第6章函数作图

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1、第6章函数作图人们很难从一大堆原始的数据中发现它们的含义,而数据图形恰能使视觉感官直接感受到数据的许多内在本质,发现数据的内在联系。Matlab可以表达出数据的二维,三维,甚至四维的图形。通过图形的线型,立面,色彩,光线,视角等属性的控制,可把数据的特征表现得淋漓尽致。6.1图形的元素在Matlab中的作图过程与方法如下:1.数据的一般数列形式:,,(若是二维图形则没有z坐标数据)。x,y,x是数据点的x-坐标,y-坐标,z-坐标的集合,而非数学中的一个数据点用三个数表示。其中x,y,x可以为不同维的

2、向量或者是矩阵(多维矩阵)。对不同的数据类型,Matlab给出不同的处理方式。(1)函数形式:即把要表现的数据定义成一个函数文件(m-文件),文件可以有多个输出输入变量,文件中可以给定自变量的范围。若不给出,则Matlab自动给出一个适当的范围;(2)字符串形式:即把要表现的数据用一个字符串来描述。其中不能包含自变量的范围。对于自变量的范围,则在字符串外面给出。2.若没有指明所用的坐标系,则缺省用直角坐标系;在三维图形中,可用直角坐标系,柱面坐标系,球面坐标系;虽然在Matlab中没有直接画柱面和球面

3、坐标系下的图形,但它提供了两个坐标系转化命令:pol2cart和sph2cart;若没有设定坐标轴的范围,则自动给出用缺省值制定的坐标轴;若数据在坐标轴上的差别很大,则自动给出不同的刻度范围;3.点或线的颜色有:黄色,紫红,青色,红色,兰色,白色,黑色等,或者可以用三元素配置颜色图,即RGB色图。如:[0.50.50.5]表示灰色;点的类型有:·,×,O,+,*等;4.若仅显示数据点,则要指明点的类型及颜色(可选项),若没有指明,则缺省地认为是画直线。线的类型有:—(实线),:(点线),—.(点划线)

4、,--(虚线);线的粗细单位为像素个数n(n=1~256)。在plot命令中可同时明确指出要画点和连线。若取有限个点来画函数图,则相邻点用直线相连,即认为小区间内其它点的函数值落在过相邻两个数据点的直线上;对于三维网格图,则用命令hideon/off来控制是否显示背后的图像;5.给三个坐标轴加上信息的命令是:xlabel(‘x_text’),ylabel(‘y_text’),zlabel(‘z_text’),其中x_text等,可以是字符串或者是中文文字;给图像加上标题的命令是:title(‘titl

5、e_name’);若想在图像中恰当位置加上必要的文字(包括点,箭头,数学符号等),命令是:text(x0,y0,z0,‘string’),其中‘string’为字符串,x0,y0,z0为字符串的标注位置。对于一些特殊的标点符号和数学符号,可用反斜杆()加上标点符号或者数学符号的名称,如:’bulletrightarrow’可标注一点和带向右箭头的线段;’lee^{-x*t}’可标注’≤e–x*t’,’Fontsize’,16可将字体大小设置为16个像素点大;6.若要去掉坐标轴,用命令axis

6、off;7.有些时候,一个简单的二维或三维图形不能一次显示出想要的全部信息。这时,颜色可以对图形提供一个附加的维数。Matlab提供了许多不同(标准)色调的颜色印象,如下表所示:表6.1颜色印象表印象表名称色调(即包含的颜色范围)cool青蓝和洋红的色度bone带一点蓝色的灰度flag交替为红色、白色、蓝色和黑色jethsv的一种变形(以蓝色开始和结束)copper线性铜色度hsv色彩饱和值(以红色开始和结束)hot从黑色到黄色到白色gray线性灰度pink粉红的彩色度prim三棱镜。交替为红色、橘黄

7、色、黄色、绿色和天蓝色lines线性色图white全白色图colorcube增强立方色图autumn红色黄色阴影色图spring洋红黄色阴影色图summer绿色黄色阴影色图winter蓝色黄色阴影色图8.色彩的渲染模式控制主要由函数shading来实现。shading函数控制由函数surf、mesh、pcolor、fill和fill3生成的surface和patch对象的渲染模式。渲染模式由如下三种:(1)shadingflat:设置渲染模式为平坦模式。即线段两端点和小方块面的四角色值决定小方块面的整

8、体颜色;(2)shadinginterp:设置渲染模式为插补式。即gouraud渲染模式,为双插补式;因此每一线段或小方块面的颜色是线性变化的,且以两端点的值进行插值;(3)shadingfaceted:设置渲染模式为小面形(此为缺省模式)。即平坦模式加上黑色网格线。9.基于运用漫射、镜面反光和环境照明模型,函数surfl画出了一个类似于函数surf产生的带光源的曲面。使用一个单色印象(如灰色,纯白,铜黄或粉红色)和插值色彩,会画出效果最好的曲面。命令s

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