Matlab 画图整理

BlackBoxes 美赛建模

0. 学习资料

Matlab图像官方文档
陈浩的博客

1/2. 可视化图形属性编辑

• 在matlab的图像窗口 ，按 编辑 -> 图像属性(轴属性等)，就可以可视化修改图像以及轴属性等等

1. plot 函数的简单运用

1.1 自变量和函数的注意事项

• x 在使用的时候，应该使用 [ A：B：C]，其中 A和C是起始和结束区间，B是增量

• y 在使用乘法的时候，应该使用 .* 而不是 *，因为 .* 是数组相乘，而 * 是矩阵相乘，使用起来可能会出现，维不一样的报错

1.2 线条属性以及设置

1.2.1 句柄数组

• h = plot( x, y1 ，x，y2)
  这行代码的意思是，返回一个包含这两条线的句柄的数组，可以通过h(1),h(2),访问数组中的这两个句柄

1.2.2 set设置函数

在 matlab 中线条的属性主要有：

- LineStyle: 线型

- LineWidth: 线宽

- Marker: 标记点的形状

- MarkerSize: 标记点大小

- Color: 颜色

- MarkerFaceColor: 标记点填充颜色

- MarkerEdgeColor: 标记点边缘颜色

• set() 函数原型为 set( 句柄 ，'属性名'，属性值)

• 各属性取值如下

  1. 颜色( 包括 Color，MarkerFaceColor ，MarkerEdgeColor )

2. LineStyle

3. LineWidth
- 设置线宽，一般是直接一个数字就可以

1. Marker

5. MarkerSize
设置标记点的大小，一般也是数字

• 一些示例的代码

set(h(1),'LineWidth',2)
set(h(2),'Marker','*')
set(h(1),'Color',[0.6 0 1])
set(h(1),'LineStyle',':')
set(h(2),'MarkerFaceColor',[0 0 1],'MarkerEdgeColor',[0.6 0.6 0.6])
set(h(2),'MarkerSize',2)

2. 标签设置

2.1 图的标签设置

• xlabel ： 给x轴加上标签
• ylabel ： 给y轴加上标签
• zlabel ： 给Z轴加上标签
• title ： 给图表加上标题
• text : 在函数的图像中任何部位添加文本，text( x,y ，'{\i 句子 }') 代表中心点在(x ,y)点
• lengend（） 函数，通过预设不同的颜色来区别不同的函数，也可以用户自设颜色。

2.2 轴的标签设置

• axis命令可以规定图像的缩放比例，方位，和纵横比

2.2.1 设定轴的范围

1. 默认时，MATLAB可以根据数值的最大值和最小值决定合适的范围，用 axis 命令可以自己定义数值的标尺范围： axis([xmin xmax ymin ymax])

2. 三维图则用: axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax])

3. 用命令 axis auto 使MATLAB重新自动选择范围。

2.2.2 设定纵横比

• axis square: 使x轴和y轴等长。

• axis equal: 使x轴与y轴的单位长度相等。也就是说 plot(exp(i*[0:pi/10:2*pi])) 无论后面跟着 axis square 还是 axis equal 都把椭圆变成正圆。

• axis auto normal : 返回默认模式中定义的缩放比例。

2.2.3 设定轴的可见性

• axis on : 设置可见
• axis off: 设置隐藏

2.2.4 设定网格线

• grid on : 网格线显示
• grid off : 网格线隐藏

3.在现有图中增加图

3.1 hlod 命令

• contour( x ,y ,z ) 函数，绘制等高线，其中z是xy平面的高度
• pcolor( x ,y ,z ) 在网格xy中填充颜色z
• shading interp 使色彩平滑过渡

例子：
peaks函数概念

% 做一个peaks函数
[x,y,z] = peaks;
% 画出来的图是没有色彩的，黑白的
contour(x,y,z,20,'k')
% 添加上颜色
hold on
pcolor(x,y,z)
shading interp
hold off

3.2 Figure窗口

• 如果屏幕上还没有 figure 窗口，作图函数会自动打开一个新的 figure 窗口。如果figure窗口已经存在，MATLAB 会用它来输出图象。如果已有多个 figure 窗口，MATLAB 会在指定的“当前”窗口作图。

• 要使已有的窗口成为当前窗口，可以用鼠标点击该窗口或者输入: figure(n), 其中 n 是标题栏中的窗口号。结果会显示在该窗口。

• 要打开一个新窗口并使它成为当前窗口，则输入: figure

3.3 同一个Figure中作多幅图

• 使用 subplot命令可以在同一个窗口中做多幅图
  subplot( m ,n ,p)

  把 figure 窗口分成 m*n 个子区域及选择第 p 个区域为当前图

• mesh(Z)
  mesh(z)的作用是生成一张曲面，x坐标的取值从1取到m,间距为1，y坐标的取值是从1取到n构成的网络节点，曲面的高度就是z矩阵里面元素值。

4. matlab中对图像和对象(句柄的理解)

参考：陈浩的Blog
matlab 画图（三）： 图形句柄
matlab 画图（四）： 句柄作图示例

5. matlab画垂直柱状图

• 垂直柱状图中，比较重点的是bar()函数，其中，bar函数有不一样的参数输入，不同的参数输入得到的图垂直柱状图是不一样的。

5.1 bar(Y)

• 向量y中的数据依次对应一个柱体，每一个柱体所在的X坐标依次递增1.

5.2 bar(x,Y)

• 向量y中的数字依次对应一个柱形，柱形的横坐标保存在X向量内

5.3 bar( , width)

设置每个柱子的宽度

5.4 bar( ,style)

style可以设置4个值，Grouped ，Stacked ，histc ，hist

• 常用 grouped(分组，每个柱体之间有一定间隔)，stacked(像一个栈一样，多个柱体按照比例对于同样的x值合成一个同一样的柱体)

• hist 以及 histc 参考 MATLAB实现频数直方图——hist的使用

5.5 bar( ,bar_color)

• 设置颜色，颜色的简写可以参考 1.2.2

5.6 bar( ,name ,value)

• 柱状图的其他一些属性

name —— value 的取值可以为 ：

BarLayout: grouped，stacked，histc，hist

BaseValue: base line location

LineStyle: line style of bar edges

LineWidth: width of bar edges

BarWidth

FaceColor

EdgeColor

5.7 Overlay line 折线图 + 柱状图

• 适合一个x对应两个函数值

plotyy() 函数

• 关于 plotyy(X1,Y1,X2,Y2,”function”) 中的参数 function，既可以是一个函数句柄，也可以是这些字符串 plot, semilogx, semilogy, loglog, stem， 还可以是matlab定义的函数，比如 h=function(x,y)。

• plotyy(x1,y1,x2,y2,function)：表示用指定的函数去画图.

• ployyy(x1,y1,x2,y2,function1,function2)：用 function(x1,y1) 画左边的图，用 function2(x2,y2) 画右边的图。

days = 0:5:35;
conc = [515,420,370,250,135,120,60,20]
temp = [29,23,27,25,20,23,23,27]
figure;
% plotyy() 函数
[hAxes,hBar,hLine] = plotyy(days,temp,days,conc,'bar','plot')
% 修改属性
set(hLine,'LineWidth',2,'Color',[0,0.7,0.7],'Marker','o')
title('Trend Chart for Concentration')
xlabel('Day')
ylabel(hAxes(1),'Temperature (^{o}C)')
ylabel(hAxes(2),'Concentration')

• 还可以利用y轴画多条线

x = linspace(0,10);
y1 = 200*exp(-0.05*x).*sin(x);
y2 = 0.8*exp(-0.5*x).*sin(10*x);
y3 = 0.2*exp(-0.5*x).*sin(10*x);
figure
[hAx,hLine1,hLine2] = plotyy(x,y1,[x',x'],[y2',y3']);//用左边的y轴画一组数据，用右边的y轴画两组数据

5.8 自定义横坐标

• sort() 函数，对输入的向量进行排序显示
• xticklabel 可以更改自定义的横坐标，x改成y就是自定义纵坐标

clc,clear
x = [53;74;131;296;543;58;81;168];
%    As Cd  Cr  Cu  Hg Ni Pb  Zn
y = sort(x);
bar(y);
title('各重金属浓度的变异系数(%)');
%xlabel('x轴');
ylabel('变异系数(%)');
set(gca,'xticklabel',{'As','Ni','Cd','Pb','Cr','Zn','Cu','Hg'});

5.9 修改柱状图的基线

• 可以修改baseline，然后使整个柱状图有上下两个部分，显得更加直观

% 正常的柱状图
Y = [5,4,3,5;3,6,3,1;4,3,5,4];
figure
hBars = bar(Y);
% 修改baseline,会变成上下两部分
set(hBars(1),'BaseValue',2)
% 修改baseline线条的属性
hBaseline = get(hBars(1),'Baseline');
set(hBaseline,'LineStyle',':','Color','red','LineWidth',2);

6.横向柱状图

6.1 barh() 函数

• 用于制作横向柱状图，其用法和bar函数类似，所以更多的样式参考 5 垂直柱状图

% Create the data for the temperatures and months
temperatures = [40.5 48.3 56.2 65.3 73.9 69.9 71.1 59.5 48.7 35.3 31.7 30.0];
months = {'Dec', 'Nov', 'Oct', 'Sep', 'Aug', 'Jul', 'Jun', 'May', 'Apr', 'Mar', 'Feb', 'Jan'};
% Plot the temperatures on a horizontal bar chart
figure
barh(temperatures)
% Set the axis limits
axis([0 80 0 13])
% Add a title
title('Boston Monthly Average Temperature - 2001')
% Change the Y axis tick labels to use the months
set(gca, 'YTick', 1:12)
set(gca, 'YTickLabel', months)

7. 扇形图

• matlab的内置真的没法看，甚至还不如excel，但是excel的画图步骤比较繁琐，这里推荐一个更好的网站:

一个很棒的在线制作饼状图的网站

8. 双坐标画图

• 这里用到了plotyy()函数，可以参考 5.7

9. 倾斜横坐标标签

y = rand(7,1)*20
bar(y);
% 将横坐标(xticklabel)标签设置成你想要显示的字符。
% 如果是纵坐标改yticklabel,二者都用自然也可以
set(gca,'xticklabel',{'hello1','hello2','hello3','hello4','hello5','hello6','hello7'})
xtb = get(gca,'XTickLabel');   % 获取横坐标轴标签句柄
xt = get(gca,'XTick');   % 获取横坐标轴刻度句柄
yt = get(gca,'YTick');    % 获取纵坐标轴刻度句柄          
xtextp=xt;    %每个标签放置位置的横坐标，这个自然应该和原来的一样了。
% 设置显示标签的位置，写法不唯一，这里其实是在为每个标签找放置位置的纵坐标                     
ytextp=yt(1)*ones(1,length(xt)); 
% rotation，正的旋转角度代表逆时针旋转，旋转轴可以由HorizontalAlignment属性来设定，
% 有3个属性值：left，right，center，这里可以改这三个值，以及rotation后的角度，这里写的是45
% 不同的角度对应不同的旋转位置了，依自己的需求而定了。
% ytextp - 0.5是让标签稍微下一移一点，显得不那么紧凑
text(xtextp,ytextp-0.5,xtb,'HorizontalAlignment','right','rotation',45,'fontsize',10); 
set(gca,'xticklabel','');% 将原有的标签隐去