MATLAB绘图基础教程
MATLAB绘图基础教程
MATLAB是一种功能强大的科学计算软件，广泛应用于工程、数学、物理等领域的数据处理和可视化。本文将详细介绍MATLAB的基本绘图功能及其操作方法，包括基本绘图函数、二维绘图、二维动画图形制作、三维图形绘制等内容，并通过多个示例代码展示具体的操作方法。
（一）MATLAB的基本构成：
MATLAB的基本构成包扩界面结构，功能选择，基本操作和程序运行等，可以实现6个方面的功能：数值计算与分析，符号解析运算与变换，建模与仿真分析，数据可视化，图形处理与可视化，基于图形用户界面的应用与开发。
（二）MATLAB的基本绘图函数及其操作
MATLAB不仅具有强大的计算功能，还具有非常好的数据可视化功能，可以满足一般科学计算中所需要的图形绘制与交互功能，如二维平面曲线、三维空间曲线和曲面等静态和动态显示等。
1.figure 或 figure(m)
命令figure可以创建一个按自然顺序进行编号的图形窗口，m则是指定图形编号为m的图形窗口。
2.subplot(n,m,k) 或 subplot nmk
在一个图形窗口中设置n行m列个子图形窗口，选定第k个子窗口作为当前绘制图形窗口。
3.plot
plot可以绘制一条或者多条曲线。
绘制一条曲线的一般格式为：plot(x,y,'color line marker'),其中x为横坐标向量，y为纵坐标向量，color line marker分别为图形曲线的颜色、线型与标记类型。
绘制多条曲线时，可以多次使用plot语句，也可以按照如下格式：
plot(x1,y1,'color line marker',x2,y2,'color line marker',...........)
4.其他常用二维绘图格式
5.二维动画图形制作
moviein(n):创建具有列的矩阵，可以存放n帧画面，每一列对应一帧图像。
getframe:将plot()等图形命令函数绘制的第i幅图作为第i帧画面以列的形式保存在矩阵中。
movie(m,k,fps):影片播放函数，以每秒fps帧放映矩阵m中的画面k遍。
示例1：在0~4π区间绘制动态曲线，图形特征为星号。
clc
clear
close all
t = 0:pi/20:4*pi; %设置图像位移间隔，采样数>40帧x2
x = 0:pi/20:4*pi; %设置函数变量，采样数>40帧x2
m = moviein(40); %创建具有40列的矩阵m
for i = 1:40
y = sin(x-t(i));
plot(x,y,'*k');
axis([0,12,-1.2,1.2]);grid;
m(i) = getframe;
end
movie(m,5);
运行结果：
示例2：绘制极坐标动画图
clc
clear
close all
t = 0:0.1:4*pi; %设置图像位移间隔，采样数>40帧x2
T = 0:0.1:4*pi; %设置函数变量，采样数>40帧x2
m = moviein(40); %创建具有40列的矩阵m
for i = 1:40
y = 5*sin(3*(T-t(i))/2);
polar(T,y,'y');
m(i) = getframe;
end
movie(m,10);
运行结果：
6.三维图形的基本绘制方法
三维曲线绘制函数的一般格式为：
plot3(x,y,z,'color line marker'),其中x,y,z分别三维曲线在三个维度上的坐标向量，color line marker分别为三维图形曲线的颜色、线型与标记类型。
绘制多条三维曲线时，可以多次使用plot语句，也可以按照如下格式：
plot3(x1,y1,z1,'color line marker',x2,y2,z2,'color line marker',...........)
示例：绘制参数方程：
的三维曲线。
clc
clear
close all
t = 0:0.1:2*pi; %设置t的采样点向量
%T = 0:0.1:4*pi; %设置函数变量，采样数>40帧x2
x = t.^3.*sin(3*t).*exp(-t);
y = t.^3.*cos(3*t).*exp(-t);
z = t.^2;
figure(1);
plot3(x,y,z);
grid;
xlabel('X axis');
ylabel('Y axis');
zlabel('Z axis');
figure(2);
stem3(x,y,z);%绘制三维离散杆图
grid on;
xlabel('X axis');
ylabel('Y axis');
zlabel('Z axis');
运行结果：
7.常见的三维曲面绘制函数
示例：绘制二元函数
的三维表面图形。
clc
clear
close all
v = -2:0.1:2;
w = -2:0.1:2;%设定x-y平面上的取值区间
[x,y] = meshgrid(v,w);%生成矩阵数据[x,y]
z = (x.^2-2*x).*exp(-x.^2-x.*y-y.^2);%计算函数对应的曲面矩阵z
figure(1);
mesh(x,y,z);%绘制表面网格图
figure(2);
surf(x,y,z);%绘制表面图
运行结果：