MATLAB的图视化功能

1.MATLAB的图视化概论

数据图视化能使人们用视觉器官直接感受到数据的许多内在本质。因此，数据可视化是人们研究科学、认识世界所不可缺少的手段。MATLAB不仅数值计算方面是一个优秀的科技应用软件， 在数据可视化方面也具有上佳表现。

MATLAB具有二维、三维乃至四维的图形表现能力。可以从线型、边界面、色彩、渲染、光线、视角等方面把数据的特征表现出来。

MAT LAB的图视化功能是建立在一组“图形对象”的基础之上的。“图形对象”的核心是图形的句柄(Granhics Handle)操作。

MATLAB的有两个层次的绘图指令：

(1) 底层(Low－leve)绘图指令：是直接对句柄进行操作。

底层绘图指令控制和表现数据图形的能力比高层绘图指令强。特点是灵活多变，较难掌握。

(2) 高层(High－level)绘图指令：建立在底层指令上的绘图指令。

最常用的是高层绘图指令。高层绘图指令简单明了容易掌握，本章介绍高层绘图指令。本章内容按“前易后难”的原则安排。

最常用的二个绘图指令是： plot ;mesh

2. 二维图形

(1) plot函数

以下例子用来体会plot 的基本的绘图原理。

例：绘向量得折线图:

hold on

x=[2.3,4.3,3,4,4.9,1.5,2.8,4.6,5.5];

plot(x)

plot(x,'ro')

注1：plot 绘图的基本素材是二维点组(x　ｉ,y　ｉ)(1=1,2,….n)。

二维点组(x　ｉ,y　ｉ)(1=1,2,….n)的定义形式：

*1) x=[2.3,4.3,3,4,4.9,1.5,2.8,4.6,5.5];

*2) y=0:0.1:5

这种定义方法，默认横坐标是自然数(1，2，3，4…..)

*3) t=0:pi/100:2*pi

x=sin(t)

*4) x=[1.5,2.3,2.8,3,4,4.3,4.6,4.9,5.5];

y=x.^2

这种定义方法，要注意自变量保持升序。自变量与应变量的体积的一致。

注2：plot 绘图的基本原理是依(x　ｉ,y　ｉ)(1=1,2,….n)排列顺序用直线连接。曲线光滑与否与点数相关。

hold off

t=0:pi/3:2*pi;

x=sin(t);

plot(t,x,'r-')

hold on

t=0:pi/5:2*pi;

x=sin(t);

plot(t,x,'b-') (1) 坐标系定制

用于对坐标轴进行管理与控制，如刻度，外观，文字说明等

*1)坐标轴定制指令(axis)

'axis'用于对坐标轴刻度进行管理与控制。指令形式与作用说明如下：

AXIS([XMIN XMAX YMIN YMAX]) 设置 x- and y-axes刻度。

AXIS([XMIN XMAX YMIN YMAX ZMIN ZMAX]) 设置 x- and y-axes和 z-axes刻度。

V = AXIS 返回当前图形行向量的刻度设置[XMIN XMAX YMIN YMAX]或([XMIN XMAX YMIN YMAX ZMIN ZMAX])。

AXIS AUTO 返回刻度设置的系统默认值

AXIS TIGHT 依数据设置刻度

AXIS IJ 设置坐标轴的原点在左上角

AXIS XY 设置坐标轴的原点在左下角

AXIS EQUAL 设置坐标轴的比例因子相等。

AXIS IMAGE AXIS SQUARE AXIS NORMAL

AXIS VIS3D AXIS OFF

AXIS ON

例：

XMIN=1;

XMAX=10;

YMIN=10;

YMAX=100;

AXIS([XMIN XMAX YMIN YMAX])

plot([1,50,3,60,5,20,3])

*2)其它坐标系:polar

例1：polar(THETA, RHO)

t=0:0.1:2*pi;

r=t;

polar(t,r)

例2:对数-对数

t=0:0.1:2*pi;

r=t;

semilogx(t,r)

(2)

(3) 图视效果强化

例：加入格栅；坐标轴标志；文本说明等

clf; hold off

t=linspace(0,pi*3,30);

x=sin(t);

hold on

y=cos(t);

plot(t,x,'r-',t,y,'g-')

grid % 加入格栅

xlabel('x轴')

ylabel('y轴')

title('正弦与余弦曲线')

text(1,0,'正弦') %text(x,y,'正弦')

text(3,0,'余弦')

legend('sin(x)','cos(x)',3)

%LEGEND('string',Pos) places the legend in the specified,

% 0 = Automatic "best" placement (least conflict with data)

% 1 = Upper right-hand corner (default)

% 2 = Upper left-hand corner

% 3 = Lower left-hand corner

% 4 = Lower right-hand corner

% -1 = To the right of the plot

%按鼠表 left mouse button 拖legend到指定的位置

(2) 子图

clf; hold off

t=linspace(0,pi*3,30);

x=sin(exp(t));

subplot (2,2,2) %(n,m,p(0

plot (t,x,'r-')

y=exp(sin(t));

subplot (2,2,3)

plot (t,y,'g-')

(3) 特殊二维图形

例：误差图(errorbar)

clf;x=0:0.1:4;

y=zeros(size(x));e=rand(size(x));

yu=y+e;yd=y-e;

errorbar(x,y,e)

hold on

plot(x,yu,'r-');plot(x,yd,'r-');

(3) 绘图工具 mmaxes prop value…                         修改绘图坐标轴的属性 mmcxy(or)xy—mmcxy                 显示图上鼠标的x－y坐标 mmdraw prop value…                        在图上画直线 rnmfill(x，y，z，c，lb，ub)      填充两条曲线间区域 mmgetxy(N)                                   使用鼠标获取x－y坐标 mmline prop value…                          修改所画线条的属性 mmtile                                                  平铺多图形窗口 mmtext(' optional text')                  在图上放置或拖曳文本 mrnzoom                                              用橡皮框缩放坐标轴 mmzap object                                       使用鼠标删除文本，线型或坐标轴 mmfont prop value                               修改文本字体属性