Matlab绘图方式整理(超完整版)

jik1756 · 发表于 2024-7-15 17:29

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1、基于PyTorch机器学习与深度学习实践应用与案例分析
2、最新基于MATLAB科研数据可视化实践技术应用
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使用Matlab绘图
图像是成果的一种可视化表示，它能直不雅观的浮现你的成果，而且能浮现你获得成果的准确性，在当前的大数据时代，在做数据分析的时候，将其可视化可以直不雅观多维的展示数据，可以让人们更好的发现而且记住数据的特征，因此很多时候掌握一些绘图方式长短常重要的，而使用MATLAB可以非常简单的进行绘图(当然还有很多其它东西可供使用)，下文是一些基本绘图方式的整理，此中很多很多内容非常基础，但愿对你能有些辅佐。
二维作图
二维图像是我们在学习过程中经常会接触到的图像，比如在做数学标题问题时随手画出的一个正弦曲线，这个图像往往是我们按照它的函数做出来的，事实确是这样，在我们学习过程中画出来的每一个图像几乎都是函数，反过来说，每一个函数都对应着它本身的图像，我们能画出来的二维图像往往是一个一元函数即二元方程，在Matlab中做二维图像也是这样，我们按照一个函数来画出它的图像，不外要注意的一点是，在Matlab画图的过程中，它并不认识你给出的阿谁函数，它要做的仅仅是把你给出的函数上的点连成线而已。
plot和fplot
在Matlab里面做二维图像最基础也是最常用的两个函数：plot()和fplot()函数,此中，plot的经常使用的方式有下面三种：

首先，第一种方式里面若x为一维数组，则作出的图像是以其数组长度为横坐标，间隔为1，以数组中的具体值为纵坐标的。而其也可以为复数变量，如下：

对于第二种形式就更好理解了，往往此中的x、y都为一维数组，其实y也就是x对应的函数值，后边的参数用于指定曲线的线形、颜色和数据点标识表记标帜，如下：

可以看到，x是一个长度为1001的一维数组，y是和x等长的在sin(x)上的一维数组，后边的-r*分袂为曲线线性、颜色、数据点标识表记标帜，此中参数的一些具体属性如下表所示：

这些就是基本的绘图参数指令，搭配使用效果更佳。关于参数的使用是在每种方式中都可以添加，三种常用示例只是简单示例。关于第三种使用方式，意思是把n个图像做出在一个窗口中，同时也少敲了几个plot，当然，如果你想把代码分隔写也可以，只需要加上hold on命令就行了，关于它后文会有介绍。
而关于fplot,其基本使用方式如下：

在第一种方式中，f代表一个函数，凡是采用函数句柄的形式。lims为x轴的取值范围，用二元向量[xmin,xmax]描述，默认值为[-5,5]。参数定义与plot函数不异。例如使用fplot函数绘制sin(x)图像如下：

在第二种方式中，funx、funy代表函数，凡是采用函数句柄的形式。tlims为参数函数funx和funy的自变量的取值范围，用二元向量[tmin,tmax]描述。如绘制参数方程(x=tsint,y=tcost)曲线如下：

其它形式下的二维曲线图

上文举例说明了最基础最常用的两个做二维曲线的函数，实际上，二维图形的种类还有很多，不光只有一根线构成的曲线图，还有各种统计图、坐标图等等，相应的在Matlab中也有画它们图形的方式，下面是其它几种图形作图方式(非全部)：

对数坐标图

此中，semilogx函数x轴为常用对数刻度，y轴为线性刻度；semilogy函数x轴为线性刻度，y轴为常用对数刻度；loglog函数x轴和y轴均采用常用对数刻度。

极坐标图

此中，theta为极角，rho为极径，参数内容与plot不异。

条形图

第一个，参数y是数据，选项style用于指定分组摆列模式，模式有两种供选择，分袂为：'grouped':簇状分组，'stacked':堆积分组。
第二个，x存储横坐标，y存储数据，y的行数必需与向量x的长度不异。选项style用于指定分组摆列模式。
具体效果请自行操练查看。
直方图

此中，y是要统计的数据，x用于指定区间的划分方式。若x是标量，则统计区间均分成x个小区间；若x是向量，则向量x中的每一个数指定分组中心值，元素的个数为数据分组数。x缺省时，默认按10个等分区间进行统计。

此中，参数theta用于确定每一区间与原点的角度，选项x用于指定区间的划分方式。

面积类图形

此中，参数x存储待统计数据，选项explode控制图块的显示模式。使用如下，可以试着改下参数或者help一下看看。

散点类图形

此中，x、y用于定位数据点，选项用于指定线型、颜色、数据点标识表记标帜。如果数据点标识表记标帜是封锁图形，可以用选项’filled’指定填凑数据点标识表记标帜。该选项省略时，数据点是空心的。
一颗心：

矢量类图形

此中，(x,y)指定矢量起点，(u,v)指定矢量终点。x、y、u、v是同样大小的向量或同型矩阵，若省略x、y，则在x-y平面上均匀取若干个作为起点。

进阶：双Y轴绘图

示例代码:

三维作图
在上文的二维作图示例中我们可以知道二维作图的基本方式，而有时候二维的图形满足不了我们的需要，这个时候就需要做一些三维图像了，而三维图像里边除了包含曲线作图之外还包含曲面作图。
三维曲线
在二维曲线作图里边我们主要使用的函数是plot和fplot函数，而在三维曲线作图里面我们使用的是plot3和fplot3函数，其不单长得像，功能也是差不多的，只不外是做了扩展而已。
plot3和fplot3
关于plot3函数，其基本用法如下：

是不是似曾相识，没错，它和plot功能确实非常像，只是多了一维数据而已。如要画出sin(x)的三维图，只需这样就好：

怎么样，是不长短常简单，假如要绘制个空间的螺旋线，其参数方程为：x=sint+tcost,y=cost-tsint,z=t,只需这样就好：

对于plot3函数来讲，它的参数x，y，z不止可以是一维数组，实际上：
参数x、y、z是同型矩阵时，以x、y、z对应列元素绘制曲线，曲线条数等于矩阵列数。
参数x、y、z中有向量，也有矩阵时，向量的长度与矩阵相符。
对于其不止一组数据的方式2，其感化与plot类似，每一组x、y、z向量构成一组数据点的坐标，绘制一条曲线。
而plot3函数的后面线型、颜色和数据点标识表记标帜的参数则与plot完全一致。
对于fplot3函数，其基本引用方式如下：

此中，funx、funy、funz代表定义曲线x、y、z坐标的函数，凡是采用函数句柄的形式。tlims为参数函数自变量的取值范围，用二元向量[tmin,tmax]描述，默认为[-5,5]，与fplot是几乎完全一致的，不再举例。
三维曲面
在做三维曲面图的时候，第一步往往是生成一个平面网格，这个平面网格是什么东西呢，其实就是用矩阵X、Y分袂存储每一个小矩形顶点的x坐标与y坐标，矩阵X、Y就是该矩形区域的xy平面网格坐标矩阵：

说的简单些，就是给我们要用的空间坐标系做个底面出来，本来x、y都是一维向量，它们也就是只能当两根轴，这个时候用新的两个X、Y矩阵来把空间坐标系的二维地面给暗示出来，这样的话每一个[X,Y]就都能对应一个Z了，就是这个意思。在MATLAB中，发生平面区域内网格坐标矩阵有两种方式：
1.操作矩阵运算生成：

2.操作meshgrid函数生成：

绘制三维曲面的函数

此中，x、y是网格坐标矩阵，z是网格点上的高度矩阵，c用于指定在分歧高度下的曲面颜色。c省略时，颜色的设定正比于图形的高度。
当x、y省略时，z矩阵的第2维下标当作x轴坐标，z矩阵的第一维下标当作y轴坐标。
此外还有一些其它的绘制三维曲面的函数：

这些函数使用都和mesh还有surf大致不异，可自行操练了解。

尺度三维曲面

发生3个(n+1)阶的方阵，采用这3个矩阵可以绘制出圆心位于原点、半径为1的单元球体。

此中，参数R是一个向量，存放柱面各个等间隔高度上的半径，n暗示在圆柱圆周上有n个间隔点，默认有20个间隔点。
peaks函数
调用格式：

fmesh函数和fsurf函数
用于绘制参数方程定义的曲面

此中，funx、funy、funz代表定义曲面x、y、z坐标的函数，凡是采用函数句柄的形式。uvlims为funx、funy和funz的自变量的取值范围，用4元向量[umin,umax,vmin,vmax]描述，默认为[-5,5,-5,5]。
图形修饰辅助操作
到这里，不管是二维曲线三维曲线还是曲面，大师掌握的方式都差不多了，图概略率是能被我们做出来了哈哈哈，不外能把图做出来当然重要，可更重要的是还能做出美图来，这就离不开我们的图形修饰了，比如给做好的图形加个标题加个注释什么的，我们要做出来图，还要做出来细图，更要做出来美图，接下来文章将列举我们经常使用的而且很有用的图形修饰辅助操作。
基础绘图指令
除去上文所述plot等绘图函数命令之外，还有有一些其它修饰图形的常用命令。

这些呢是一些常用的辅助绘图指令，没有参数，直接在脚本输入就行，功能已经列在表中非常明确，大师可以自行操练查看实用效果。
接下来是一些带参数的绘图指令，它们可以帮你进行图形标注、坐标控制等等一系列功能，非常实用，记得好好学习。
图形标注函数

值得一提的是，上面这些函数的使用方式远不及示例这么简单，它们都有非常多的参数可供选择使用，示例只是列出最简单、最常用的方式，下面是两段代码：

图形窗口分割函数subplot

此中，m和n指定将窗口分成mXn个绘图区，p指定的是当前图像地址区域，如m=2，n=3，则一个figure窗口被分成2行三列供6个绘图区，可以容纳6个图形。若p=3，说明当前图像要被画进第三个窗口，也就是第二行第一列的窗口内。p小于等于mXn，如：

图形修饰措置
前面写了一些基本绘图指令，可以对我们的图形进行简单的修整，让其变得更完备更都雅，接下来是一些对图形修饰的方式。
视点措置
方位角：视点与原点连线在xy平面上的投影与y轴负标的目的形成的角度，正值暗示逆时针，负值暗示顺时针。
仰角：视点与原点连线与xy平面的夹角，正值暗示视点在xy平面上方，负值暗示视点在xy平面下方。

view函数

此中az为方位角，el为仰角。系统默认的视点定义为方位角-37.5°，仰角30°。

色彩措置
默认的，向量元素在[0,1]范围内取值，3个元素一次暗示红、绿、蓝三种颜色的相对亮度，称为RGB三元组即[R G B]，如[0 0 1]是蓝色，[1 0 0]是红色，[1 1 1]是白色，[0 0 0]是黑色。(当然，也有在[0,255]内取值的，不再介绍)
色图(Colormap)
首先，创建一个色图矩阵方式如下：

此中，parula是内建色图中包含的一个种类，此中参数5可以是任何一个数值，它关系着色图矩阵的范围，一般来说使用的时候省略就好。内建色图如下：

指定当前图形使用的色图

我们也可以不使用系统的色图矩阵，可以自定义任何色图矩阵。如创建一个灰色系列的色图矩阵：

用shading函数来改变着色方式
参数如下：

示例：使用同一色图，以分歧着色方式绘制圆锥体

图形的裁剪措置

将图形中需要裁剪部门对应的函数值设置成NaN，这样在绘制图形时，函数值为NaN的部门将不显示出来，从而达到对图形进行裁剪的目的。
示例如下：

总结
好了，感激你能看到这里，对于这篇文章，它可能的侧重点不是完全教会我们怎么作图，而更多的也可能是提醒我们在Matlab里面可以进行如此操作，对于新手而言，很多没有系统的学习过Matlab的使用，可能里面的很多东西不是我们不会用，而是底子不知道，所以这篇文章大致列出来了很多非常常用的函数方式等，此中的示例仅仅是个示例，它们的用法还有很多，但愿大师能够进行再次开拓，深入的了解每个方式的使用。最后，如果你感觉本篇文章对你有用，请点个赞，谢谢！
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