matlab使用2-基础绘图

1. 二维平面绘图

% 创建一些二维数据  
x = 0:0.01:10; 		% x轴的数据点，从0到10，间隔为0.01  
y = sin(x); 		% y轴的数据点，是x的正弦值  
  
% 使用plot函数绘制二维线图  
figure; 			% 创建一个新的图形窗口  
plot(x, y);			% 绘制二维线图  
  
% 添加标签和标题  
xlabel('x'); 		% x轴标签  
ylabel('sin(x)'); 	% y轴标签  
title('二维平面绘图：y = sin(x)'); % 图形标题  
  
% 还可以添加图例（如果需要的话）  
% legend('sin(x)'); % 在这个简单的例子中不需要图例  
  
% 显示网格（可选）  
grid on; 			% 打开网格  
  
% 设置坐标轴的范围（可选）  
% axis([xmin xmax ymin ymax]); % 设置x轴和y轴的范围  
  
% 调整图形大小和位置（可选）  
% set(gcf, 'Position', [left bottom width height]); % 调整图形窗口的位置和大小

• 基本步骤

  • 创建二维数据
  • 新建幕布 + 绘制二维平面图
  • 图表配置：标题、标签、颜色等等

• 图标配置相关

  • 颜色选项参数：

    颜色	字符
    红	r
    绿	g
    蓝	b
    黄	y
    粉红	m
    青	c
    白	w
    黑	k

  • 线性选项参数：

    线性	符号	示例
    实线	-	—
    虚线	–	---------
    冒号线	:	…
    点画线	-.	—·—·—·

  • 数据标记点选项参数：

    符号	点类型
    ·	点
    +	十字号
    o	圆圈
    *	星号
    x	叉号
    s	正方形
    d	棱形
    ^	上三角
    v	下三角
    <	左三角
    >	右三角
    p	五角星
    h	六角星

• 二维平面图表-多线同一表

  % 创建一些二维数据  
  x = 0:0.01:10; 			% x轴的数据点  
  y1 = sin(x); 			% 第一条线的y值，是x的正弦值  
  y2 = cos(x); 			% 第二条线的y值，是x的余弦值  
    
  % 创建一个新的图形窗口  
  figure;  
    
  % 绘制第一条线（正弦曲线），红色，实线  
  plot(x, y1, 'r-');  
    
  % 保持当前的图形，以便添加更多线  
  hold on;  
    
  % 绘制第二条线（余弦曲线），蓝色，带圆圈标记的实线  
  plot(x, y2, 'b-');  
    
  % 添加标签和标题  
  xlabel('x');  
  ylabel('y');  
  title('二维平面绘图：y = sin(x) 和 y = cos(x)');  
    
  % 添加图例  
  legend('sin(x)', 'cos(x)');  
    
  % 显示网格（可选）  
  grid on;  
    
  % 释放图形保持状态，以便下一个plot命令创建新图  
  hold off; 				% 通常不需要显式调用hold off，除非你要确保后续plot命令创建新图
  

  

2. 三维立体绘图

• 首先创建X和Y的网格数据

• 然后使用这些网格数据和一个函数来计算Z的值

• 然后，使用不同的函数来绘制三维图形

• 示例：

  • 使用plot3绘制三维线图

    % 创建三维数据  
    x = linspace(0, 2*pi, 100);  
    y = linspace(0, 2*pi, 100);  
    [X, Y] = meshgrid(x, y);  
    Z = sin(sqrt(X.^2 + Y.^2));  
      
    % 绘制三维线图  
    figure;  
    plot3(X(:), Y(:), Z(:), 'b-');  
    title('三维线图');  
    xlabel('X');  
    ylabel('Y');  
    zlabel('Z');  
    grid on;
    

    

  • 使用surf绘制三维曲面图

    % 使用与上面相同的X, Y, Z数据  
    figure;  
    surf(X, Y, Z);  
    title('三维曲面图');  
    xlabel('X');  
    ylabel('Y');  
    zlabel('Z');  
    colorbar; % 添加颜色条  
    lighting gouraud; % 改进光照效果  
    camlight; % 添加光源
    

    

  • 使用mesh绘制三维网格图

    % 使用与上面相同的X, Y, Z数据  
    figure;  
    mesh(X, Y, Z);  
    title('三维网格图');  
    xlabel('X');  
    ylabel('Y');  
    zlabel('Z');
    

    

  • 使用contour3绘制三维等高线图

    % 使用与上面相同的X, Y, Z数据  
    figure;  
    contour3(X, Y, Z, 20); % 20表示等高线的级别数  
    title('三维等高线图');  
    xlabel('X');  
    ylabel('Y');  
    zlabel('Z');
    

    

• 注意事项

  • meshgrid函数用于创建X和Y的网格数据，这在三维图形绘制中是必要的
  • :操作符用于将X、Y和Z的列向量转换为行向量，这在plot3中特别有用，因为plot3期望其参数是行向量
  • 在surf、mesh和contour3等函数中，通常直接使用由meshgrid创建的二维网格

3. 图形窗口的分割

选择哪种方法取决于具体需求，例如想要创建的子图的数量、位置、样式以及是否需要与其他MATLAB功能（如工具栏、菜单等）集成等等

• subplot 函数

  • subplot 函数用于在单个图形窗口中创建多个子图。你可以指定子图的网格位置和当前激活的子图

  • 示例：

    subplot(2, 2, 1);  % 创建 2x2 网格的第一个子图  
    plot(1:10);  
    subplot(2, 2, 2);  % 创建 2x2 网格的第二个子图  
    plot(10:-1:1);  
    subplot(2, 2, 3);  % 创建 2x2 网格的第三个子图  
    bar(1:5);  
    subplot(2, 2, 4);  % 创建 2x2 网格的第四个子图  
    pie([1 2 3 4]);
    

    

• **axes **

  • axes 函数允许更精细地控制子图的位置和大小，可以通过指定位置向量和轴属性来定义轴的范围和样式

  • 示例：

    axes('Position', [0.1 0.1 0.4 0.4]);  % 创建一个轴，占据窗口的左下角  
    plot(1:10);  
    hold on;  % 保持当前轴上的图形，以便在同一轴上添加更多图形  
    plot(10:-1:1, 'r');  % 在同一轴上添加红色线条  
    axes('Position', [0.6 0.1 0.4 0.4]);  % 创建一个新的轴，占据窗口的右下角  
    bar(1:5);
    

    

• appdesigner 或 GUIDE

  • 对于更复杂的图形用户界面（GUI），可以使用 MATLAB App Designer 或 GUIDE 工具来创建具有多个面板或轴的窗口
  • 这些工具提供了图形化的界面来设计和布局GUI组件

• tiledlayout 和 nexttile

  • tiledlayout 和 nexttile 函数提供了一种更现代的方式来创建平铺的图形布局

  • 允许定义网格布局，并在这些网格中放置轴

  • 示例：

    tiledlayout(2, 2);  % 创建一个 2x2 的平铺布局  
    nexttile;  % 激活第一个轴  
    plot(1:10);  
    nexttile;  % 激活第二个轴  
    plot(10:-1:1);  
    nexttile;  % 激活第三个轴  
    bar(1:5);  
    nexttile;  % 激活第四个轴  
    pie([1 2 3 4]);