MATLAB入门教程之基本xy平面绘图命令

MATLAB不但擅长於矩阵相关的数值运算，也适合用在各种科学目视表示（Scientific visualization）。

本节将介绍MATLAB基本xy平面及xyz空间的各项绘图命令，包含一维曲线及二维曲面的绘制、列印及存档。  

plot是绘制一维曲线的基本函数，但在使用此函数之前，我们需先定义曲线上每一点的x 及y座标。

下例可画出一条正弦曲线：  

close all;

x=linspace(0, 2*pi, 100); % 100个点的x座标  

y=sin(x); % 对应的y座标  

plot(x,y);  

小整理：MATLAB基本绘图函数

plot: x轴和y轴均为线性刻度（Linear scale）

loglog: x轴和y轴均为对数刻度（Logarithmic scale）

semilogx: x轴为对数刻度，y轴为线性刻度

semilogy: x轴为线性刻度，y轴为对数刻度  

若要画出多条曲线，只需将座标对依次放入plot函数即可：  

plot(x, sin(x), x, cos(x));  

 

 若要改变颜色，在座标对後面加上相关字串即可：  

plot(x, sin(x), 'c', x, cos(x), 'g');  

  

 

若要同时改变颜色及图线型态（Line style），也是在座标对後面加上相关字串即可： 

plot(x, sin(x), 'co', x, cos(x), 'g*');  

小整理：plot绘图函数的叁数字元颜色字元图线型态y 黄色. 点k 黑色o 圆w 白色x xb 蓝色+ +g 绿色* *r 红色- 实线c 亮青色: 点线m 锰紫色-. 点虚线-- 虚线 

图形完成後，我们可用axis([xmin,xmax,ymin,ymax])函数来调整图轴的范围：  

axis([0, 6, -1.2, 1.2]); 

此外，MATLAB也可对图形加上各种注解与处理：  

xlabel('Input Value'); % x轴注解  

ylabel('Function Value'); % y轴注解  

title('Two Trigonometric Functions'); % 图形标题  

legend('y = sin(x)','y = cos(x)'); % 图形注解  

grid on; % 显示格线  

 

 

我们可用subplot来同时画出数个小图形於同一个视窗之中：  

subplot(2,2,1); plot(x, sin(x));  

subplot(2,2,2); plot(x, cos(x));  

subplot(2,2,3); plot(x, sinh(x));  

subplot(2,2,4); plot(x, cosh(x));  

MATLAB还有其他各种二维绘图函数，以适合不同的应用，详见下表。  

小整理：其他各种二维绘图函数

bar 长条图

errorbar 图形加上误差范围

fplot 较精确的函数图形

polar 极座标图

hist 累计图

rose 极座标累计图

stairs 阶梯图

stem 针状图

fill 实心图

feather 羽毛图

compass 罗盘图

quiver 向量场图 

以下我们针对每个函数举例。 

当资料点数量不多时，长条图是很适合的表示方式：  

close all; % 关闭所有的图形视窗  

x=1:10;   

y=rand(size(x));   

bar(x,y);  

 

如果已知资料的误差量，就可用errorbar来表示。下例以单位标准差来做资的误差量：

x = linspace(0,2*pi,30);   

y = sin(x);  

e = std(y)*ones(size(x));  

errorbar(x,y,e)  

 

对於变化剧烈的函数，可用fplot来进行较精确的绘图，会对剧烈变化处进行较密集的取样，如下例：  

fplot('sin(1/x)', [0.02 0.2]); % [0.02 0.2]是绘图范围  

 

若要产生极座标图形，可用polar：  

theta=linspace(0, 2*pi);  

r=cos(4*theta);   

polar(theta, r);  

对於大量的资料，我们可用hist来显示资料的分　情况和统计特性。下面几个命令可用来验证randn产生的高斯乱数分　：  

x=randn(5000, 1); % 产生5000个 m=0，s=1 的高斯乱数  

hist(x,20); % 20代表长条的个数  

rose和hist很接近，只不过是将资料大小视为角度，资料个数视为距离，并用极座标绘制

表示：  

x=randn(1000, 1);  

rose(x);  

stairs可画出阶梯图：  

x=linspace(0,10,50);  

y=sin(x).*exp(-x/3);  

stairs(x,y);  

 

stems可产生针状图，常被用来绘制数位讯号：  

x=linspace(0,10,50);  

y=sin(x).*exp(-x/3);  

stem(x,y);  

 

 

stairs将资料点视为多边行顶点，并将此多边行涂上颜色：  

x=linspace(0,10,50);   

y=sin(x).*exp(-x/3);  

fill(x,y,'b'); % 'b'为蓝色  

feather将每一个资料点视复数，并以箭号画出：   

theta=linspace(0, 2*pi, 20);  

z = cos(theta)+i*sin(theta);  

feather(z);  

 

compass和feather很接近，只是每个箭号的起点都在圆点：  

theta=linspace(0, 2*pi, 20);  

z = cos(theta)+i*sin(theta);  

compass(z);