MATLAB使用速成 第三章（MATLAB绘图）

一、二维平面作图

1、简单的x-y坐标图

        x、y是长度相同的向量，以x的分量为横坐标，y的分量为纵坐标，作平面曲线，使用命令plot(x,y)。（可以省略参数x，这样将会以y的分量下标为横坐标，y的分量为纵坐标，绘制向量y的线性图）

2、含多条曲线的x-y坐标图

（1）对于命令plot(x,A)，x是向量，A是矩阵，若x的长度与A的行数相等，则将x与A中的各列相对应，绘制多条平面曲线；否则，若x的长度与A的列数相等，则将x与A中的各行相对应，绘制多条平面曲线。（x的长度必须等于A的行数或列数）

（2）对于命令plot(x1,y1, x2,y2, ...)，其中所有参数都是矢量，那么从x1和y1开始将会两两配对（配对的矢量需要有相同的元素个数），分别为每一对矢量绘制平面曲线。（不止plot命令有这种用法，可在输入命令后关注MATLAB弹出的参数提示）

（3）每次使用plot命令或其它绘图命令时，新图象都会将图形窗口中原本的旧图象覆盖掉，如果不希望旧图象丢失，又想在旧图象的基础上画新图象，可以使用hold on命令关闭自动覆盖（hold off命令则是打开自动覆盖）。

3、复平面作图

（1）对于命令plot(x)，如果x是一个复数矢量，则将x各元素的实部作为横坐标，虚部作为纵坐标，绘制一条平面曲线。

（2）对于命令plot(x)，如果x是一个复数矩阵，则对于矩阵的每一列都有其对应的平面曲线，将每一列中的元素实部作为横坐标，虚部作为纵坐标，进行绘图。

4、指定图形的属性

（1）指定点和线属性的命令——plot(x,y,str)，这里的str是用单引号括起来的字符串，用来指定图形的点、线的形状和颜色（颜色、线型、点标记可以全部指定，也可以部分指定，顺序任意）。

（2）图形的属性还有线条的粗细、字体大小、坐标轴属性等，linewidth用于指定线条的粗细（参数为实数），markeredgecolor用于指定标记的边缘色，markerfacecolor用于指定标记表面的颜色。

（3）在命令plot(x1,y1, x2,y2, ...)的基础上，可为每条曲线分别设置图形属性，命令格式为plot(x1,y1,str1, x2,y2,str2, ...)。（不止plot命令有这种用法，可在输入绘图命令后关注MATLAB弹出的参数提示）

5、在平面图上添加说明

（1）添加标题：

①使用命令title('text')可在坐标图上方添加文本“text”。

②所添加的文本也可指定属性，具体命令格式为title('text', 'Property1', value1, 'Property2', value2, ...)，其中可供指定的属性（Property）有字体大小（fontsize）、字体灰度（fontweight）、字形名（fontname）等。

（2）添加坐标轴标注：

①使用命令xlabel('text')可为坐标图的x轴添加标注“text”。（可以指定文本属性）

②使用命令ylabel('text')可为坐标图的y轴添加标注“text”。（可以指定文本属性）

（3）添加图例：使用命令legend(str1,str2, ...)即可为各条曲线分别添加图例。

（4）在任何指定的地方添加文本：

①使用命令text(x,y,string)，可指定在图中以x为横坐标、y为纵坐标的位置添加文本。（可以指定文本属性）

②使用命令gtext(string)，命令执行后，在图中会显示一个十字准线，按任意键或单击鼠标，文本就会添加到准线所在的位置。（可以指定文本属性）

6、坐标轴控制

（1）使用命令axis([xmin, xmax, ymin, ymax])可控制坐标轴的显示范围。

（2）axis的其它调用方式：

①axis auto：自动模式，使得图形的坐标满足图中的一切元素。

②axis equal：各坐标轴采用等长刻度。

③axis square：使绘图区域为正方形。

④axis on/off：恢复/取消对坐标轴的一切设置（显示/不显示坐标轴）。

⑤axis manual：以当前的坐标限制图形的绘制（应用于多图时）。

7、其它常用二维图

（1）极坐标绘图命令——polar(theta,r)，以theta为极角，r为极径作极坐标图。

（2）按指数规律变化的数据可用对数坐标表示，这时可画对数图。

①semilogx(x,y)——创建单对数坐标图，x轴为对数坐标，y轴为线性坐标。

②semilogy(x,y)——创建单对数坐标图，x轴为线性坐标，y轴为对数坐标。

③loglog(x,y)——创建双对数坐标图，x轴、y轴均为对数坐标。

（3）双y轴图——将两个二维曲线输出到同一坐标图中，它们共用同一个x轴，但有各自的y轴，可使用命令plotyy(x1,y1,x2,y2,function)对其进行绘制，其中function是指定的绘图函数，可取plot（默认）、semilogx、semilogy、loglog等（function需要用单引号包含）。

（4）二维函数绘图——给定一个函数和定义域，画出其函数图像，可使用命令fplot(f(x),[a,b,c,d])绘制f (x)在区域a < x < b、c < y < d上的图形（c、d是值域的上下界，可省略；f(x)需要用单引号包含）。

（5）使用命令grid on可以在图象上显示网格（使用命令grid off则关闭网格的显示）。

二、三维空间作图

1、三维曲线

        设三维曲线的参数方程为x=x(t)、y=y(t)、z=z(t)，则其图形可由命令plot3(x,y,z)绘出。（实际上plot3和plot的用法非常相似，无非就是多了一个维度）

2、三维曲面

（1）命令mesh(X,Y,Z)可绘制由矩阵X、Y、Z所确定的曲面的网格图。

（2）“[X,Y]=meshgrid(x,y)”中的meshgrid是网格生成函数，x、y是分别对x取值区域和y取值区域进行分割后得到的向量（x、y向量的元素个数可以不同），X、Y即为我们所需要的网格矩阵。若y = x，则可简写为“[X, Y]=meshgrid(x)”。

（3）meshc函数的使用方法和mesh相同，不同的是meshc在mesh绘图的基础上增加了等高线；meshz函数的使用方法也和mesh相同，不同的是meshz在mesh绘图的基础上增加了屏蔽面。

（4）mesh的两种绘图方式（同样适用于其它曲面作图函数）：

①显式方程绘图：

x=a:h1:b; y=c:h2:d;      % 区域划分

[X,Y]=meshgrid(x,y);    % 生成网格

Z=z(X,Y);                     % 计算网格上的函数值（二维平面→三维曲面）

mesh(X,Y,Z);                % 调用绘图命令

②参数方程绘图：

u=a:h1:b; v=c:h2:d;                       % 区域划分

[U,V]=meshgrid(u,v);                     % 生成网格

X=x(U,V); Y=y(U,V); Z=z(U,V);      % 计算函数值

mesh(X,Y,Z)；                               % 调用绘图命令

（5）空间曲面其它作图命令：

①surf(X,Y,Z)：绘制带颜色的表面图，参数含义同mesh。

②sphere(n)：绘制单位球面，n代表网格的数量（若不给出n，则n默认为20）。

③contour(X,Y,Z)：绘制由矩阵X、Y、Z所确定的等高线。

④pcolor(X,Y,Z)：绘制由矩阵X、Y、Z所确定的伪色图（带栅格的二维阴影图）。

3、坐标轴控制

（1）使用命令axis([xmin,xmax, ymin,ymax, zmin,zmax])可控制坐标轴的显示范围。

（2）axis的其它调用方式：

①axis auto：自动模式，使得图形的坐标满足图中的一切元素。

②axis equal：各坐标轴采用等长刻度。

③axis square：使绘图区域为正方形。

④axis on/off：恢复/取消对坐标轴的一切设置（显示/不显示坐标轴）。

⑤axis manual：以当前的坐标限制图形的绘制（应用于多图时）。

三、符号作图

1、二维曲线符号绘图

（1）指定绘图区间（f(x)等函数表达式需要用单引号包含）：

（2）不指定绘图区间（f(x)等函数表达式需要用单引号包含）：

2、空间曲线符号作图

3、空间曲面符号绘图

（1）绘制网格图：

①显式方程绘图（函数表达式需要用单引号包含）：

②参数方程绘图（函数表达式需要用单引号包含）：

（2）绘制表面图：

①显式方程绘图（函数表达式需要用单引号包含）：

②参数方程绘图（函数表达式需要用单引号包含）：

四、划分绘图窗口

        subplot(m,n,p)命令可将一个绘图窗口分割成m×n个子区域，并按行从左至右依次编号，p表示第p个绘图子区域。每次执行该命令后，下一次绘图都会在第p个绘图子区域进行。