第四讲数据可视化(初级篇)要点解析.ppt

第四章 数据及函数的可视化 本章主要内容如下： 4.1 可视化的基本步骤 4.2 二维曲线绘图 4.3 三维曲线绘图 4.4 图形窗功能简介 引子 引子 手工作图 引子 Matlab 作图 4.1 可视化的基本步骤 1. 曲线数据准备（以二维图形为例）： 选取一个参变量采样向量 计算各坐标数据向量 2. 选定图形窗及子图位置； 3. 调用曲线绘图指令； 4. 设置轴的范围 5. 图形注释（图名、坐标名、图例、文字说明）。 4.2 二维曲线绘图 4.2.1 plot的基本调用格式 plot(X,’s’) X为实向量时，以该向量元素的下标为横坐标，元素值为纵坐标画一条连续曲线。 X为实矩阵时，则按列绘制每列元素值相对其下标的曲线，图中曲线数等于X阵列数。 X为复数矩阵时，则按列绘制每列以元素实部和虚部为横、纵坐标绘制多条曲线。 用来指定线型、色彩等，缺省时为MATLAB默认设置。 4.2 二维曲线绘图 4.2.1 plot的基本调用格式 plot(X,Y,’s’) X、Y是同维向量时，绘制X、Y元素为横、纵坐标的曲线。 X是列向量，Y是与X等行的矩阵时，以X为横坐标，按Y的列数绘制多条曲线。 X是矩阵，Y是向量时，以Y为纵坐标按X的列数绘制多条曲线。 X、Y是同维矩阵时，以X，Y对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵列数 s的意义与其在plot(X，’s’)中相同。 4.2 二维曲线绘图 4.2.2 曲线的色彩、线型和数据点形 色彩和线型 4.2 二维曲线绘图 4.2.2 曲线的色彩、线型和数据点形 数据点形 数据点形用来标志数据点，即可单独使用也可与色彩、线型组合使用。 扩展：一张图同时汇多个图形 扩展：绘图其他属性 4.2 二维曲线绘图 4.2.3 图形控制 在一般绘图时可采用MATLAB的缺省设置，也能得到满意的画面，但用户也可根据需要改变缺省设置。 坐标控制 4.2.3 图形控制 分格线和坐标框 grid on 画出分格线 grid off 不画分格线 box on 使当前坐标呈封闭形式 box off 使当前坐标呈开启形式 4.2 二维曲线绘图 4.2 二维曲线绘图 4.2 二维曲线绘图 4.2 二维曲线绘图 4.3 三维曲线绘图 4.3 三维曲线绘图 4.3 三维曲线绘图 4.3 三维曲线绘图 图形透视例子 4.4 图形窗功能简介 4.3.2 三维网线图和曲面图 网线、曲面图基本指令格式 网线图 mesh(Z) 以Z矩阵列、行下标为x，y轴自变量，画网线图. mesh(X,Y,Z) 最常用的网线图调用格式。 mesh(X,Y,Z,C) 最完整的调用格式，画由C指定用色的网线图。 【说明】 在最完整调用格式中，四个输入宗量都是维数相同的矩阵。X、Y是自变量“格点”矩阵，Z是格点上函数矩阵；C是指定各点用色的矩阵。C缺省时，默认用色矩阵为Z。 单输入宗量格式时，Z矩阵列下标为x轴的“自变量”；Z的行下标为y轴“自变量”。 【例3-10a】三维网线绘图指令演示：mesh clf,x=-4:4;y=x; [X,Y]=meshgrid(x,y) Z=X.^2+Y.^2; mesh(X,Y,Z); colormap(cool) xlabel(X),ylabel(y),zlabel(z) 将mesh(X,Y,Z)改为mesh(Z)，其网线图如左图所示（注意X、Y）坐标的变化。 4.3.2 三维网线图和曲面图 网线、曲面图基本指令格式 曲面图 surf(Z) 以Z矩阵列、行下标为x,y轴自变量，画曲面图。 surf(X,Y,Z) 最常用的曲面图调用格式。 surf(X,Y,Z,C) 最完整的调用格式，画由C指定用色的曲面图。 有关调用的说明同mesh指令。 【例4-10b】三维曲面绘图指令演示：surf x=-4:4;y=x; [X,Y]=meshgrid(x,y); Z=X.^2+Y.^2; surf(X,Y,Z); 画三维曲面图 x=-4:4;y=x;[X,Y]=meshgrid(x,y); Z=X.^2+Y.^2; subplot(1,3,1),surf(X,Y,Z); subplot(1,3,2),mesh(X,Y,Z); subplot(1,3,3),plot3(x,y,x.^2+y.^2),box on 绘曲面图 绘网线图 绘曲线图 【例4-11】网线、曲面、曲线图比较: 4.3.2 三维网线图和曲面图 图形的透视 曲面图MATLAB在采用缺省设置画mesh图形时，对叠压在后面的图形采取了消隐措施。采用如下指令可控制消隐： hidden off 透视被叠压的图形 hid