初阶绘图

前言
一、基础绘图
- 1.plot() 绘制二维线图
- 2.legend()添加图例
- 3.title()和*label()添加标题与坐标轴
- 4.text()和annotation()增加注解
二、更改图像属性
- 1.获取图像的相关 handle
- 2.设置数轴的字体与刻度
- 3.更改线条属性
- 4.描点属性
- 5.多图
- 6.图像个性化操作
- 7.保存图像

前言

【台大郭彦甫】PPT链接：https://pan.baidu.com/s/1VXdy3HCBPexMK0csyehiZA 提取码：2io1
matlab官方帮助文档：https://ww2.mathworks.cn/help/

一、基础绘图

1.plot() 绘制二维线图

plot()

plot(x,y)：如果 X 和 Y 都是向量，则它们的长度必须相同，plot 函数绘制 Y 对 X 的图；
plot(y)：横坐标为1.2.3…

plot(cos(0:pi/20:2*pi))

plot(X,Y,LineSpec) 设置线型、标记符号和颜色。例如'--or' 是带有圆形标记的红色虚线。

hold 保留当前坐标区中的绘图
hold on保留；hold off 关闭此功能

eg.

hold on
plot(cos(0:pi/20:2*pi));
plot(sin(0:pi/20:2*pi));
hold off

2.legend()添加图例

eg.

x=0:0.5:4*pi;
y=sin(x);
h=cos(x);
w=1./(1+exp(-x));
g=(1/(2*pi*2)^0.5).*exp((-1.*(x-2*pi).^2)./(2*2^2));
plot(x,y,'bd-',x,h,'gp:',x,w,'ro-',x,g,'c^-')

legend()
参数内容与画图时 plot() 的参数内容一一对应

legend('sin(x)','cos(x)','Sigmoid','Gaussfunction');

3.title()和*label()添加标题与坐标轴

title() 添加标题
xlabel()、ylabel()、zlabel()为 x y z 轴添加题注；
\pi=Π e^{-x}

eg.

x = 0:0.1:2*pi;
y1 = sin(x);
y2 = exp(-x);
plot(x, y1, '--*', x, y2, ':o');
xlabel('t = 0 to 2\pi');
ylabel('values of sin(t) and e^{-x}');
title('Function Plots of sin(t) and e^{-x}');
legend('sin(t)','e^{-x}');

4.text()和annotation()增加注解

line绘制基本线条. 在课件的这段代码中，line() 的第一个参数是 x 坐标，第二个参数是 y 坐标. 按照这两个向量连线画图；其实效果与plot差不多，基本的使用也与plot一样
text() 向数据点添加文本说明
text(x,y,txt) 前两个参数是说明在图中的起始位置
annotation(lineType, x, y) 创建一个在当前图窗中的两个点之间延伸的线条或箭头注释
将 lineType 指定为 line(线条)、arrow(箭头) 或 doublearrow(双向箭头).
将 x 和 y 分别指定为 [x_begin, x_end] 和 [y_begin, y_end] 形式的二元素向量.

eg.

x = linspace(0,3);
y = x.^2.*sin(x);
plot(x,y);
line([2,2],[0,2^2*sin(2)]);
str = '$$ \int_{0}^{2} x^2\sin(x) dx $$';
text(0.25,2.5,str,'Interpreter','latex');
annotation('arrow','X',[0.32,0.5],'Y',[0.6,0.4]);

text()中第3个参数是 latex 语句字符串，后两个是使用 latex 语法添加说明时的固有格式。

练习
linspace是Matlab中的一个指令，用于产生x1,x2之间的N点行矢量。其中x1、x2、N分别为起始值、中止值、元素个数。若缺省N，默认点数为100。

t = linspace(1,2);
f = t.^2;
g = sin(2*pi*t);
p = plot(t,f,'b',t,g,'ro');
xlabel('Time(ms)');
ylabel('f(t)');
title('Mini Assignment #1');
legend({'t^{2}' ,'sin(2\pi t)'},'location','best');

二、更改图像属性

Tick为坐标轴的标识间隔的小线段

先认识图像：
绘图物件有：Figure Axes Line 三个 Object

eg.

x = linspace(0, 2*pi, 1000);y = sin(x);
plot(x,y);set(gcf, 'Color', [1 1 1]);

可以通过”编辑-图窗属性“查看属性名称、属性值等

1.获取图像的相关 handle

handle即id number

h = plot(x,y)

上述代码为画出图形，并把图形 Line 的 handle赋值为h (类似于file id)，以后便可以通过 h 来改变 Line 的一些属性； gcf、gca为Figure(图像)和Axes(数轴)固定的id

eg.

x = linspace(0, 2*pi, 1000);
y = sin(x);
h = plot(x,y);
get(h)

get(gca)

上述代码使用get(h)返回sin函数曲线的各属性值；get(gca)返回坐标轴的各属性值

2.设置数轴的字体与刻度

set()设置图形对象属性;

eg.设置刻度范围

set(gca,'XLim', [0, 2*pi]);
set(gca,'YLim', [-1.2, 1.2]);

xlim()设置或查询 x 坐标轴范围，可以达到上面代码同样的效果。

xlim([0, 2*pi]);
ylim([-1.2, 1.2]);

eg.设置字体

set(gca,'FontSize', 25);

eg.设置坐标轴刻度及刻度标签
XTick为x轴的小竖线；XTickLabel为x轴竖线下的数值

set(gca,'XTick', 0:pi/2:2*pi);
set(gca,'XTickLabel', 0:90:360);

想要数轴上显示Π标志，课程中使用如下方法：

但提到的 Symbol 字体，现有的matlab不再支持。因此换为如下：

set(gca,'XTick', 0:pi/2:2*pi);
set(gca,'XTickLabel', {'0','\pi/2','\pi','3\pi/2','2\pi'});

3.更改线条属性

设置线条的格式、宽度、颜色

set(h,'LineStyle','-.','LineWidth',7.0,'Color','g');

也可以在画图的时候直接设置，如下：

plot(x,y,'-.g','LineWidth',7.0);

delete(h)将画好的图形清除；

delete(h);

使用圆点法画图

 x = linspace(-2*pi,2*pi);y1 = sin(x);y2 = cos(x);p = plot(x,y1,x,y2);

更改属性

p(1).LineWidth = 2;
p(2).Marker = '*';

4.描点属性

练习

t = linspace(1,2);
f = t.^2;
g = sin(2*pi*t);
p = plot(t,f,'b',t,g,'ro');
legend({'t^{2}','sin(2\pi t)','location','best'});
title('Mini Assingment #1');
xlabel('Time(ms)');
ylabel('f(t)');

p(1).Color='k';
p(1).LineWidth=3;
p(2).MarkerEdgeColor='m';
p(2).MarkerFaceColor='#7E2F8E';
p(2).MarkerSize=4;
g=gca;
g.FontSize=15;

5.多图

多个窗口多个图像
figure创建两个视窗

eg.

x = -10:0.1:10;
y1 = x.^2-8;
y2 = exp(x);
figure,plot(x,y1);
figure,plot(x,y2);

需要注意的是：再画完多图后，调用gcf/gca操作时，只作用在最新窗口的图像上，如上代码为Figure2是最新窗口。

一个窗口多个图像
subplot(m,n,1)表示m行n列并从1开始指定坐标区

eg.连接3、4两个位置画一个长图：

subplot(2,2,1);
x = linspace(-3.8,3.8);
y_cos = cos(x);
plot(x,y_cos);
title('Subplot 1: Cosine')subplot(2,2,2);
y_poly = 1 - x.^2./2 + x.^4./24;
plot(x,y_poly,'g');
title('Subplot 2: Polynomial')subplot(2,2,[3,4]);
plot(x,y_cos,'b',x,y_poly,'g');
title('Subplot 3 and 4: Both')

6.图像个性化操作

axis normal：自动调整轴的纵横比和数据单元的相对缩放比例
axis square：使当前区域为正方形
axis equal：设置纵横比，使各个方向上的数据单位相同
axis equal tight：将轴限制设置为数据范围

eg.

t = 0:0.1:2*pi;
x = 3*cos(t);
y = sin(t);
subplot(2,2,1);plot(x,y);axis normal
subplot(2,2,2);plot(x,y);axis square
subplot(2,2,3);plot(x,y);axis equal
subplot(2,2,4);plot(x,y);axis equal tight

grid on /off显示或隐藏坐标区网格线
box on /off显示或隐藏坐标区轮廓
axis on /off显示或隐藏坐标区的线条和背景

eg.上面案例中最后一个关掉坐标轴及背景

axis off

7.保存图像

saveas(fig,filename)使用指定的文件格式创建文件。
如果需要高解析度的图片，使用print()函数。

eg.

x = [2 4 7 2 4 5 2 5 1 4];
bar(x);
saveas(gcf,'Barchart.png')

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