使用plot绘制二维图像

以及https://blog.csdn.net/alvern_zhang/article/details/51153058

MATLAB中plot函数常常被用于绘制各种二维图像，其用法也是多种多样，本文仅介绍plot函数的基本用法——使用plot函数绘制二维点图和线图。plot函数的一般调用形式如下：

plot(X, Y, LineSpec)

其中X由所有输入点坐标的x值组成，Y是由与X中包含的x对应的y所组成的向量。LineSpec是用户指定的绘图样式，主要选项如下：

Specifier	Line Style（线型）
- --	实线（默认样式） 虚线（短划线）
:	点线
-.	点划线

 

Specifier	Marker（坐标点样式）
o	圆
+	加号
*	星号
.	点
x	十字
s	正方形
d	菱形
^	上指向三角形
v	下指向三角形
>	右指向三角形
<<o:p>	左指向三角形
p	五角星
h	六角形

 

Specifier	Color
y	黄色
m	品红
c	蓝绿色
r	红色
g	绿色
b	蓝色
w	白色
k	黑色

例如：’--or’表示坐标点为圆圈标志，且线型为红色短划线的绘图样式。

 

注意

在同时绘制多条曲线时，如果没有指定曲线属性，plot按顺序循环使用当前坐标系中ColorOrder和LineStyleOrder两个属性。

默认情况，MATLAB在每次调用plot函数时将ColorOrder和LineStyleOrder自动重置为DefaultAxesColorOrder和DefaultAxesLineStyleOrder。Default**属性我们可以自定义，有效期至MATLAB关闭，Matlab下次启动时将Default**属性重置为厂家设置(Factory)

set(0,’DefaultAxesColorOrder’,’r|g|b|k’,…’DefaultAxesLineStyleOrder’,’-|-.|–|:’)

使用hold all命令可以阻止调用plot函数时自动重置ColorOrder和LineStyleOrder属性，而是循环使用。注意hold on只是使多次绘制的图形叠加（相当于NextPlot），但不能阻止属性重置。

另外我们可以通过下面四个属性设置标识符的颜色和大小

LineWidth——指定线宽

MarkerEdgeColor——指定标识符的边缘颜色

MarkerFaceColor——指定标识符填充颜色

MarkerSize——指定标识符的大小

注意上面四个属性是针对当前坐标系中所有曲线的

实例

X=1:10; 
% 两个都是数组，必须具有相同的尺寸 
X1=[X;X;X]’;%10×3 
Y1=rand(10,3)+1;%10×3% 其中一个为向量，另一个为数组，自动匹配尺寸相等方向 
X2=1:0.1:10;%1×91 
Y2=[sin(X2);cos(X2)]’;%91×2% 其中一个是标量，另一为矢量，绘制垂直坐标轴的离散点 
X3=1:10; 
Y3=-0.5; 
fh=figure(‘numbertitle’,’off’,’name’,’PLOT Usability Demo’);%创建figure对象 
ah=axes;%创建axes对象 
h=plot(…%返回所有曲线句柄 
ah,…%指定坐标系，可以省略，此时默认gca 
X1,Y1,…%坐标数据 
‘-.^’,…%曲线属性，可以省略或部分省略，此时自动选择 
X2,Y2,… 
‘m-‘,… 
X3,Y3,… 
‘o’,…%注意此组数据设置线型和颜色无效，因为默认绘制离散点 
‘LineWidth’,2,…%线宽 
‘MarkerEdgeColor’,’k’,…%标识符边缘颜色 
‘MarkerFaceColor’,’r’,…%标识符填充颜色 
‘MarkerSize’,8)%标识符大小

举例如下：

定义x为0到2pi之间的一组向量，且x向量中相邻两个值之间的增量为pi/100。定义y向量中的值为x向量的sine值。

x = 0:pi/100:2*pi;

y = sin(x);

figure % 打开新的绘画窗口，可省略该句

plot(x,y) %采用默认样式，绘制实线

x = 0:pi/20:2*pi;

y = sin(x);

plot(x,y,'--or') %坐标点为圆圈标志，且线型为红色短划线的绘图样式

 

注：可以根据上述LineSpec表格自由组合线型样式。

 

在不关闭绘图窗口的前提下，还可以为图像添加标题，x轴和y轴标签，例如：

xlabel('x')

ylabel('sin(x)')

title('Plot of the Sine Function')

 

想要在现有的图片上添加另外一条线，可以使用hold语句，例如：

x = 0:pi/100:2*pi;

y = sin(x);

plot(x,y)

hold on

y2 = cos(x);

plot(x,y2,'r:')

legend('sin','cos') %为图片添加图例

使用plot3绘制三维图像

MATLAB中有许多函数可以用来绘制三维图像，在此仅对plot3函数进行简要介绍，有兴趣的同学可以自行学习。plot3函数的调用形式如下：

plot3(X, Y, Z,LineSpec)

例如：

z=0:pi/50:10*pi;

x=sin(z);

y=cos(z);

plot3(x,y,z)

 

 

随机生成一组数据：

x = [1:1:10];
y = rand(1, 10);

使用plot函数绘制图像

plot(x, y)

对图像属性进行设置，可以使用以下代码：

p = plot(x, y);
p.LineWidth = 2; %线宽为2
p.Color = 'r';   % 红色线条
p.Marker = '*' ; % 设置标记类型
p.MarkerSize = 6; %设置标记大小
p.MarkerEdgeColor = 'b'; %设置标记边缘颜色
p.MarkerFaceColor = 'r'; %设置标记填充颜色

set(gca, 'xtick', [3:1:12])  %自定义横坐标显示范围

set(gca, 'xticklabel', {'F1', 'F2', 'F3', 'F4', 'F5', 'F6', 'F7', 'F8', 'F9', 'F10' })  %自定义横坐标显示标签

添加图例

legend('Random Points')

设置坐标轴上下限：

axis([xmin,xmax,ymin,ymax]);

设置图片大小：

set(gcf,‘Position’,[x1,y1,dx,dy]);

x1和y1是图的左下角坐标， dx和dy是图沿着x和y方向的大小， 比如：

set(gcf,"Position",[347,162,380,300]);

图例的相关设置：
图例中字体及大小：

legend("FontName","Times New Roman","FontSize",7,LineWidth",1.5);

图例中各个量及位置：

legend("y","zc","location","SouthEast");

坐标轴的名称的相关设置：

x轴的名称及字体和大小：

xlabel("x(m)","FontName","Times New Roman","FontSize",7); 

y轴的名称及字体和大小：

ylabel("zc(m) and y(m)","FontName","Times New Roman","FontSize",7,LineWidth",1.5);

坐标轴的字体及大小，以及坐标轴的刻度间隔

set(gca,'xtick', [1:1:10], "FontName","Times New Roman","FontSize",7,"LineWidth",1.5);

图名的字体及大小设置

title("yslice:600m;zslice:150m","FontName","Times New Roman","FontSize",7);

坐标轴反向

set(gca,"zdir","reverse"); %将坐标轴数值反向

1 plot 函数语法

plot：绘制二维线图

NO.1 绘制横轴为X，竖轴为Y二维线图，Y值与X值一一对应。

plot(X,Y)

如果 X 和 Y 都是向量，则它们的长度必须相同。plot 函数绘制 Y 对 X 的图。

如果 X 和 Y 均为矩阵，则它们的大小必须相同。plot 函数绘制 Y 的列对 X 的列的图。

如果 X 或 Y 中的一个是向量，而另一个是矩阵，则矩阵的各维中必须有一维与向量的长度相等。如果矩阵的行数等于向量长度，则 plot 函数绘制矩阵中的每一列对向量的图。如果矩阵的列数等于向量长度，则该函数绘制矩阵中的每一行对向量的图。如果矩阵为方阵，则该函数绘制每一列对向量的图。

如果 X 或 Y 一个为标量，而另一个为标量或向量，则 plot 函数会绘制离散点。但是，要查看这些点，必须指定标记符号，例如 plot(X,Y,‘o’)。

NO.2 设置线型、标记符号和颜色。

plot(X,Y,LineSpec)

LineSpec — 线型、标记和颜色

线型、标记和颜色，指定为包含符号的字符向量或字符串。符号可以按任意顺序显示。不需要同时指定所有三个特征（线型、标记和颜色）。例如，如果忽略线型，只指定标记，则绘图只显示标记，不显示线条。

示例： ‘–or’ 是带有圆形标记的红色虚线

线型	说明
- (默认)	实线
--	虚线
:	点线
-.	点划线

标记	说明
none（默认）	不显示
o	圆圈
+	加号
*	星号
.	点
x	叉号
_	水平线条
|	垂直线条
s	方形
d	菱形
^	上三角
v	下三角
>	右三角
<	左三角
p	五角形
h	六角形

颜色	说明
r	红色
g	绿色
b	蓝色
w	白色
k	黑色
y	黄色
m	品红/洋红
c	青蓝

NO.3 绘制横轴为X，竖轴为Y的多组二维线图，Y值与X值一一对应，所有线条都使用相同的坐标区。

plot(X1,Y1,...,Xn,Yn)

NO.4 设置每个线条的线型、标记符号和颜色。

plot(X1,Y1,LineSpec1,...,Xn,Yn,LineSpecn)

可以混用 X、Y、LineSpec 三元组和 X、Y 对组：例如

plot(X1,Y1,X2,Y2,LineSpec2,X3,Y3)

NO.5 创建 Y 中数据对每个值索引的二维线图。

plot(Y)

如果 Y 是向量，x 轴的刻度范围是从 1 至 length(Y)。

如果 Y 是矩阵，则 plot 函数绘制 Y 中各列对其行号的图。x 轴的刻度范围是从 1 到 Y 的行数。

如果 Y 是复数，则 plot 函数绘制 Y 的虚部对 Y 的实部的图，使得 plot(Y) 等效于 plot(real(Y),imag(Y))。

也可以设置线形、标记和颜色

plot(Y,LineSpec)

NO.6 使用一个或多个 Name,Value 对组参数指定线条属性。如线宽、线形、线条颜色等。

plot(___,Name,Value)

2 示例

2.1 plot(X,Y) | plot(X1,Y1,X2,Y2)

以绘制三角函数曲线为例

代码1：

clc;
clear;

% 绘制
x = linspace(0,2*pi);
y = sin(x);
plot(x,y)
title('y=sin(x)')
xlabel('X(m)')
ylabel('Y(m)')

结果展示：

代码2：

clc;
clear;

% 绘制
x = linspace(0,2*pi);
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);
plot(x,y1,x,y2)
title('y1=sin(x),  y2=cos(x)')
xlabel('X(m)')
ylabel('Y(m)')

结果展示：

2.2 plot(X,Y.Linespec) | plot(X1,Y1,Linespec1,X2,Y2,Linespec2)

设置线型、标记符号和颜色

代码1：

clc;
clear;

% 绘制
x = linspace(0,2*pi);
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);
plot(x,y1,'-.m')
hold on;
plot(x,y2,'*g')
title('y1=sin(x),y2=cos(x)')
xlabel('X(m)')
ylabel('Y(m)')

与下面代码2输出结果一致

代码2：

clc;
clear;

% 绘制
x = linspace(0,2*pi);
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);
plot(x,y1,'-.m',x,y2,'*g')
title('y1=sin(x),y2=cos(x)')
xlabel('X(m)')
ylabel('Y(m)')

结果展示：

2.3 plot(X) | plot(X, Linespec)

代码1：

clc;
clear;
x = linspace(0,2*pi);
plot(x,'xr')
xlabel('X(m)')
ylabel('Y(m)')

输出结果：

代码2：

clc;
clear;

% 绘制
x = linspace(0,2*pi);
plot(x,'--r')
xlabel('X(m)')
ylabel('Y(m)')

结果展示：

2.4 plot(___,Name,Value)

2.4.1 在特定的数据点显示标记

关键字：

MarkerIndices ：要显示标记的数据点的索引，默认 1:length(YData)，即显示所有数据点标记

注意： 要显示数据点标记，首先要指定标记符号

示例：

plot(x,y,'-o','MarkerIndices',[1 5 10]) 			 % 在第1、第5和第10个数据点处显示圆形标记。

plot(x,y,'-x','MarkerIndices',1:3:length(y))		 % 每隔2个数据点显示1个交叉标记。

plot(x,y,'Marker','square','MarkerIndices',5) 	 	 % 在第5个数据点显示1个正方形标记。

代码：

clc;
clear;

% 绘制
x = linspace(0,2*pi);
y = sin(x);
plot(x,y,'--om','MarkerIndices',1:5:length(y))	% 每隔 4 个点显示标记
title('y = sin(x)')
xlabel('X(m)')
ylabel('Y(m)')

结果展示：

2.4.2 指定线宽、标记大小和标记颜色

关键字：
LineWidth：线宽，默认 0.5 磅
MarkerSize：标记大小，默认 6 磅
MarkerEdgeColor：标记轮廓颜色
MarkerFaceColor：标记填充颜色

代码：

clc;
clear;

% 绘制
x = linspace(0,2*pi);
y = sin(x)-tan(sin(x));
plot(x,y,'-or','MarkerIndices',1:8:length(y),'LineWidth',3,'MarkerSize',10,'MarkerEdgeColor','b','MarkerFaceColor','g')
title('y = sin(x)-tan(sin(x))')
xlabel('X(m)')
ylabel('Y(m)')

输出结果：

3 常用颜色对照表

颜色名称	简称	RGB三元组	十六进制颜色代码	外观
red	r	[1 0 0]	'#FF0000'
green	g	[0 1 0]	'#00FF00'
blue	b	[0 0 1]	'#0000FF'
cyan	c	[0 1 1]	'#00FFFF'
magenta	m	[1 0 1]	'#FF00FF'
yellow	y	[1 1 0]	'#FFFF00'
black	k	[0 0 0]	'#000000'
white	w	[1 1 1]	'#FFFFFF'

RGB三元组	十六进制颜色代码	外观
[0 0.4470 0.7410]	'#0072BD'
[0.8500 0.3250 0.0980]	'#D95319'
[0.9290 0.6940 0.1250]	'#EDB120'
[0.4940 0.1840 0.5560]	'#7E2F8E'
[0.4660 0.6740 0.1880]	'#77AC30'
[0.3010 0.7450 0.9330]	'#4DBEEE'
[0.6350 0.0780 0.1840]	'#A2142F'

4 plot3 函数

plot3 函数绘制三维点或线图，用法与 plot 函数大同小异，具体细节可参考 https://ww2.mathworks.cn/help/matlab/ref/plot3.html

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相关链接：

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

https://www.runoob.com/html/html-tutorial.html