辑课件(1)．meshgrid命令meshgrid命令是以x,y向量为基准，来产生在x~y平面的栅格点坐标值的矩阵。[X,Y]=meshgrid(x,y)

说明：X,Y是栅格点的坐标，为矩阵；x,y为向量。当两向量取值相同时，可省略一个参数。63编辑课件64编辑课件(2)．三维网线图mesh(z)mesh(x,y,z,c)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的列下标当做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，那么应该都是维数相同的矩阵。65编辑课件66编辑课件(3)．三维曲面图surf(z)或surf(x,y,z,c)67编辑课件4.3符号函数图形的绘制4.3.1fplot命令fplot(f，[xmin,xmax])

说明：该命令用来绘制给定函数在区间[xmin,xmax]内的变化图形，f为一元函数表达式，为字符型数据，不可为符号对象。68编辑课件69编辑课件fplot命令只支持字符定义方式，而不支持符号定义方式。70编辑课件4.3.2ezplot命令fplot命令只能绘制一元函数的图形，而ezplot命令却可以绘制二元函数的图形。其调用格式为：ezplot(f，[xmin,xmax,ymin,ymax]，fig) 绘制符号表达式的图形说明：f符号表达式或字符表达式，假设f=f(x,y)，那么该命令在图形窗口中绘制符号方程f(x,y)=0的图形；[xmin,xmax,ymin,ymax]是绘图的自变量和f取值范围，省略时都默认为[-2π,2π]；fig是指定的图形窗口，省略时默认为当前图形窗口。71编辑课件72编辑课件73编辑课件4.3.3符号函数的其他绘图命令表4-7符号函数的绘图命令命令含义ezplot3画三维曲线ezpolar画极坐标图ezcontour画等高线ezmesh画三维网线图ezmeshc画带等高线的三维网线图ezsurf画三维曲面图ezsurfc画带等高线的三维曲面图74编辑课件常用的图形屏幕控制命令clf：清除当前图形窗口的内容。close：关闭当前图形窗口。closeall：关闭所有的图形窗口。75编辑课件4.4图形用户界面

76编辑课件4.4图形用户界面

MATLAB自身提供了一种图形用户界面〔GraphicalUserInterfaces，GUI〕技术。GUI是由窗口、光标、按钮等对象构成的。通过一定的方法选择、激活这些图形对象，使计算机产生某种动作和变化，实现计算、绘图等功能。77编辑课件4.4.1GUI设计工具

在MATLAB命令窗口调用GUI设计工作台的指令guide。它的调用格式如下：guide翻开空白设计工作台；guideFN翻开装有FN的工作台，FN是已经存在的图形用户界面文件名。78编辑课件79编辑课件常见控件功能：控件名Propertyname功能按钮Pushbutton最常用的控件，用于用户的鼠标单击，按钮上有文字说明其作用切换按钮Togglebutton单击时会进行凹凸状态切换文本框Edittext凹形方框，可随意输入和编辑文字，并显示出来静态文本框Statictext用于显示文字信息，但不接受输入滚动条Slider用图示方式显示数值的大概范围，用户可移动滚动条改变数值列表框Listbox显示下拉文字列表，用户可以从列表中选择弹出式菜单Popupmenu相当于文本框和列表框的组合，用户可以从下拉列表中选择坐标轴Axes用于绘制坐标轴面板Panel作为面板放置其它控件的容器编辑课件用户控制对象的创立建立控制对象并设置根本属性设置对齐方式编写回调程序GUI设计工具集窗口的左侧便是各种类型的控制对象按钮栏。单击要添加的控制对象按钮，在图形窗口中“画出〞所需要的位置和大小即可。例：创立一个图形用户界面，使之包含静态文本、无线电选择开关、双选按键和控制对象区域框四种控制对象。第4章Matlab的图形功能

81编辑课件第4章Matlab的图形功能

82编辑课件第4章Matlab的图形功能

%--------------------------------------------------------------------functionvarargout=radiobutton1_Callback(h,eventdata,handles,varargin)ifget(gcbo,‘value’)%获得当前对象属性值hr1=findobj('Tag','radiobutton1');hr2=findobj('Tag','radiobutton2');ht=findobj('Tag','title')set(ht,'fontangle','normal');s