MATLAB简单绘图

绘图选项：

MATLAB 有许多的绘图选项，以下一一做介绍。如果要将二条曲线划在同一个图，可参考以下的例子：

[code lang="matlab"]
>> x=linspace(0,2*pi,30);
>> y=sin(x); z=cos(x);
>> plot(x,y,x,z) % 将 y=sin(x) 及 z=cos(x) 二函数分布绘图
>> plot(x,y,'g:',x,z,'r--') % 加上不同的颜色及符号来区别二条曲线
[/code]

横轴和数轴的比例控制

上述的各个指令的语法也可以将关键字放在括弧内的单引号之间，如axis(' ')。

子图

要将数个相关的图画在同一页时，可以用subplot这个指令。其语法为 subplot(m,n,p)，其中 m, n代表绘图成 m x n 个子图，m表示在 y方向有 m 个图， n表示在 x 方向有 n 个图，p 是代表第几个子图。下例是以 subplot分别画 出线性及对数尺度的四个子图：

[code lang="matlab"]
>> x=[0 2 5 7 10 12 15 17 20 21];
>> y=[0.1 0.2 0.5 0.6 0.9 1 1.2 1.26 1.22 1.2];
>> subplot(2,2,1), plot(x,y) % 画左上角的图
>> subplot(2,2,2), semilogx(x,y) % 画右上角的图
>> subplot(2,2,3), semilogy(x,y) % 画左下角的图
>> subplot(2,2,4), loglog(x,y) % 画右下角的图
[/code]

图形放大和缩小

zoom 指令可以将图形放大或缩小，若要将图形放大时用 zoom on，zoom out，当不再须要放大或缩小图形时用 zoom off。

[code lang="matlab"]
>> M=peaks(25); % peaks 是MATLAB内建的一个像山峰的特别函数，25是这个
>> plot(M) % 函数矩阵的大小，如果数值愈大则画出的山峰图愈平滑
>> zoom on % 开始放大图形，每按一次Enter键图形就放大一次
>> zoom out % 开始缩小图形，每按一次Enter键图形就缩小一次
>> zoom off % 停止图形放大或缩小功能
[/code]

函数分布的快速绘图

fplot的指令可以用来自动的画一个已定义的函数分布图，而无须产生绘图所须要的一组数据做为变数。其语法 为fplot('fun',[xmin xmax ymin ymax])，其中 fun为一已定义的函数名称，例如 sin, cos等等；而 xmin, xmax, ymin, ymax 则是设定绘图横轴及纵轴的下限及上限。以下的例子是将一函数 f(x)=sin(x)/x在-20　x　20,-0.4　y　1.2之间画 出：

[code lang="matlab"]
>> fplot('sin(x)./x',[-20 20 -0.4 1.2])
>> title('Fplot of f(x)=sin(x)/x')
>> xlabel('x'), ylabel('f(x)')
[/code]

其他功能

如果我们须要在所画的图中的曲线的某处加上符号，而又可以随意的放置这些符号，则可以用指令ginput方式 ，它容许我们以滑鼠或上下左右游标在萤幕上输入要加上符号的座标。下面的例子是一个有8个峰顶及峰谷的 函数分布图( y = sin (x) / x )，我们以滑鼠方式将符号加在这些峰值上，藉以突显这些极值，其语法为 [x,y]=ginput(n)。

[code lang="matlab"]
>> x=linspace(-2*pi,2*pi,60);
>> y=sin(x).^2./(x+eps); % 注意加上eps可避免当x趋近零时，y会无法定义
>> plot(x,y)
>> [a,b]=ginput(8); % 依序从萤幕输入8点的座标
>> hold on
>> plot(a,b,'co') % 依据输入的座标值将符号画在图上适当位置
>> hold off
[/code]

三维画图：

plot3 可以用来画一个三维的曲线，它的格式类似 plot ，不过多了 z方向的数据。其与法可以是 plot3(X,Y,Z) 或是 plot3(X,Y,Z,'linetype')，其中的 linetype是设定画线的符号和颜色。下面的例子说明一个三维的曲线图：

[code lang="matlab"]
>> t=0:pi/50:10*pi;
>> plot3(sin(t),cos(t),t)
>> title('Helix'), xlabel('sin(t)', ylabel('cos(t)'), zlabel('t')
>> axis('ij') % 加上这个指令，注意图的y轴及曲线方向改变了
[/code]

曲面与等值线的绘制：

如果要画一个三维的曲面，MATLAB是以meshgrid配合与mesh或surf指令来绘图。先要以meshgrid产生在x-y平面 的二维的网格数据，再以一组z轴的数据对应到这个二维的网格，即可画出三维的曲面。以下的例子可说明上 述的绘图过程。

[code lang="matlab"]
>> x=-7.5:0.5:7.5; y=x; % 先产生x及y二个阵列
>> [X,Y]=meshgrid(x,y); % 再以meshgrid形成二维的网格数据
>> R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps; % 加上eps可避免当R在分母时趋近零时会无法定义
>> Z=sin(R)./R; % 产生z轴的数据
>> mesh(X,Y,Z) % 将z轴的变化值以网格方式画出
>> surf(X,Y,Z) % 将z轴的变化值以曲面方式画出
>> mesh(peaks) % 直接将以定义的peaks函数以网格方式画出
>> title('Mesh plot of peaks')
[/code]

与三维绘图有关的还有等值线图，相关指令为contour,contour3。contour是将等值线图以二维图表示，其语法有 几个方式。一是contour(Z),contour(Z,n)，其中Z是一个二维矩阵，而 n为等值线的数目（如果不给即以自动方式 设定）。另一种语法则是将z轴的值对应到指定的x,y轴的值，语法为contour(X,Y,Z),contour(X,Y,Z,n)，其中X,Y, Z代表x,y,z轴的数据。contour3则是将等值线以三维图表示，其语法与contour类似，只是将对应的关键字contour 改成contour3，其余部份相同。

以下的例子可以比较contour, contour3图示的不同：

[code lang="matlab"]
>> [X,Y,Z]=peaks; % x,y及z轴的数据由peaks函数定义
>> subplot(2,2,1)
>> contour(Z,20) % 画出peaks的Z轴二维等值线图，20为等值线的数目
>> subplot(2,2,2)
>> contour(X,Y,Z,20) % 画出peaks的二维等值线图，注意x,y轴与上图不同
>> subplot(2,2,3)
>> contour3(Z,20) % 画出peaks的Z轴二维等值线图
>> subplot(2,2,4)
>> contour3(X,Y,Z,20) % 画出peaks的三维等值线图，注意x,y轴与上图不同
[/code]