Matlab拥有强大的绘图能力,Matlab为用户提供了一系列的高层绘图函数。用户不需要过多的考虑绘图的细节,只需要按照函数格式,给出一些基本参数就能得到所需图形。此外,Matlab还提供了直接对图形句柄进行操作的底层绘图操作,即GUI(图像用户界面)设计。这类操作将图形的每个图形元素(如坐标轴、曲线、文字等)看做一个独立的对象,系统给每个对象分配一个句柄,可以通过句柄对该图形元素进行操作,而不影响其他部分。
下面先介绍绘制二维图形的高层函数以及图形控制函数的使用方法。
绘制一个二维图形,首先要确定坐标系,在不同的坐标系绘图有不同的函数。MATLAB绘图函数采用的二维坐标系主要有三种:直角坐标系、对数坐标系和极坐标系
直角坐标系下的绘图函数有:plot(),plotyy(),bar(),stem(),stairs(),fill(),pie()
plot()函数是MATLAB中最基本而且应用最为广泛的绘图函数,利用它可以在二维平面上绘制出不同的曲线。plot()函数用于绘制二维平面上的线性坐标曲线图,要求提供一组x坐标和对应的y坐标,可以绘制以x为横坐标,以y为纵坐标的二维曲线。该函数的调用命令格式:
plot(x,y) :其中x,y为长度相同的向量,存储x坐标和y坐标;
plot(y):默认x=[1 2 3 … length(y)];
plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn):每一组(xn,yn)可以绘制出一条曲线,最终在同一坐标系下画出n条曲线;
plot(x1,y1,'属性',x2,y2,'属性',…,xn,yn,'属性'): 可以对每条曲线的属性作修改;其中属性具体包括所绘曲线的线型、颜色和数据点标记符号等。
下表是曲线属性所对应的命令:
曲线属性命令
plotyy(x1,y1,x2,y2):双纵坐标函数;在Matlab中,如果需要绘制出具有不同纵坐标标度的两个图形,可以使用plotyy()函数,它能把具有不同量纲、不同数量级的两个函数绘制在同一个坐标中,有利于图形数据的对比分析。
bar(x,y,'选项'):绘制直方图
barh(x,y,'选项'):绘制水平直方图
stem(x,y,'选项') :绘制杆图
stairs(x,y,'选项') :绘制阶级图
fill(x1,y1,'选项1',x2,y2,'选项2',…):绘制填充图
pie(x,'选项'):绘制饼图
plot
pie
fill
对数坐标系下的绘图函数有:loglog(),semilogx(),semilogy()
loglog(x1,y1,'选项1',x2,y2,'选项2',…):使用全对数坐标,x,y轴都用对数刻度。
semilogx(x1,y1,'选项1',x2,y2,'选项2',…):使用半对数坐标,只有y轴用对数刻度。
semilogy(x1,y1,'选项1',x2,y2,'选项2',…):使用半对数坐标,只有x轴用对数刻度。
semilogy
极坐标系下的绘图函数有:polar()
polar(theta,rho,'选项'):其中,theta为极坐标极角,rho为极径,选项的内容和plot函数相似。
polar
绘制一个二维图形,其次要控制坐标。在绘制图形时,MATLAB可以自动根据要绘制曲线数据的范围选择合适的坐标刻度,使得曲线能够尽可能清晰的显示出来。所以,一般情况下用户不必选择坐标轴的刻度范围。但是,如果用户对坐标不满意,可以利用以下函数对其重新设定。
axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax]):设置坐标轴的范围
axis equal :纵横坐标轴采用等长刻度
axis square:产生正方形坐标系(默认为矩形)
axis auto:使用默认设置
axis off:取消坐标轴
axis on :显示坐标轴
grid on:显示网格线
grid off:取消网格线
box on:显示坐标轴边框
box off:取消坐标轴边框
绘制一个二维图形,最后有必要对图形进行一些辅助操作,可以对图形加上一些说明,如图形的名称、坐标轴说明以及图形某一部分的含义等,以使图形意义更加明确,可读性更强。有关图形标注函数的调用格式为:
title(’图形名称’)
xlabel(’x轴说明’)
ylabel(’y轴说明’)
text(x,y,’图形说明’):在坐标点(x,y)处,添加‘图像说明’
legend(’图例1’,’图例2’,…) :添加标注图例
上述函数中的说明文字,除了使用标准的ASCII字符外,还可以使用LaTex(一种流行的数学排版软件)格式的控制字符,这样就可以在图形上添加希腊字符,数学符号和公式等内容。在Matlab支持的LaTex字符串中,用/bf , /it , /rm控制字符分别定义黑体、斜体和正体字符,受LaTex字符串控制部分要加大括号{}括起来。
下面是MATLAB中一些特殊字符用转义字符的书写方法:
上标用 ^(指数) 下标用 _(下划线) 希腊字母等特殊字符用 \加拼音 如 α \alpha β \beta γ \gamma θ \theta Θ \Theta Г \Gamma δ \delta Δ \Delta ξ \xi Ξ \Xi η \elta ε \epsilong ζ \zeta μ \miu υ \nu τ \tau λ \lamda ∧ \Lamda π \pi ∏ \Pi σ \sigma ∑ \Sigma φ \phi Φ \Phi ψ \psi Ψ \Psi χ \chi ω \ommiga Ω \Ommiga < \leq > \geq 不等于 \neq << \ll >> \gg 正负 \pm 左箭头 \leftarrow 右箭头 \rightarrow 上箭头 \uparrow