1、2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,1,第8章 圖 形 處 理,教學(xué)目標(biāo) 教學(xué)重點(diǎn) 教學(xué)過程,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,2,教學(xué)目標(biāo),MATLAB 7語言除了有強(qiáng)大的矩陣處理功能之外，它的繪圖功能也是相當(dāng)強(qiáng)大的。 學(xué)習(xí)完本章之后，讀者將學(xué)會使用MATLAB 7的圖形處理功能，包括基本的繪圖命令、圖形的簡單控制、圖形窗口的編輯以及圖形的高級控制等。,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,3,教學(xué)重點(diǎn),基本的繪圖命令 各種圖形注釋方法 三維圖形的繪制方法,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,4,教學(xué)過程,基本的繪圖命令 各種圖形注釋方法 三維圖形的繪制方法

2、特殊一些特殊圖形的繪制 圖形的高級控制技巧,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,5,1. 基本的繪圖命令,基本的繪圖命令 繪圖的一般步驟 繪制二維曲線圖 極坐標(biāo)圖形的繪制 多個(gè)圖形的繪制方法 曲線的色彩、線型和數(shù)據(jù)點(diǎn)型,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,6,（1）基本的繪圖命令,繪制基本線性圖的函數(shù)表,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,7,（2）繪圖的一般步驟,基本的繪圖步驟,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,8,（3）繪制二維曲線圖,二維曲線圖在MATLAB 7中的繪制是最為簡便的。如果將X軸和Y軸的數(shù)據(jù)分別保存在兩個(gè)向量中，同時(shí)向量的長度完全相等，那么

3、可以直接調(diào)用函數(shù)進(jìn)行二維圖形的繪制。在MATLAB 7中，使用plot函數(shù)進(jìn)行二維曲線圖的繪制。,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,9,繪制二維曲線圖, x= 0:0.01:10; y=tan(x); plot(x,y) ,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,10,（4）極坐標(biāo)圖形的繪制,MATLAB提供了polar函數(shù)來在極坐標(biāo)下繪制圖形 ： x= 0:0.01:10; y1=sin(x); y2 = cos(x-2.5); polar(y1,y2,-r+) ,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,11,（5）多個(gè)圖形的繪制方法,subplot函數(shù) 可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)圖形的

4、繪制： x = 0:.1:20; subplot(2,2,1) plot(x,sin(x); ,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,12,多個(gè)圖形的繪制方法, x = 0:.1:20; subplot(2,2,2) plot(x,cos(x); ,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,13,多個(gè)圖形的繪制方法, subplot(2,2,3) x = 0:.1:2; y1=tan(x); plot(x,y1,-b*); ,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,14,（6）曲線的色彩、線型和數(shù)據(jù)點(diǎn)型,曲線的色彩、線型和數(shù)據(jù)點(diǎn)型參數(shù)定義,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理

5、,15,2. 圖形注釋,圖題的標(biāo)注 坐標(biāo)軸的標(biāo)簽 文本標(biāo)注和交互式文本標(biāo)注 圖例的添加 坐標(biāo)網(wǎng)格的添加 使用矩形或是橢圓在圖形中圈出重要部分,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,16,(1) 圖題的標(biāo)注,在MATLAB中，通?？梢允褂?種方式給圖形添加圖題: 使用Insert 菜單中的Title命令； 使用屬性編輯器(Property Editor)； 使用title函數(shù)。,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,17,圖題的標(biāo)注, x = 0:.1:2; y1=sin(x); y2 = sin(x-0.25); y3 = sin(x-0.5); plot(x,y1,-.b, x,

6、y2,-r*, x,y3,-.gh) title(There three lines) ,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,18,(2) 坐標(biāo)軸的標(biāo)簽,在MATLAB 7中，可以使用如下3種方式給圖形的坐標(biāo)軸添加標(biāo)簽: 使用Insert菜單下的Label選項(xiàng)； 使用屬性編輯器(Property Editor)； 使用MATLAB 7的添加標(biāo)簽命令；,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,19,坐標(biāo)軸的標(biāo)簽添加舉例,使用屬性編輯器(Property Editor)添加坐標(biāo)軸標(biāo)簽 打開Tools菜單，選擇Edit Plot命令，激活圖形編輯狀態(tài)。 在圖形框內(nèi)雙擊空白區(qū)域，調(diào)出屬性編

7、輯器；也可以采取在圖形框內(nèi)右擊，從彈出的菜單中選擇Properties 項(xiàng)的方式調(diào)出屬性編輯器；或者是在View菜單中選擇Property Editor項(xiàng)。,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,20,（3）文本標(biāo)注和交互式文本標(biāo)注,用戶可以在MATLAB 7圖形窗口的任意地方添加文本注釋，從而更好地解釋圖形窗口的數(shù)據(jù)。MATLAB 7提供了text函數(shù)和gtext函數(shù)來進(jìn)行文本標(biāo)注。其中g(shù)text函數(shù)的使用形式更為靈活，可以實(shí)現(xiàn)交互式文本標(biāo)注。,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,21,文本標(biāo)注舉例, x=linspace(-3,5,100); y=cos(x); z=sin(

8、x); plot(x,y,x,z) title(一條正弦曲線和一條余弦曲線) xlabel(x的取值范圍) ylabel(Y和Z的值) ,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,22,（4）圖例的添加,為了更好地區(qū)分所繪制的多條曲線，可以使用圖例加以說明，對它們表示的數(shù)據(jù)進(jìn)行更準(zhǔn)確的區(qū)分。可以使用如下3種方法生成圖例： 打開Insert 菜單中并選擇Legend命令； 單擊工具欄中的legend圖標(biāo)； 使用legend函數(shù)。,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,23,圖例的添加 舉例,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,24,（5）坐標(biāo)網(wǎng)格的添加,在圖形繪制過程中，為了精確

9、地知道圖形上某點(diǎn)的坐標(biāo)，需要繪制坐標(biāo)網(wǎng)格來定位，MATLAB 7語言中提供了grid函數(shù)來實(shí)現(xiàn)這一功能： grid off命令關(guān)閉坐標(biāo)網(wǎng)格； grid on命令打開坐標(biāo)網(wǎng)格 grid mirror命令使用更細(xì)化的網(wǎng)格； grid(AX,)命令使用AX坐標(biāo)系代替當(dāng)前坐標(biāo)系。,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,25,坐標(biāo)網(wǎng)格的添加舉例, x=linspace(-5,5,100); y=x.4+22*x.2-6*x+10; plot(x,y) grid on ,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,26,(6) 使用矩形或是橢圓在圖形中圈出重要部分,用戶可以使用矩形或是橢圓在圖形中圈

10、出特別的區(qū)域，從而使得該區(qū)域能引起特別的注意。當(dāng)其中的一個(gè)矩形或是橢圓被選中時(shí)，用戶可以移動(dòng)并改變它的大小，或是右擊它，在彈出的快捷菜單中用戶可以選擇改變它的屬性和外觀。,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,27,應(yīng)用舉例,當(dāng)右擊矩形或是橢圓時(shí)，將彈出一個(gè)菜單,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,28,3. 三維圖形的繪制,MATLAB語言提供了三維圖形的處理功能。與二維圖形相似，繪制三維圖形時(shí)可以使用MATLAB語言提供的相關(guān)函數(shù)： 三維線圖指令plot3 三維網(wǎng)線圖和曲面圖 三維網(wǎng)線圖 三維曲面圖,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,29,（1）三維線圖指令plot

11、3, % 該程序用于繪制三維的螺旋曲線圖 t = 0:pi/50:20*pi; plot3(sin(t),cos(2*t),sin(t)+cos(t),2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,30,（2） 三維網(wǎng)線圖,使用mesh函數(shù)來繪制三維網(wǎng)格圖形： z=peaks(50); mesh(z); ,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,31,（3）三維曲面圖,可是使用surf函數(shù)來繪制三維表面圖形 ： X,Y=meshgrid(-4:0.2:4); Z=exp(-0.5*(X.2Y.2); surf(X,Y,Z) ,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,32,4. 特殊圖形的

12、繪制,條形圖和面積圖(Bar and Area Graphs) 餅形圖(Pie Charts) 離散型數(shù)據(jù)圖 方向和速度矢量圖形 等高線的繪制(Contour Plots),2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,33,（1）條形圖和面積圖,條形圖和面積圖用于繪制向量和矩陣數(shù)據(jù)，這兩種圖形可以用來比較不同組數(shù)據(jù)的在總體數(shù)據(jù)中所占的比例，其中條形圖適于表現(xiàn)離散型數(shù)據(jù)，而面積圖適于表現(xiàn)連續(xù)型數(shù)據(jù)。,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,34,條形圖舉例,集合式條形圖的繪制 y=1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 bar(y),2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,35,（2）

13、餅形圖,在統(tǒng)計(jì)學(xué)中，人們經(jīng)常要用到餅形圖來表示各個(gè)統(tǒng)計(jì)量占總量的份額，餅形圖可以顯示向量或矩陣中的元素占所有元素總和的百分比，MATLAB提供了pie函數(shù)和pie3函數(shù)，分別用于繪制二維餅形圖和三維餅形圖。,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,36,（3）離散型數(shù)據(jù)圖,MATLAB 7提供了一系列適于表現(xiàn)離散型數(shù)據(jù)的函數(shù)。 其中常用的主要有stem 函數(shù)、stem3函數(shù)和stairs函數(shù)。,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,37,離散型數(shù)據(jù)圖舉例,使用 stem(y)函數(shù)來繪制句柄狀圖形 。 y=rand(20,1); stem(y) ,2020/9/23,第8章 圖 形 處

14、 理,38,（4）方向和速度矢量圖形,MATLAB 7提供了一些函數(shù)用于繪制方向矢量和速度矢量圖形，這些函數(shù)有compass、feather、quiver和quiver3。,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,39,方向和速度矢量圖形舉例,用compass函數(shù)繪制矢量圖形 ： w=0:0.1:6; z=sin(w).*exp(j*w); compase(z) ,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,40,（5）等高線的繪制,等高線函數(shù)為創(chuàng)建、顯示并標(biāo)注由一個(gè)或多個(gè)矩陣確定的等值線。,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,41,等高線的繪制舉例,使用contour函數(shù)繪制等高

15、線圖形： x,y,z=peaks; contour(x,y,z) ,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,42,5. 圖形的高級控制,視點(diǎn)控制和圖形的旋轉(zhuǎn) 顏色的使用 顏色映像理解 顏色映像使用 顏色映像顯示 顏色映像的建立和修改 光照控制,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,43,（1）視點(diǎn)控制和圖形的旋轉(zhuǎn),為了使圖形的效果更逼真，有時(shí)需要從不同的角度觀看圖形，MATLAB 7語言提供了view、viewmtx和rotate3d等3個(gè)命令進(jìn)行操作。用戶可以在命令窗口中調(diào)用這3個(gè)函數(shù)。其中，view函數(shù)主要是從不同的角度觀察圖形；viewmtx給出指定視角的正交轉(zhuǎn)換矩陣；而rot

16、ate3d函數(shù)可以讓用戶方便地用鼠標(biāo)來適時(shí)旋轉(zhuǎn)視圖。,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,44,視點(diǎn)控制舉例,view函數(shù)的使用 ： X,Y=meshgrid(-5:0.2:5); Z=exp(0.5*(X.2-Y.2); surf(X,Y,Z) view(30，60) ,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,45,（2）顏色的使用,顏色映像理解 MATLAB 7有一個(gè)叫顏色映像的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來代表顏色值。顏色映像定義為一個(gè)有3列和若干行的矩陣。利用0到1之間的數(shù)，矩陣的每一行都代表了一種色彩。任一行的數(shù)字都指定了一個(gè)RGB值，即紅、黃、藍(lán)3種顏色的強(qiáng)度，形成一種特定的顏色。,202

17、0/9/23,第8章 圖 形 處 理,46,顏色映像理解1,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,47,顏色映像理解2,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,48,顏色映像使用,句colormap(M)將矩陣M作為當(dāng)前圖形窗口所用的顏色映像。例如，colormap(cool)裝入了一個(gè)有64個(gè)輸入項(xiàng)的cool顏色映像。colormap default裝入了默認(rèn)的顏色映像(hsv)。 函數(shù)plot、plot3、contour和contour3不使用顏色映像，它們使用列在plot顏色和線形表中的顏色。而大多數(shù)其他繪圖函數(shù)，比如mesh、surf、fill、pcolor和它們的各種變形函

18、數(shù)，使用當(dāng)前的顏色映像。,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,49,顏色映像顯示,可以用多種途徑來顯示一個(gè)顏色映像。其中一個(gè)方法是觀察顏色映像矩陣的元素: hot(8) ans = 0.3333 0 0 0.6667 0 0 1.0000 0 0 1.0000 0.3333 0 1.0000 0.6667 0 1.0000 1.0000 0 1.0000 1.0000 0.5000 1.0000 1.0000 1.0000 ,2020/9/23,第8章 圖 形 處 理,50,顏色映像的建立和修改,顏色映像就是矩陣，意味著你可以象其他數(shù)組那樣對它們進(jìn)行操作。函數(shù)brighten就利用這一點(diǎn)通過調(diào)整一個(gè)給定的顏色映像來增加或減少暗色的強(qiáng)度。 用戶可以通過生成m3的矩陣mamap來建立自己的顏色映像，