Matlab繪圖

強大的繪圖功能是Matlab的特點之一，Matlab提供了一系列的繪圖函數(shù)，用戶不需要過多的考慮繪圖的細節(jié)，只需要給出一些基本參數(shù)就能得到所需圖形，這類函數(shù)稱為高層繪圖函數(shù)。此外，Matlab還提供了直接對圖形句柄進行操作的低層繪圖操作。這類操作將圖形的每個圖形元素（如坐標(biāo)軸、曲線、文字等）看做一個獨立的對象，系統(tǒng)給每個對象分配一個句柄，可以通過句柄對該圖形元素進行操作，而不影響其他部分。

本章介紹繪制二維和三維圖形的高層繪圖函數(shù)以及其他圖形控制函數(shù)的使用方法，在此基礎(chǔ)上，再介紹可以操作和控制各種圖形對象的低層繪圖操作。

一．二維繪圖

二維圖形是將平面坐標(biāo)上的數(shù)據(jù)點連接起來的平面圖形?？梢圆捎貌煌淖鴺?biāo)系，如直角坐標(biāo)、對數(shù)坐標(biāo)、極坐標(biāo)等。二維圖形的繪制是其他繪圖操作的基礎(chǔ)。

一．繪制二維曲線的基本函數(shù)

在Matlab中，最基本而且應(yīng)用最為廣泛的繪圖函數(shù)為plot，利用它可以在二維平面上繪制出不同的曲線。

1． plot函數(shù)的基本用法

plot函數(shù)用于繪制二維平面上的線性坐標(biāo)曲線圖，要提供一組x坐標(biāo)和對應(yīng)的y坐標(biāo)，可以繪制分別以x和y為橫、縱坐標(biāo)的二維曲線。plot函數(shù)的應(yīng)用格式

plot(x,y)???? 其中x,y為長度相同的向量，存儲x坐標(biāo)和y坐標(biāo)。

例51 在[0 , 2pi]區(qū)間，繪制曲線

程序如下：在命令窗口中輸入以下命令??

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

>> y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x);

>> plot(x,y)

程序執(zhí)行后，打開一個圖形窗口，在其中繪制出如下曲線

注意：指數(shù)函數(shù)和正弦函數(shù)之間要用點乘運算，因為二者是向量。

例52 繪制曲線

這是以參數(shù)形式給出的曲線方程，只要給定參數(shù)向量，再分別求出x,y向量即可輸出曲線：

>> t=-pi:pi/100:pi;

>> x=t.*cos(3*t);

>> y=t.*sin(t).*sin(t);

>> plot(x,y)

程序執(zhí)行后，打開一個圖形窗口，在其中繪制出如下曲線

以上提到plot函數(shù)的自變量x,y為長度相同的向量，這是最常見、最基本的用法。實際應(yīng)用中還有一些變化。分別說明：

①

2． 含多個輸入?yún)?shù)的plot函數(shù)

plot函數(shù)可以包含若干組向量對，每一組可以繪制出一條曲線。含多個輸入?yún)?shù)的plot函數(shù)調(diào)用格式為：plot(x1，y1，x2，y2，…，xn，yn)

如下列命令可以在同一坐標(biāo)中畫出3條曲線。

>> x=linspace(0,2*pi,100);

>> plot(x,sin(x),x,2*sin(x),x,3*sin(x))

當(dāng)輸入?yún)?shù)有矩陣形式時，配對的x,y按對應(yīng)的列元素為橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)繪制曲線，曲線條數(shù)等于矩陣的列數(shù)。

>> x=linspace(0,2*pi,100);

>> y1=sin(x);

>> y2=2*sin(x);

>> y3=3*sin(x);

>> x=[x;x;x]';

>> y=[y1;y2;y3]';

>> plot(x,y,x,cos(x))

x,y都是含有三列的矩陣，它們組成輸入?yún)?shù)對，繪制三條曲線；x和cos(x)又組成一對，繪制一條余弦曲線。

利用plot函數(shù)可以直接將矩陣的數(shù)據(jù)繪制在圖形窗體中，此時plot函數(shù)將矩陣的每一列數(shù)據(jù)作為一條曲線繪制在窗體中。如

>> A=pascal(5)

A =

1???? 1???? 1???? 1???? 1

1???? 2???? 3???? 4???? 5

1 ???? 3???? 6??? 10??? 15

1???? 4??? 10??? 20??? 35

1???? 5??? 15??? 35??? 70

>> plot(A)

3． 含選項的plot函數(shù)

Matlab提供了一些繪圖選項，用于確定所繪曲線的線型、顏色和數(shù)據(jù)點標(biāo)記符號。這些選項如表所示：

?

例 用不同的線型和顏色在同一坐標(biāo)內(nèi)繪制曲線 及其包絡(luò)線。

>> x=(0:pi/100:2*pi)';

>> y1=2*exp(-0.5*x)*[1,-1];

>> y2=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x);

>> x1=(0:12)/2;

>> y3=2*exp(-0.5*x1).*sin(2*pi*x1);

>> plot(x,y1,'k:',x,y2,'b--',x1,y3,'rp');

在該plot函數(shù)中包含了3組繪圖參數(shù)，第一組用黑色虛線畫出兩條包絡(luò)線，第二組用藍色雙劃線畫出曲線y，第三組用紅色五角星離散標(biāo)出數(shù)據(jù)點。

4． 雙縱坐標(biāo)函數(shù)plotyy

在Matlab中，如果需要繪制出具有不同縱坐標(biāo)標(biāo)度的兩個圖形，可以使用plotyy函數(shù)，它能把具有不同量綱，不同數(shù)量級的兩個函數(shù)繪制在同一個坐標(biāo)中，有利于圖形數(shù)據(jù)的對比分析。使用格式為：plotyy(x1,y1,x2,y2)

x1,y1對應(yīng)一條曲線，x2,y2對應(yīng)另一條曲線。橫坐標(biāo)的標(biāo)度相同，縱坐標(biāo)有兩個，左邊的對應(yīng)x1,y1數(shù)據(jù)對，右邊的對應(yīng)x2,y2。

例：（略）

二．繪制圖形的輔助操作

繪制完圖形以后，可能還需要對圖形進行一些輔助操作，以使圖形意義更加明確，可讀性更強。

1． 圖形標(biāo)注

在繪制圖形時，可以對圖形加上一些說明，如圖形的名稱、坐標(biāo)軸說明以及圖形某一部分的含義等，這些操作稱為添加圖形標(biāo)注。有關(guān)圖形標(biāo)注函數(shù)的調(diào)用格式為：

title（’圖形名稱’） （都放在單引號內(nèi)）

xlabel（’x軸說明’）

ylabel（’y軸說明’）

text（x，y，’圖形說明’）

legend（’圖例1’，’圖例2’，…） P190

其中，title、xlabel和ylabel函數(shù)分別用于說明圖形和坐標(biāo)軸的名稱。text函數(shù)是在坐標(biāo)點（x，y）處添加圖形說明。（P88 或用gtext命令）。legend函數(shù)用于繪制曲線所用線型、顏色或數(shù)據(jù)點標(biāo)記圖例，圖例放置在空白處，用戶還可以通過鼠標(biāo)移動圖例，將其放到所希望的位置。除legend函數(shù)外，其他函數(shù)同樣適用于三維圖形，在三維中z坐標(biāo)軸說明用zlabel函數(shù)。

上述函數(shù)中的說明文字，除了使用標(biāo)準(zhǔn)的ASCII字符外，還可以使用LaTex（一種流行的數(shù)學(xué)排版軟件）格式的控制字符，這樣就可以在圖形上添加希臘字符，數(shù)學(xué)符號和公式等內(nèi)容。在Matlab支持的LaTex字符串中，用/bf , /it , /rm控制字符分別定義黑體、斜體和正體字符，受LaTex字符串控制部分要加大括號{}括起來。例如，text(0.3，0.5，’the usful {/bf MATLAB}’)，將使MATLAB一詞黑體顯示。一些常用的LaTex字符見表，各個字符可以單獨使用也可以和其他字符及命令配合使用。如text(0.3 ,0.5 ,’sin({/omega}t+{/beta})’)

將得到標(biāo)注效果 。

2． 坐標(biāo)控制

在繪制圖形時，Matlab可以自動根據(jù)要繪制曲線數(shù)據(jù)的范圍選擇合適的坐標(biāo)刻度，使得曲線能夠盡可能清晰的顯示出來。所以，一般情況下用戶不必選擇坐標(biāo)軸的刻度范圍。但是，如果用戶對坐標(biāo)不滿意，可以利用axis函數(shù)對其重新設(shè)定。其調(diào)用格式為

axis（[xmin xmax ymin ymax zmin zmax]）

如果只給出前四個參數(shù)，則按照給出的x、y軸的最小值和最大值選擇坐標(biāo)系范圍，繪制出合適的二維曲線。如果給出了全部參數(shù)，則繪制出三維圖形。

axis函數(shù)的功能豐富，其常用的用法有：

axis equal ：縱橫坐標(biāo)軸采用等長刻度

axis square：產(chǎn)生正方形坐標(biāo)系（默認為矩形）

axis auto：使用默認設(shè)置

axis off：取消坐標(biāo)軸

axis on ：顯示坐標(biāo)軸

還有：給坐標(biāo)加網(wǎng)格線可以用grid命令來控制，grid on/off命令控制畫還是不畫網(wǎng)格線，不帶參數(shù)的grid命令在兩種之間進行切換。

給坐標(biāo)加邊框用box命令控制。和grid一樣用法

例 ：繪制分段函數(shù)，并添加圖形標(biāo)注。（略）

3． 圖形保持

一般情況下，每執(zhí)行一次繪圖命令，就刷新一次當(dāng)前圖形窗口，圖形窗口原有圖形將不復(fù)存在，如果希望在已經(jīng)存在的圖形上再繼續(xù)添加新的圖形，可以使用圖形保持命令hold。hold on/off 命令是保持原有圖形還是刷新原有圖形，不帶參數(shù)的hold命令在兩者之間進行切換。

例：（略）

4． 圖形窗口分割

在實際應(yīng)用中，經(jīng)常需要在一個圖形窗口中繪制若干個獨立的圖形，這就需要對圖形窗口進行分割。分割后的圖形窗口由若干個繪圖區(qū)組成，每一個繪圖區(qū)可以建立獨立的坐標(biāo)系并繪制圖形。同一圖形窗口下的不同圖形稱為子圖。Matlab提供了subplot函數(shù)用來將當(dāng)前窗口分割成若干個繪圖區(qū)，每個區(qū)域代表一個獨立的子圖，也是一個獨立的坐標(biāo)系，可以通過subplot函數(shù)激活某一區(qū)，該區(qū)為活動區(qū)，所發(fā)出的繪圖命令都是作用于該活動區(qū)域。調(diào)用格式：

subplot（m，n，p）

該函數(shù)把當(dāng)前窗口分成m×n個繪圖區(qū)，m行，每行n個繪圖區(qū)，區(qū)號按行優(yōu)先編號。其中第p個區(qū)為當(dāng)前活動區(qū)。每一個繪圖區(qū)允許以不同的坐標(biāo)系單獨繪制圖形。

例：（略）

三．繪制二維圖形的其他函數(shù)

1． 其他形式的線性直角坐標(biāo)圖

在線性直角坐標(biāo)中，其他形式的圖形有條形圖、階梯圖、桿圖和填充圖等，所采用的函數(shù)分別為：

bar（x，y，選項）????? 選項在單引號中

stairs（x，y，選項）

stem（x，y，選項）

fill（x1，y1，選項1，x2，y2，選項2，…）

前三個函數(shù)和plot的用法相似，只是沒有多輸入變量形式。fill函數(shù)按向量元素下標(biāo)漸增次序依次用直線段連接x，y對應(yīng)元素定義的數(shù)據(jù)點。

例5-8：分別以條形圖、填充圖、階梯圖和桿圖形式繪制曲線

x=0:0.35:7;

y=2*exp(-0.5*x);

subplot(2,2,1);bar(x,y,'g');

title('bar(x,y,''g'')');axis([0, 7, 0 ,2]);

subplot(2,2,2);fill(x,y,'r');

title('fill(x,y,''r'')');axis([0, 7, 0 ,2]);

subplot(2,2,3);stairs(x,y,'b');

title('stairs(x,y,''b'')');axis([0, 7, 0 ,2]);

subplot(2,2,4);stem(x,y,'k');

title('stem(x,y,''k'')');axis([0, 7, 0 ,2]);

2． 極坐標(biāo)圖

polar函數(shù)用來繪制極坐標(biāo)圖，調(diào)用格式為：

polar（theta，rho，選項）

其中，theta為極坐標(biāo)極角，rho為極徑，選項的內(nèi)容和plot函數(shù)相似。

例5-9：繪制 的極坐標(biāo)圖

theta=0:0.01:2*pi;

rho=sin(3*theta).*cos(5*theta);

polar(theta,rho,'r');

3． 對數(shù)坐標(biāo)圖

在實際應(yīng)用中，經(jīng)常用到對數(shù)坐標(biāo)，Matlab提供了繪制對數(shù)和半對數(shù)坐標(biāo)曲線的函數(shù)，其調(diào)用格式為：

semilogx（x1，y1，選項1，x2，y2，選項2，…）

semilogy（x1，y1，選項1，x2，y2，選項2，…）

loglog（x1，y1，選項1，x2，y2，選項2，…）

這些函數(shù)中選項的定義和plot函數(shù)完全一樣，所不同的是坐標(biāo)軸的選取。semilogx函數(shù)使用半對數(shù)坐標(biāo)，x軸為常用對數(shù)刻度，而y軸仍保持線性刻度。semilogy恰好和semilogx相反。loglog函數(shù)使用全對數(shù)坐標(biāo)，x、y軸均采用對數(shù)刻度。

例：略

4． 對函數(shù)自適應(yīng)采樣的繪圖函數(shù)

5． 其他形式的二維圖形

二． 三維繪圖

一．繪制三維曲線的基本函數(shù)

最基本的三維圖形函數(shù)為plot3，它將二維繪圖函數(shù)plot的有關(guān)功能擴展到三維空間，可以用來繪制三維曲線。其調(diào)用格式為：

plot3（x1，y1，z1，選項1，x2，y2，z2，選項2，…）

其中每一組x，y，z組成一組曲線的坐標(biāo)參數(shù)，選項的定義和plot的選項一樣。當(dāng)x，y，z是同維向量時，則x，y，z對應(yīng)元素構(gòu)成一條三維曲線。當(dāng)x，y，z是同維矩陣時，則以x，y，z對應(yīng)列元素繪制三維曲線，曲線條數(shù)等于矩陣的列數(shù)。

例513 繪制空間曲線

該曲線對應(yīng)的參數(shù)方程為

t=0:pi/50:2*pi;

x=8*cos(t);

y=4*sqrt(2)*sin(t);

z=-4*sqrt(2)*sin(t);

plot3(x,y,z,'p');

title('Line in 3-D Space');

text(0,0,0,'origin');

xlabel('X');ylabel('Y');zlabel('Z');grid;

二．三維曲面

1．平面網(wǎng)格坐標(biāo)矩陣的生成

當(dāng)繪制z=f(x,y)所代表的三維曲面圖時，先要在xy平面選定一矩形區(qū)域，假定矩形區(qū)域為D＝[a,b]×[c,d]，然后將[a,b]在x方向分成m份，將[c,d]在y方向分成n份，由各劃分點做平行軸的直線，把區(qū)域D分成m×n個小矩形。生成代表每一個小矩形頂點坐標(biāo)的平面網(wǎng)格坐標(biāo)矩陣，最后利用有關(guān)函數(shù)繪圖。

產(chǎn)生平面區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格坐標(biāo)矩陣有兩種方法：

利用矩陣運算生成。

x=a:dx:b;

y=(c:dy:d)’;

X=ones(size(y))*x;

Y=y*ones(size(x));

經(jīng)過上述語句執(zhí)行后，矩陣X的每一行都是向量x，行數(shù)等于向量y的元素個數(shù)，矩陣Y的每一列都是向量y，列數(shù)等于向量x的元素個數(shù)。

利用meshgrid函數(shù)生成；

x=a:dx:b;

y=c:dy:d;

[X,Y]=meshgrid(x,y);

語句執(zhí)行后，所得到的網(wǎng)格坐標(biāo)矩陣和上法，相同，當(dāng)x=y時，可以寫成meshgrid(x)

2．繪制三維曲面的函數(shù)

Matlab提供了mesh函數(shù)和surf函數(shù)來繪制三維曲面圖。mesh函數(shù)用來繪制三維網(wǎng)格圖，而surf用來繪制三維曲面圖，各線條之間的補面用顏色填充。其調(diào)用格式為：

mesh（x，y，z，c）

surf（x，y，z，c）

一般情況下，x，y，z是維數(shù)相同的矩陣，x，y是網(wǎng)格坐標(biāo)矩陣，z是網(wǎng)格點上的高度矩陣，c用于指定在不同高度下的顏色范圍。c省略時，Matlab認為c=z，也即顏色的設(shè)定是正比于圖形的高度的。這樣就可以得到層次分明的三維圖形。當(dāng)x，y省略時，把z矩陣的列下標(biāo)當(dāng)作x軸的坐標(biāo)，把z矩陣的行下標(biāo)當(dāng)作y軸的坐標(biāo)，然后繪制三維圖形。當(dāng)x，y是向量時，要求x的長度必須等于z矩陣的列，y的長度必須等于必須等于z的行，x，y向量元素的組合構(gòu)成網(wǎng)格點的x，y坐標(biāo)，z坐標(biāo)則取自z矩陣，然后繪制三維曲線。

例515 用三維曲面圖表現(xiàn)函數(shù) ：

為了便于分析三維曲面的各種特征，下面畫出3種不同形式的曲面。

%program 1

x=0:0.1:2*pi;

[x,y]=meshgrid(x);

z=sin(y).*cos(x);

mesh(x,y,z);

xlabel('x-axis'),ylabel('y-axis'),zlabel('z-axis');

title('mesh'); pause;

%program 2

x=0:0.1:2*pi;

[x,y]=meshgrid(x);

z=sin(y).*cos(x);

surf(x,y,z);

xlabel('x-axis'),ylabel('y-axis'),zlabel('z-axis');

title('surf'); pause;

%program 3

x=0:0.1:2*pi;

[x,y]=meshgrid(x);

z=sin(y).*cos(x);

plot3(x,y,z);

xlabel('x-axis'),ylabel('y-axis'),zlabel('z-axis');

title('plot3-1');grid;

程序執(zhí)行結(jié)果分別如上圖所示。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)格圖（mesh）中線條有顏色，線條間補面無顏色。曲面圖（surf）的線條都是黑色的，線條間補面有顏色。進一步觀察，曲面圖補面顏色和網(wǎng)格圖線條顏色都是沿z軸變化的。用plot3 繪制的三維曲面實際上由三維曲線組合而成?？梢苑治鰌lot（x’，y’，z’）所繪制的曲面的特征。

例516 繪制兩個直徑相等的圓管相交的圖形。

m=30;

z=1.2*(0:m)/m;

r=ones(size(z));

theta=(0:m)/m*2*pi;

x1=r'*cos(theta);y1=r'*sin(theta);%生成第一個圓管的坐標(biāo)矩陣

z1=z'*ones(1,m+1);

x=(-m:2:m)/m;

x2=x'*ones(1,m+1);y2=r'*cos(theta);%生成第一個圓管的坐標(biāo)矩陣

z2=r'*sin(theta);

surf(x1,y1,z1);????????? %繪制豎立的圓管

axis equal ,axis off

hold on

surf(x2,y2,z2);????????? %繪制平放的圓管

axis equal ,axis off

title ('兩個等直徑圓管的交線');

hold off

例517 分析由函數(shù) 構(gòu)成的曲面形狀與平面z=a的交線。

此外，還有兩個和mesh函數(shù)相似的函數(shù)，即帶等高線的三維網(wǎng)格曲面函數(shù)meshc和帶底座的三維網(wǎng)格曲面函數(shù)meshz，其用法和mesh類似。不同的是，meshc還在xy平面上繪制曲面在z軸方向的等高線，meshz還在xy平面上繪制曲面的底座。

surf函數(shù)也有兩個類似的函數(shù)，即具有等高線的曲面函數(shù)surfc和具有光照效果的曲面函數(shù)surfl。

例518 在xy平面內(nèi)選擇[-8, 8]×[－8, 8]繪制函數(shù)，

[x,y]=meshgrid(-8:0.5:8);

z=sin(sqrt(x.^2+y.^2))./sqrt(x.^2+y.^2+eps);

subplot(2,2,1);

meshc(x,y,z);

title('meshc');

subplot(2,2,2);

meshz(x,y,z);

title('meshz');

subplot(2,2,3);

surfc(x,y,z);

title('surfc');

subplot(2,2,4);

surfl(x,y,z);

title('surfl');

3．標(biāo)準(zhǔn)三維曲面

Matlab提供了一些函數(shù)用于繪制標(biāo)準(zhǔn)三維曲面，這些函數(shù)可以產(chǎn)生相應(yīng)的繪圖數(shù)據(jù)，常用于三維圖形的演示。如，sphere函數(shù)和cylinder函數(shù)分別用于繪制三維球面和柱面。sphere函數(shù)的調(diào)用格式為：

[x,y,z]=sphere(n);

該函數(shù)將產(chǎn)生（n+1）×（n+1矩陣x，y，z 。采用這三個矩陣可以繪制出圓心位于原點、半徑為1的單位球體。若在調(diào)用該函數(shù)時不帶輸出參數(shù)，則直接繪制所需球面。n決定了球面的圓滑程度，其默認值為20。若n值取的比較小，則繪制出多面體的表面圖。

cylinder函數(shù)的調(diào)用格式為：

[x，y，z]＝cylinder（R，n）

其中R是一個向量，存放柱面各個等間隔高度上的半徑，n表示在圓柱圓周上有n個間隔點，默認有20個間隔點。如：cylinder（3）生成一個圓柱，cylinder（[10，1]）生成一個圓錐。而t=0:pi/100:4*pi; R=sin(t); cylinder(R,30);生成一個正弦圓柱面。

另外Matlab還提供了一個peaks函數(shù)，稱為多峰函數(shù)，常用于三維曲面的演示。該函數(shù)可以用來生成繪圖數(shù)據(jù)矩陣，矩陣元素由函數(shù)：

在矩形區(qū)域[－3 3]×[－3 3]的等分網(wǎng)格點上的函數(shù)值確定。如：z=peaks（30）

將生成一個30×30矩陣，

例519 繪制標(biāo)準(zhǔn)三維曲面圖形

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

[x,y,z]=cylinder(2+sin(t),30);

subplot(1,3,1);

surf(x,y,z);

subplot(1,3,2);

[x,y,z]=sphere;

surf(x,y,z);

subplot(1,3,3);

[x,y,z]=peaks(30);

meshz(x,y,z);

3．其他三維圖形。

在介紹二維圖形時，曾經(jīng)提到條形圖、桿圖、餅圖和填充圖等特殊圖形，它們還可以以三維形式出現(xiàn)，其函數(shù)分別為bar3，stem3，pie3和fill3。

bar3繪制三維條形圖，常用格式為：

bar3（y）；

bar3（x，y）

在第一種格式中，y的每個元素對應(yīng)于一個條形。第二種格式在x指定的位置上繪制y中元素的條形圖。

stem3函數(shù)繪制離散序列數(shù)據(jù)的三維桿圖，常用格式為：

stem3（z）

stem3（x，y，z）

第一種格式將數(shù)據(jù)序列z表示為從xy平面向上延伸的桿圖，x和y自動生成。第二種格式在x和y指定的位置上繪制數(shù)據(jù)序列z的桿圖，x，y，z的維數(shù)要相同。

pie3函數(shù)繪制三維餅圖，常用格式為：

pie3（x）

x為向量，用x中的數(shù)據(jù)繪制一個三維餅圖。

fill3函數(shù)可在三維空間內(nèi)繪制出填充過的多邊形，常用格式為：

fill3（x，y，z，c）

用x，y，z做多邊形的頂點，而c指定了填充的顏色。

例520 繪制三維圖形。

1繪制魔方陣的三維條形圖2以三維桿圖形式繪制曲線y=2sinx?3已知x ＝[2347,1827,2043,3025] ，繪制三維餅圖 ????4用隨機的頂點坐標(biāo)值畫出5個黃色三角形

subplot(2,2,1);

bar3(magic(4));

subplot(2,2,2);

y=2*sin(0:pi/10:2*pi);

stem3(y);

subplot(2,2,3);

pie3([2347,1827,2043,3025]);

subplot(2,2,4);

fill3(rand(3,5),rand(3,5),rand(3,5),'y');

除了上面討論的三維圖形外，常用的圖形還有瀑布圖和三維曲面的等高線圖。繪制瀑布圖用waterfall函數(shù)，用法和meshz函數(shù)相似，只是它的網(wǎng)格線在x軸方向出現(xiàn)，具有瀑布效果。等高線圖分二維和三維兩種形式，分別使用函數(shù)contour和contour3繪制。

例521 繪制多峰函數(shù)的瀑布圖和等高線圖。

subplot(1,2,1);

[X,Y,Z]=peaks(30);

waterfall(X,Y,Z);

xlabel('XX');ylabel('YY');zlabel('ZZ');

subplot(1,2,2);

contour3(X,Y,Z,12,'k');%其中12代表高度的等級數(shù)

xlabel('XX');ylabel('YY');zlabel('ZZ');

三．三維圖形的精細處理

一．視點處理

在日常生活中，從不同的角度觀察物體，所看到的物體形狀是不一樣的。同樣，從不同視點繪制的三維圖形的形狀也是不一樣的。視點位置可由方位角和仰角表示。

方位角

Matlab提供了設(shè)置視點的函數(shù)view，其調(diào)用格式為：

view（az，el）

其中az為方位角，el為仰角，它們均以度為單位。系統(tǒng)默認的視點定義為方位角為-37.5度，仰角30度。

例522 從不同視點繪制多峰函數(shù)曲面。

subplot(2,2,1);mesh(peaks);

view(-37.5,30);

title('1');

subplot(2,2,2);mesh(peaks);

view(0,90);

title('2');

subplot(2,2,3);mesh(peaks);

view(90,0);

title('3');

subplot(2,2,4);mesh(peaks);

view(-7,-10);

title('4');

二．色彩處理

三．圖形的裁剪處理

Matlab定義的NaN常數(shù)可以用于表示那些不可使用的數(shù)據(jù)，利用這些特性，可以將圖形中需要裁剪部分對應(yīng)的函數(shù)值設(shè)置成NaN，這樣在繪制圖形時，函數(shù)值為NaN的部分將不顯示出來，從而達到對圖形進行裁剪的目的。例如，要削掉正弦波頂部或底部大于0.5的部分，可使用下面的程序。

x=0:pi/10:4*pi;

y=sin(x);

i=find(abs(y)>0.5);

x(i)=NaN;

plot(x,y);

例524 繪制兩個球面，其中一個在另一個里面，將外面的球裁掉一部分，以便能看到里面的球。

[x,y,z]=sphere(25);

%生成外面的大球

z1=z;

z1(:,1:4)=NaN;%將大球裁去一部分

c1=ones(size(z1));

surf(3*x,3*y,3*z1,c1); ????? %生成里面的小球

hold on

z2=z;

c2=2*ones(size(z2));

c2(:,1:4)=3*ones(size(c2(:,1:4)));

surf(1.5*x,1.5*y,1.5*z2,c2);

colormap([0 1 0;0.5 0 0;1 0 0]);

grid on

hold off

色圖中使用三種顏色，外面的球是綠色，里面的球采用深淺不同的兩種紅色。

四．隱函數(shù)作圖

如果給定了函數(shù)的顯式表達式，可以先設(shè)置自變量向量，然后根據(jù)表達式計算函數(shù)向量，從而用plot等函數(shù)繪制出圖形。但是當(dāng)函數(shù)采用隱函數(shù)形式時，如： ，則很難利用上述方法繪制圖形。Matlab提供了一個ezplot函數(shù)繪制隱函數(shù)圖形。用法如下：

①???? 對于函數(shù)f=f(x)，ezplot的調(diào)用格式為：

ezplot(f)，在默認區(qū)間（-2pi，2pi）繪制圖形。

ezplot（f，[a,b]），在區(qū)間（a，b）繪制

②???? 對于隱函數(shù)f=f(x,y)，ezplot的調(diào)用格式為；

ezplot(f)，在默認區(qū)間（-2pi，2pi）,（-2pi，2pi）繪制f(x,y)=0的圖形。

ezplot（f，[xmin，xmax，ymin，ymax]）；在區(qū)間????????? 繪制圖形。

ezplot（f，[a,b]），在區(qū)間（a，b），（a，b）繪制

③???? 對于參數(shù)方程x=x(t),y=y(t),ezplot函數(shù)的調(diào)用格式為：

ezplot（x，y），在默認區(qū)間 繪制x=x(t),y=y(t)圖形。

ezplot（x，y，[tmin，tmax]），在區(qū)間（tmin，tmax）繪制x=x(t),y=y(t)圖形。

例525 隱函數(shù)繪圖舉例。

subplot(2,2,1);

ezplot('x^2+y^2-9');axis equal;

subplot(2,2,2);

ezplot('x^3+y^3-5*x*y+1/5')

subplot(2,2,3);

ezplot('cos(tan(pi*x))',[0,1]);

subplot(2,2,4);

ezplot('8*cos(t)','4*sqrt(2)*sin(t)',[0,2*pi]);

其他隱函數(shù)繪圖還有，ezpolar，ezcontour，ezplot3，ezmesh，ezmeshc，ezsurf，ezsurfc。