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作为一个功能强大的工具软件,Matlab具有很强的图形处理功能,提供了大量的二维、三维图形函数。由于系统采用面向对象的技术和丰富的矩阵运算,所以在图形处理方面方便又高效。 一般来说,一个命令行输入一条命令,命令行以回车结束。但一个命令行也可以输入若干条命令,各命令之间以逗号分隔,若前一命令后带有分号,则逗号可以省略。 如果一个命令行很长,一个物理行之内写不下,可以在第一个物理行之后加上3个小黑点并按下回车键,然后接着下一个物理行继续写命令的其他部分。3个小黑点称为续行符,即把下面的物理行看作该行的逻辑继续。 二维图形
一、 plot函数 【例】 在区间0≤X≤2内,绘制正弦曲线y=sin(x)
其程序为: 【例】在0≤x≤2区间内,绘制曲线 y=2e-0.5xcos(4πx)
程序如下:
plot函数最简单的调用格式是只包含一个输入参数: ② 含多个输入参数的plot函数调用格式为: plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)
Ⅰ.当输入参数都为向量时,x1和y1,x2和y2,…,xn和yn分别组成一组向量对,每一组向量对的长度可以不同。每一向量对可以绘制出一条曲线,这样可以在同一坐标内绘制出多条曲线。
【例】同时绘制正、余弦两条曲线y1=sin(x)和
x=0:pi/100:2*pi; 或者 x=[0:0.5:360]*pi/180; plot(x,sin(x),x,cos(x)) 中间变量绘图
t=0:0.1:2*pi;
【例】 分析下列程序绘制的曲线。
③ 具有两个纵坐标标度的图形
【例】用不同标度在同一坐标内绘制曲线
④ 图形保持 【例】采用图形保持,在同一坐标内绘制曲线y1=0.2e-0.5xcos(4πx) 和y2=2e-0.5xcos(πx)。
程序如下:
二、设置曲线样式格式:
调用格式为:plot(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…,xn,yn,选项n)
【例】 用不同线型和颜色重新绘制例2图形,其程序为:
【例】在同一坐标内,分别用不同线型和颜色绘制曲线y1=0.2e-0.5xcos(4πx) 和y2=2e-0.5xcos(πx),标记两曲线交叉点。
三、图形标记 函数中的说明文字,除使用标准的ASCII字符外,还可使用LaTeX格式的控制字符,这样就可以在图形上添加希腊字母、数学符号及公式等内容。例如,text(0.3,0.5,‘sin({\omega}t+{\beta})’)将得到标注效果sin(ωt+β)。
x=0:pi/100:2*pi;
【例】 在坐标范围0≤X≤2π,-2≤Y≤2内重新绘制正弦曲线,其程序为:
四、坐标控制
axis函数的调用格式为:
给坐标加网格线用grid命令来控制。grid on/off命令控制是画还是不画网格线,不带参数的grid命令在两种状态之间进行切换。
五、加图例
【例】 为正弦、余弦曲线增加图例,其程序为:
六、对函数自适应采样的绘图函数 【例】用fplot函数绘制f(x)=cos(tan(πx))的曲线。
命令如下:
七.极坐标图
polar函数用来绘制极坐标图,其调用格式为:
例 绘制r=sin(t)cos(t)的极坐标图,并标记数据点。 1 t=0:pi/50:2*pi; 2 r=sin(t).*cos(t); 3 polar(t,r,'-*');
八. 图形标记
title(‘加图形标题');
绘制三维螺旋曲线 1 t=0:pi/50:10*pi; 2 x=sin(t),y=cos(t); 3 plot3(x,y,t); 4 title('helix'),text(0,0,0,'origin'); 5 xlabel('sin(t)'),ylabel('cos(t)'),zlabel('t'); 6 grid on;%加上虚线网格线可以更好的看到对应区间的值
九.绘制三维网格图。函数格式:mesh(x,y,z,c) 1 %绘制三维网格曲面图 2 x=[0:0.15:2*pi]; 3 y=[0:0.15:2*pi]; 4 z=sin(y')*cos(x); %矩阵相乘 5 mesh(x,y,z);
1 %画出由函数形成的立体网状图: 2 x=linspace(-2, 2, 25); % 在x轴上取25点 3 y=linspace(-2, 2, 25); % 在y轴上取25点 4 [xx,yy]=meshgrid(x,y); % xx和yy都是21x21的矩阵 5 zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值,zz也是21x21的矩阵 6 mesh(xx, yy, zz); % 画出立体网状图
十.surf函数
绘制三维曲面图,各线条之间的补面用颜色填充。surf函数和mesh函数的调用格式一致。 1 % 绘制三维曲面图 2 x=[0:0.15:2*pi]; 3 y=[0:0.15:2*pi]; 4 z=sin(y')*cos(x); %矩阵相乘 5 surf(x,y,z);
1 %剔透玲珑球 2 [X0,Y0,Z0]=sphere(30); %产生单位球面的三维坐标 3 X=2*X0;Y=2*Y0;Z=2*Z0; %产生半径为2的球面的三维坐标,若加上常数则是圆心 4 surf(X0,Y0,Z0); %画单位球面 5 shading interp %采用插补明暗处理 6 hold on; mesh(X,Y,Z);hold off %画外球面 7 hidden off %产生透视效果 8 axis off %不显示坐标轴
1 %卫星返回地球的运动轨线示意。 2 R0=1; %以地球半径为一个单位 3 a=12*R0;b=9*R0;T0=2*pi; %T0是轨道周期 4 T=5*T0;dt=pi/100;t=[0:dt:T]';f=sqrt(a^2-b^2); %地球与另一焦点的距离 5 th=12.5*pi/180; %卫星轨道与x-y平面的倾角 6 E=exp(-t/20); %轨道收缩率 7 x=E.*(a*cos(t)-f);y=E.*(b*cos(th)*sin(t));z=E.*(b*sin(th)*sin(t)); 8 plot3(x,y,z,'g') %画全程轨线 9 [X,Y,Z]=sphere(30);X=R0*X;Y=R0*Y;Z=R0*Z; %获得单位球坐标 10 grid on,hold on,surf(X,Y,Z),shading interp %画地球 11 x1=-18*R0;x2=6*R0;y1=-12*R0;y2=12*R0;z1=-6*R0;z2=6*R0; 12 axis([x1 x2 y1 y2 z1 z2]) %确定坐标范围 13 view([117 37]),comet3(x,y,z,0.02),hold off %设视角、画运动轨线
十一.等高线图 1 %多峰函数peaks的等高线图 2 [x,y,z]=peaks(30);%产生一个凹凸有致的曲面,包含了三个局部极大点及三个局部极小点 3 contour3(x,y,z,16); 4 xlabel('x-axis'),ylabel('y-axis'),zlabel('z-axis'); 5 title('contour3 of peaks')
十二.动画设计 1 %动画功能函数:getframe、moviein和movie 2 %播放一个不断变化的眼球程序。 3 m=moviein(20); %建立一个20个列向量组成的矩阵 4 for j=1:20 5 plot(fft(eye(j+10))) %绘制出每一幅眼球图并保存到m矩阵中 6 m(:,j)=getframe; 7 end 8 movie(m,10);%以每秒10幅的速度播放画面
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2023-10-27
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