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    MATLAB画图——基础篇

    在MATLAB使用的过程中,学会画图是一项必要的技能。在这里,我总结了部分简单的画图函数,同时附上代码(本文中的程序为了方便给出的数据都很简单,大家可以自己去尝试其他数据)。这对刚刚开始接触MATLAB的小白来说,我认为还是很有帮助的。

    一、plot()函数

    1.二维图形

    (1)绘图选项

    线型颜色标记符号
    -实线b蓝色.点s方块
    :虚线g绿色o圆圈d菱形
    .-点划线r红色x叉v朝下三角符号
    -双划线c青色+加号^朝上三角符号
    m品红*星号<朝左三角符号
    y黄色>朝右三角符号p五角星
    k黑色h六角星
    w白色

    (2)图形的辅助标注和窗口的分割

    title(图形说明)
    xlabel(x轴说明)
    ylabel(y轴说明)
    text(x,y图形说明)——在x,y轴处添加文字说明
    legend(图例一,图例二,…)
    subplot(m,n,p)——将绘图区域分割成m*n个子区域,并按照行从左至 右,从上至下依次编号。p表示第p个绘图子区域。

    注意:如果是要两个图画到同一个坐标里面,则在两个plot函数之间添加一行hold on

    (3)格式

    plot(x)——缺省自变量绘图格式
    plot(x,y)——基本格式。以y(x)的函数关系作图。如果y是n*m的矩 阵,则x为自变量,作出m条曲线。
    plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)——多条曲线绘图格式
    plot(x1,y1,选项1,x2,y2,选项2,…,xn,yn,选项n)——含选项的绘图格式
    图一

    x1=[1 2 3 4 5 6 7 8 9];
    x2=[2 4 6 8 10 12 14 16 18];
    y1=[1 4 9 16 25 36 49 64 81];
    y2=[18 16 14 12 10 8 6 4 2];
    subplot(4,1,1);plot(x1);title('例一');xlabel('自变量');ylabel('因变量');
    subplot(4,1,2);plot(x1,y1);title('例二');xlabel('自变量');ylabel('因变量');
    subplot(4,1,3);plot(x1,y1,x2,y2);title('例三');xlabel('自变量');ylabel('因变量');
    subplot(4,1,4);plot(x1,y1,'m+',x2,y2,'c*');title('例四');xlabel('自变量');ylabel('因变量');
    

    2.三维图形

    (1)格式

    plot3(x1,y1,z1,‘选项一’,x2,y2,z1,‘选项二’,…)
    x,y,z是长度相同的向量:一条曲线
    x,y,z是维度相同的矩阵:多条曲线

    (2)网格矩阵生成函数:meshgrid

    [X,Y]=meshgrid(x,y)
    x,y是给定的向量,X,Y是网格划分后得到的网格矩阵
    注意,这个函数用来生成网格矩阵,不是直接用来画图的,配合mesh使用。

    (3)mesh函数

    mesh(X,Y,Z,C)
    X,Y:网格坐标矩阵
    Z:网格点上的高度矩阵
    C:确定不同高度下的颜色范围

    meshc:在mesh基础上增加等高线。
    meshz:在mesh基础上增加底座。

    (4)surf函数

    surf(X,Y,Z,C)——绘制由矩阵X,Y,Z确定的着色的三维表面图,参数含义同mesh
    surfc——与surf相同,在此基础上增加等高线
    surfl——与surf相同,在此基础上增加光照效果
    注意:使用surfl的时候,C为一个二维或者三维向量。表示光源与曲面之间的方位。

    x1=[1 2 3 4 5 6 7 8 9];
    x2=[2 4 6 8 10 12 14 16 18];
    z1=[1 2 3 4 5 6 7 8 9];
    y1=[1 4 9 16 25 36 49 64 81];
    y2=[18 16 14 12 10 8 6 4 2];
    z2=[1 2 3 4 5 6 7 8 9];
    Z=[1 2 3 4 5 6 7 8 9;
       2 3 4 5 6 7 8 9 10;
       3 4 5 6 7 8 9 10 11;
       4 5 6 7 8 9 10 11 12;
       5 6 7 8 9 10 11 12 13;
       6 7 8 9 10 11 12 13 14;
       7 8 9 10 11 12 13 14 15;
       8 9 10 11 12 13 14 15 16;
       9 10 11 12 13 14 15 16 17];
    s=[40;60];
    subplot(2,3,1);plot3(x1,y1,z1,x2,y2,z2);
    subplot(2,3,2);[X,Y]=meshgrid(x1,y1);mesh(X,Y,Z,Z);
    subplot(2,3,3);meshc(X,Y,Z,Z);
    subplot(2,3,4);meshz(X,Y,Z,Z);
    subplot(2,3,5);surfc(X,Y,Z,Z);
    subplot(2,3,6);surfl(X,Y,Z,s);
    

    图二

    二、特殊图形

    1.对数坐标图

    semilogx(x,y):x轴对数刻度,y轴线性刻度。
    semilogy(x,y):x轴线性刻度,y轴对数刻度。
    loglog(x,y):x,y都是对数刻度。
    图三

    x=[1 2 3 4 5 6 7 8 9];
    y=[2 3 4 5 6 7 8 9 10];
    subplot(3,1,1);semilogx(x,y);
    subplot(3,1,2);semilogy(x,y);
    subplot(3,1,3);loglog(x,y);
    

    2.极坐标图

    polarplot (x,y): 在极坐标中绘制线条
    polarscatter (x,y):极坐标中的散点图
    polarhistogram (x,y) : 极坐标中的直方图(y为一个整数)
    compass (x,y): 绘制从原点发射出的箭头
    ezpolar (‘函数’):易用的极坐标绘图函数
    图四

    x=[0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9];
    y=[0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.10];
    subplot(3,2,1);polarplot(x,y);
    subplot(3,2,2);polarscatter(x,y);
    subplot(3,2,3);polarhistogram(x,6);
    subplot(3,2,4);compass(x,y);
    subplot(3,2,5);ezpolar('1+2*sin(x)');
    

    3.条形图

    bar(y)——若y为向量,则分别显示每个分量的高度。若为矩阵,则把y分解为行向量,在分别画出。
    bar(x,y)——在指定的横坐标x上画出y。x为单增向量。
    bar(…,width)——设置条形的相对宽度和控制在一组内条形的间距,默认值为0.8。
    bar(…,‘style’)——指定条形的排列类型。类型有“group”和“stack”。
    group:若y为n*m矩阵,则bar显示n组,每组m个条形图
    stack:对矩阵的每一个行向量显示在一个条形中,条形的高度为该行向量中的分量和,其中同一条形中的每个向量用不同的颜色显示出来,从而可以显示每个向量中的分布。

    三维格式为bar3

    图五

    x=[0.1 0.2 0.3 0.4];
    y=[0.1 1.1 5.4 3.4 2.3 4.5 3.2 3.4 5.6];
    c=x+x';
    subplot(2,2,1);bar(c);title('例一');
    subplot(2,2,2);bar(x,c);title('例二');
    subplot(2,2,3);bar(x,c,1);title('例三');
    subplot(2,2,4);bar(x,c,'stack');title('例四');
    

    4.面积图

    area(x)——与plot(x)一样,但是将所得的曲线下方的区域填充颜色。
    area(x,y)——y为向量,与plot(x,y)一样,但是将所得的曲线下方的区域填充颜色。
    area(x,A)——矩阵A的第一行对向量x绘图,然后依次是下一行所有行值的和对向量x绘图,每个区域有各自的颜色。
    area(…,leval)——将填色部分改为由连线图到y=leval的水平之间的部分。
    图六

    x=[0.1 0.2 0.3 0.4];
    y=[0.1 1.1 5.4 3.4];
    c=x+x';
    subplot(2,2,1);area(x);title('例一');
    subplot(2,2,2);area(x,y);title('例二');
    subplot(2,2,3);area(x,c);title('例三');
    subplot(2,2,4);area(x,c,1);title('例四');
    

    5.饼状图

    pie(x)——用x中的数据画一个饼状图。x中的每一个元素代表饼状图中的一部分。
    pie(x,explode)——从饼状图中分离出一部分,explode是与x同维的矩阵。当所有元素为零时,饼状图各部分连一起组成一个圆。当其中有非零元时,元素对应的扇形往外移。

    三维格式为pie3

    图七

    x=[0.1 0.2 0.3 0.4];
    y=[0 1 0 1];
    subplot(2,1,1);pie(x);title('例一');
    subplot(2,1,2);pie(x,y);title('例二');
    

    6.双y轴

    yyaxis left——坐标轴在左边
    yyaxis right——坐标轴在右边

    图八

    x=[0.1 0.2 0.3 0.4];
    y1=[4 5 6 7];
    y2=[1 2 3 4];
    yyaxis left;
    plot(x,y1);
    yyaxis right;
    plot(x,y2);
    title('例一');
    

    7.罗盘图

    compass(x,y)——x,y为n维向量
    compass(z)——z为n维复数向量
    compass(x,y,选项)——选项为箭头的颜色,线型等。

    图九

    x=[0.1 0.2 0.3 0.4];
    y=[4 5 6 7];
    z=[1+2*i 2+2*i 3+3*i 4+4*i];
    subplot(2,2,1);compass(x,y);title('例一');
    subplot(2,2,2);compass(z);title('例二');
    subplot(2,2,3);compass(x,y,'m*');title('例三');
    

    8.羽毛图

    feather函数
    用法与罗盘图相同

    图十

    x=-pi:pi/10:pi;
    y=sin(x);
    z=[1+2*i 2+2*i 3+3*i 4+4*i];
    subplot(2,2,1);feather(x,y);title('例一');
    subplot(2,2,2);feather(z);title('例二');
    subplot(2,2,3);feather(x,y,'m*');title('例三');
    

    9.矢量图

    quiver(u,v)——v为mn矩阵,绘出在范围x=1:n,y=1:m的坐标系中由u和v定义的向量
    quiver(x,y,u,v)——x为n维向量,y为m维向量。u和v为m
    n维矩阵。则画出由x,y确定的每一个由u和v定义的向量。
    quiver(…,scale)——对向量的长度进行处理。

    图十一

    x=-pi:pi/10:pi;
    y=sin(x);
    for i=1:1:21
        u(i)=i;
        v(i)=i;
    end
    subplot(2,2,1);quiver(x,y);title('例一');
    subplot(2,2,2);quiver(x,y,u,v);title('例二');
    subplot(2,2,3);quiver(x,y,u,v,0.5,'m*');title('例三');
    

    10.散点图

    scatter(x,y)——x,y为向量,且长度相同。
    scatter(x,y,sz)——sz标记面积,默认36。
    scatter(x,y,sz,c)——c标记颜色。

    图十二

    x=-pi:pi/10:pi;
    y=sin(x);
    for i=1:1:21
        u(i)=i;
        v(i)=i;
    end
    subplot(2,2,1);scatter(x,y);title('例一');
    subplot(2,2,2);scatter(x,y,10);title('例二');
    subplot(2,2,3);scatter(x,y,50,'m*');title('例三');
    

    总结

    本文参考了很多其他的文章,这也是我第一次写,有写的不好的地方希望大家多提提意见。另外,本文也是当成笔记来写的,因此有一些地方写的很简洁,希望大家多多包涵。

    参考

    1.MATLAB中特殊图形的绘制
    2.使用matlab绘制条形图、面积图、饼图、柱状图
    3.【MATLAB】MATLAB 可视化之极坐标图
    4.MATLAB 画图,对数坐标轴
    5.数学建模之MATLAB画图汇总
    6.Matlab绘图方法整理(超完整版)
    7.如何使用Matlab绘制各类特殊图形

    展开全文
  • Matlab画图颜色

    2022-03-31 11:10:41
    matlab绘图配色

    matlab直接指定‘Color’,‘r’ 就没有直接让它自动生成的好看,下面会记录一些色卡。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    推荐一个网站:https://zh.spycolor.com/45b97c 我每次画图,想画好看一点的就在上面挑自己喜欢的颜色来搭配,虽然搭配得也不好,可以多积累一点平时看的文献中的配色,我是建了一个PPT来存一些好看的作图。

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  • 详细介绍了matlab画图时输出多行标题的方法
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    本文将详细介绍如何用matlab绘图并美化。 关于figure() 创建图窗窗口:figure() figure()的属性: 'Name':在标题栏显示的名称,接字符串,如'Test' 'Position':在电脑屏幕上的位置和大小,后接向量[left,...

    本文将详细介绍如何用matlab绘图并美化。

    关于figure()

    创建图窗窗口:figure()

    figure()的属性:

    'Name':在标题栏显示的名称,接字符串,如'Test'

    'Position':在电脑屏幕上的位置和大小,后接向量[left,bottom,width,height]也就是说指定了图窗的左下角位置,再向右+width、向上+height延伸。

    'unit':单位,可以选择'normalized',使得位置参数为屏幕的归一化位置,屏幕归一化坐标(x,y),(0,0)表示左下角,(1,1)表示右上角。

    我的桌面

    'color':图窗背景颜色,'red'、'green'、'blue'、'cyan'、'magenta'、'yellow'、'black'、'white' 和 'none',其中none表示透明。或者RGB三通道表示法[R,G,B],其中三分量都要归一化到1,即R/255,G/255,B/255。

    https://ww2.mathworks.cn/help/matlab/ref/figure.html

    例如:

    fullfig=figure('Name','Hello','unit','normalized','Position',[0.1, 0.1, 0.3, 0.7],'color',[100/255,100/255,100/255]);

    将会产生左下角位置在[0.1,0.1]、长0.3宽0.7的图窗,其名字为'Hello',其背景颜色为[100/255,100/255,100/255]也就是灰色。

     

    关于plot()

    plot(x,y)画图

    'LineWidth',线条宽度,最小是1

    'color',线条颜色,同上

    'LineSpec',这里直接表示线的形状,不用写'LineSpec'

    https://www.mathworks.com/help/matlab/ref/linespec.html

       'MarkerSize'、'MarkerEdgeColor'、 'MarkerFaceColor':如果线形使用Marker,可以调节大小、边界颜色、内部颜色

     

    例如,

    >> x=0:1/pi:2*pi;

    >> y=sin(x);

    >> plot(x,y,'--bo','LineWidth',2,'color','blue','MarkerSize',10,'MarkerEdgeColor','black','MarkerFaceColor','red')

    表示画一条如下图所示的正弦函数,'--bo'表示虚线、蓝色、采样点用圆圈标出。线形和点形以及颜色可以自由组合。

     

    关于图注、图例、坐标轴、字体大小

    命名横纵坐标

    a=xlabel('Name of x axis');b=ylabel('Name of y axis');

    设置标题

    c=title('contents of your title');

    设置图例

    d=legend('y1','y2');

    设置上述内容的位置、字体大小、粗细

    set(a,'unit','normalized','Position',[x,y],'FontSize',number_fontsize,'FontName',name_of_font_style)

    set(a,'unit','normalized','Position',[x,y,width,height],'FontSize',number_fontsize,'FontName',name_of_font_style,'LineWidth',number_linewidth);

    示例:

    >> x=0:1/pi:2*pi;

    >> y1=sin(x);y2=cos(x);

    %创建图窗%

    >> figure('color','white')

    %画sin(x)和cos(x)图%

    >> plot(x,y1,'--bo','LineWidth',2,'color','blue','MarkerSize',10,'MarkerEdgeColor','black','MarkerFaceColor','red');

    >> hold on;plot(x,y2,'--g*','LineWidth',2,'color','blue','MarkerSize',10,'MarkerEdgeColor','black','MarkerFaceColor','red');

    %创建坐标轴、标题、图例的对象

    >> a=xlabel('x (time)');b=ylabel('y (m)');c=title('sin(x) and cos(x)');d=legend('sin(x)','cos(x)');

    %位置、大小、字体大小、字体样式设置

    >> set(a,'unit','normalized','Position',[0,-0.05],'fontsize',15,'fontname','Times New Roman');

    >> set(b,'unit','normalized','Position',[-0.05,1],'fontsize',15,'fontname','Times New Roman');

    >> set(c,'fontsize',15,'fontname','Times New Roman');

    >> set(d,'unit','normalized','Position',[0.2,0.2,0.1,0.1],'fontsize',10)

    %图窗所有线条粗细设置为2

    >> set(gca,'LineWidth',2)

    %开启网格

    >> grid on;

    %设置x轴、y轴的显示范围

    >> xlim([0 2*pi])

    >> ylim([-1.1 1.1])

    %注:如果想画到上限,只需用+inf代替上限

     

     

    关于非常规坐标轴

    >> set(gca,'YDir','reverse');

    >> set(gca,'YDir','normal');

    y坐标轴反向或正常

     

    半对数、对数画图

    semilogx(x,y);loglog(x,y)

     

    关于参考线、参考点、标注点

    横线实现方式:

    利用ones(m,n)生成与y相同的纯1向量,再给它乘上你要标注的数

    size(y)返回y的行列值对(m,n),

    例如标y=0的浅色虚线:

    >> hold on;plot(x,0*ones(size(y)),'--','LineWidth',1,'color',[100/255,100/255,100/255]);

    竖线实现方式:

    利用plot()两点成线

    plot([x0,x0],[y_min,y_max]);

    例如在Pi/2处画从0到1的竖虚线:

    >> hold on;plot([pi/2,pi/2],[0,1],'--','LineWidth',1,'color',[100/255,100/255,100/255]);

     

    小细节:如果先加图例,图例会把你画的横竖线也标上'data 1','data 2'。如果画完参考线再加legend,legend只会标注标签名数量个数据,就不会出现把参考线也标上的情况。

     

    标注文字:text(x,y,'contents')

    >> text(pi,0,'\leftarrow sin(\pi)','fontsize',15);

     

    多个图:subplot(m,n,index)由matlab根据选定的m行n列自动设置子图尺寸

    https://ww2.mathworks.cn/help/matlab/ref/subplot.html

    或者需要精细化设置位置:

    %设置当前图窗单位为归一化

    >> set(gcf,'color','none','unit','normalized','position',[0,0,1,1]);

    %设置左下角出现在(0.2,0.22)位置,宽0.55,高0.4

    >> positionVector1 = [0.2, 0.55, 0.22, 0.4]; subplot('Position',positionVector)

     

    这里画子图下面的操作和上面都一样,唯一要记住的是,每一个subplot,都相当于一个figure(),这就是说,你在每个subplot下面写的xlabel、title、legend之类的,都只会设置subplot下面的图。

    子图示例:

    %子图一

    %设置子图位置

    positionVector1 = [0.2, 0.55, 0.22, 0.4];

    subplot('Position',positionVector1)

    %画图

    plot(A(:,2),(A(:,1)/1000),'LineWidth',2,'color','black');

    %画参考线

    hold on;plot(zeros(size(A(:,2))),(A(:,1)/1000),'--','LineWidth',1,'color',[100/255,100/255,100/255]);

    %设置坐标轴范围

    ylim([0 6371]);xlim([-2*max(abs(A(:,2))) +2*max(abs(A(:,2)))]);

    %画参考线

    hold on;plot([-2*max(abs(A(:,2))) +2*max(abs(A(:,2)))],[6371-670 6371-670],'--','LineWidth',1,'color',[100/255,100/255,100/255])

    hold on;plot([-2*max(abs(A(:,2))) +2*max(abs(A(:,2)))],[6371-2890 6371-2890],'--','LineWidth',1,'color',[100/255,100/255,100/255])

    hold on;plot([-2*max(abs(A(:,2))) +2*max(abs(A(:,2)))],[6371-5150 6371-5150],'--','LineWidth',1,'color',[100/255,100/255,100/255])

    %给坐标轴命名

    ylabel('r (km)');xlabel('U(r)'); set(gca,'YDir','reverse');

    %修改子图线条粗细

    set(gca,'LineWidth',3,'fontsize',15);

     

    positionVector2 = [0.58, 0.55, 0.22, 0.4];

    subplot('Position',positionVector2)

    plot(A(:,3),(A(:,1)/1000),'LineWidth',2,'color','black');

    hold on;plot(zeros(size(A(:,3))),flip(A(:,1)/1000),'--','LineWidth',1,'color',[100/255,100/255,100/255]);

    ylim([0 6371]);xlim([-2*max(abs(A(:,3))) +2*max(abs(A(:,3)))])

    hold on;plot([-2*max(abs(A(:,3))) +2*max(abs(A(:,3)))],[6371-670 6371-670],'--','LineWidth',1,'color',[100/255,100/255,100/255])

    hold on;plot([-2*max(abs(A(:,3))) +2*max(abs(A(:,3)))],[6371-2890 6371-2890],'--','LineWidth',1,'color',[100/255,100/255,100/255])

    hold on;plot([-2*max(abs(A(:,3))) +2*max(abs(A(:,3)))],[6371-5150 6371-5150],'--','LineWidth',1,'color',[100/255,100/255,100/255])

    ylabel('raduis (km)');xlabel('dU(r)/dr'); %set(gca,'YDir','reverse');

    set(gca,'LineWidth',3,'fontsize',15);

     

    positionVector3 = [0.2, 0.07, 0.22, 0.4];

    subplot('Position',positionVector3)

    plot(zeros(size(A(:,1))),(A(:,1)/1000),'--','LineWidth',1,'color',[100/255,100/255,100/255]);

    ylim([0 6371]);xlim([-1 1])

    hold on;plot([-1 1],[6371-670 6371-670],'--','LineWidth',1,'color',[100/255,100/255,100/255])

    hold on;plot([-1 1],[6371-2890 6371-2890],'--','LineWidth',1,'color',[100/255,100/255,100/255])

    hold on;plot([-1 1],[6371-5150 6371-5150],'--','LineWidth',1,'color',[100/255,100/255,100/255])

    ylabel('raduis (km)');xlabel('V(r)'); %set(gca,'YDir','reverse');

    set(gca,'LineWidth',3,'fontsize',15);

     

    positionVector4 = [0.58, 0.07, 0.22, 0.4];

    subplot('Position',positionVector4)

    plot(zeros(size(A(:,1))),(A(:,1)/1000),'--','LineWidth',1,'color',[100/255,100/255,100/255]);

    ylim([0 6371]);xlim([-1 1])

    hold on;plot([-1 1],[6371-670 6371-670],'--','LineWidth',1,'color',[100/255,100/255,100/255])

    hold on;plot([-1 1],[6371-2890 6371-2890],'--','LineWidth',1,'color',[100/255,100/255,100/255])

    hold on;plot([-1 1],[6371-5150 6371-5150],'--','LineWidth',1,'color',[100/255,100/255,100/255])

    ylabel('raduis (km)');xlabel('dV(r)/dr');% set(gca,'YDir','reverse');

    set(gca,'LineWidth',3,'fontsize',15);

    %设置总标题

    name=['_{' num2str(n) '}S_{' num2str(l) '}'];%latex

    sgt =sgtitle(name);sgt.FontSize = 30;

    %加文字

    config=[ 'Eigf=' num2str(Eigf) ',Gv=' num2str(Gv) ',Q=' num2str(Q) 'Err=' num2str(Err)];

    suptitle(config);  

    %保存图片 

    I=getimage(gcf);

    pngname=[ num2str(n) 'S' num2str(l)];

    saveas(fullfig,[filepath pngname '.png']);

    最后成图:

     

    那么如何给图加标题呢?

    matlab2020之前有suptitle函数,matlab2020有sgtitle函数,和title函数差不多。

     

    另外还有画三维图时加colorbar的细节,

    https://www.mathworks.com/help/matlab/ref/colorbar.html

     

     

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