《MATLAB及其在电气工程中的应用 教学课件 苏小林 第四章》.pdf
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第4章 数据可视化
1 概述
2 二维曲线的绘制
3 三维曲线的绘制
4 特殊图形的绘制
5 图形的保存和输出
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MATLAB具有强大的数据可视化功能,不仅能方便地绘制各种二维曲线
图、三维曲线图、三维曲面图、三维网线图和特殊图形,还有很强的图
形编辑功能。本章重点介绍MATLAB的常用图形绘制和图形编辑。
4.1 概 述
在MATLAB环境中绘图,首先需要为绘制的图形准备数据,这是绘制图
形的基础。一般,需要首先确定自变量的取值范围,并生成自变量的数
据点,再计算对应的函数数值,从而完成数据准备工作。具体而言,对
于离散数据可视化,自变量和因变量的数据即是给定的离散数据,它们
分别用各自的向量(一维数组)表示。对于离散函数的可视化,其自变量
在取值范围内取整数,利用离散函数表达式计算得到这些自变量数据点
对应的离散函数值。对于连续函数的可视化,为了使图形能更真实地反
映原函数的变化和图形的光滑性,其自变量在取值范围内应生成足够多
的数据点,并利用函数关系计算得到对应的函数值。自变量的数据点通
常采用线性步长生成法创建,具有x=a:inc:b的指令形式。
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绘图数据准备好后,应根据需要设置显示图形的位置。MATLAB的图形
都是绘制在MATLAB的图形窗体中。有些数据可视化需要在一个图形窗体中
绘制和显示多个图形,这些图表被称为多子图。绘制多子图时,需要设置
每个子图的显示位置,也就是对应坐标轴系统的位置。
绘图并设置图形对象的相关参数。MATLAB环境提供了许多绘图函数命
令和交互的图形用户接口(GUI)工具,可用于创建和修改图形显示。通过
GUI工具,可方便、交互地绘制图形,并能对图形的属性和选项进行直接
编辑、控制。通过绘图函数调用,可更加灵活、程序化地绘制图形和对图
形进行编辑。
图形编辑。图形绘制后,可根据需要对图形窗体中的图形、坐标轴系
统、图形注释和图形显示效果等进行编辑、修饰。例如,设置坐标轴的刻
度范围,添加坐标轴网格线,添加标题、坐标轴名、图例、文字说明等注
释,对于三维图形还可进行着色、明暗、灯光、材质等处理。这些图形编
辑和修饰可用GUI工具或调用函数命令来实现。
图形保存、导出、打印。图形绘制完成后,可根据需要以.fig格式文
件保存图形,以便今后在MATLAB中使用或进一步编辑完善。也可以其他通
用图形格式保存,如.jpg、.tif、.bmp等格式,以便能将图形导入到其它
应用程序中,如导入到word文档中等。
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正如上面所说,MATLAB的图形是绘制和显示在图形窗体中。图形
窗体的激活或打开有多种方式,可以通过菜单“File”→ “New”
→ “Figure”命令,新建一个图形并打开图形窗体;或通过菜单
“File”→ “Open”命令,打开一个.fig图形文件并激活图形窗体;
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