MATLAP第四章繪圖

1、10:0810:081第四章第四章 matlab繪圖及繪圖及GUI設計設計10:0810:082內容內容4.1 二維曲線的繪制二維曲線的繪制4.2 MATLAB的三維圖形繪制的三維圖形繪制 4.3 MATLAB的特殊圖形繪制的特殊圖形繪制4.4 圖形窗口的功能圖形窗口的功能4.5 對話框對話框 4.6 句柄圖形句柄圖形 4.7 用戶圖形界面設計用戶圖形界面設計10:0810:0834.1 二維曲線的繪制二維曲線的繪制4.1.1基本繪圖命令基本繪圖命令nplot命令命令是是MATLAB中最簡單而且使用最廣泛的中最簡單而且使用最廣泛的一個繪圖命令，用來繪制二維曲線。一個繪圖命令，用來繪制二維曲線。

2、語法：語法：nplot(x) %繪制以繪制以x為為縱坐標縱坐標的二維曲線的二維曲線nplot(x,y) %繪制以繪制以x為橫坐標為橫坐標y為縱坐標的二維為縱坐標的二維曲線曲線說明：說明：x和和y可以是可以是向量向量或或矩陣矩陣。10:0810:0841. plot(x) 繪制繪制x向量向量曲線曲線n當當x是長度為是長度為n的數值向量時的數值向量時縱坐標縱坐標:向量向量x橫坐標橫坐標1:n(系統自動生成系統自動生成)。nplot(x)命令命令順序地用直線段連接各點，生成一條順序地用直線段連接各點，生成一條折線折線，當向量的元，當向量的元素充分多時，可以得到一條光滑的曲線。素充分多時，可以得到一條

3、光滑的曲線。10:0810:085例例4.1 用用plot(x)命令畫直線命令畫直線x1=1 2 3plot(x1)x2=0 1 0plot(x2) (b) x2曲線曲線圖圖4.1 (a) x1曲線曲線10:0810:0862. plot(x,y) 繪制繪制向量向量x和和y的曲線的曲線n當參數當參數x和和y都是長度為都是長度為n的向量，的向量，x、y的長度必須相等，的長度必須相等，plot(x,y)命令繪制命令繪制縱坐標縱坐標為為向量向量y橫坐標為向量橫坐標為向量x的曲線。的曲線。n例例4.2 繪制正弦曲線繪制正弦曲線y=sin(x)和方波曲線，如圖和方波曲線，如圖4.2所示。所示。x1=0:

4、0.1:2*pi;y1=sin(x1); plot(x1,y1)x2=0 1 1 2 2 3 ;y2=1 1 0 0 1 1 ;plot(x2,y2)axis(0 4 0 2) 圖圖4.2 (a) 正弦曲線正弦曲線 (b) 方波曲線方波曲線10:0810:0873. plot(x) 繪制繪制矩陣矩陣x的曲線的曲線n當當x是一個是一個mn的矩陣，的矩陣，plot(x)命令為矩陣的命令為矩陣的每一列畫出一條線，每一列畫出一條線，共共n條曲線條曲線，各曲線自動用，各曲線自動用不同顏色顯示；每條線的橫坐標為向量不同顏色顯示；每條線的橫坐標為向量1:m。例例4.3 矩陣圖形的繪制，如圖矩陣圖形的繪制，如

5、圖4.3所示。所示。x1=1 2 3;4 5 6; plot(x1)x2=peaks; %產生一個產生一個49*49的矩陣的矩陣plot(x2)圖圖4.3 (a) x1曲線曲線 (b) x2曲線曲線10:0810:0884. plot(x,y)繪制繪制混合式混合式曲線曲線當當plot(x,y) 中中x和和y是向量或矩陣時，有幾種情況：是向量或矩陣時，有幾種情況：n若若x是是向量向量,y是是矩陣矩陣,x的長度的長度=y的行或列數。的行或列數。x長度長度=y行數行數，則向量，則向量x與矩陣與矩陣y的的每每列列向量向量對應畫一對應畫一條曲線；條曲線；x的長度的長度=y的的列數列數相等，向量相等，向量

6、x與與y的的每每行行向量向量畫一條畫一條曲線，曲線，若若y是是方陣方陣，則向量，則向量x與矩陣與矩陣y的的每每列列向量向量畫一條曲線；畫一條曲線；n若若x是矩陣，是矩陣，y是向量，則是向量，則y的長度的長度=x的行數或列的行數或列數，繪制的方法與前一種數，繪制的方法與前一種相似相似；n若若x和和y都是矩陣，則大小必須相同，矩陣都是矩陣，則大小必須相同，矩陣x的每的每列和列和y的的每列每列畫一條曲線。畫一條曲線。10:0810:089例例4.4 混合式圖形的繪制混合式圖形的繪制x1=1 2 3;y1=1 2 3;4 5 6plot(x1,y1) %長度與列相等長度與列相等y2=1 2 ;3 4;

7、 5 6plot(x1,y2) %長度與行相等長度與行相等plot(y1,x1)plot(y2,x1)x2=1 1 1;2 2 2plot(x2,y1) %長度與行列相等長度與行列相等10:0810:08105. plot(z)繪制繪制復向量復向量曲線曲線nplot(z)中的參數中的參數z為復向量時，為復向量時，plot(z)和和plot(real(z),imag(z)是等效的，以是等效的，以實部實部為為橫坐標橫坐標，虛部虛部為為縱坐標。縱坐標。例例4.4續(xù)續(xù) 下面程序畫出的曲線和圖下面程序畫出的曲線和圖4.4(e)中的相同。中的相同。z1=x2+i*y1plot(z1) %以實部為橫坐標，虛

8、部為縱坐標以實部為橫坐標，虛部為縱坐標10:0810:08116. plot(x1,y1,x2,y2,)繪制繪制多條曲線多條曲線nplot命令還可以同時繪制多條曲線，用命令還可以同時繪制多條曲線，用多個矩陣多個矩陣對對為參數。每一對矩陣為參數。每一對矩陣(xi,yi)均按照前面的方式均按照前面的方式解釋。解釋。例例4.5 繪制三條曲線，如圖繪制三條曲線，如圖4.5所示。所示。nx=0:0.1:2*pi;nplot(x,sin(x),x,cos(x),x,sin(3*x) %畫三條曲畫三條曲線線圖圖4.5 三條曲線三條曲線10:0810:08124.1.2 繪制曲線的一般步驟繪制曲線的一般步驟P

9、1181 曲線曲線數據數據準備：準備：n二維曲線，橫坐標和縱坐標二維曲線，橫坐標和縱坐標數數據變量據變量；n三維曲面，矩陣三維曲面，矩陣參變量參變量和對應和對應的的函數值函數值。2 指定圖形指定圖形窗口窗口和和子圖子圖位置：位置：n默認時，打開默認時，打開Figure No.1窗窗口或當前窗口、當前子圖；口或當前窗口、當前子圖；n也可以打開指定的圖形窗口和也可以打開指定的圖形窗口和子圖。子圖。3 設置曲線的設置曲線的繪制方式繪制方式：n線型、色彩、數據點形。線型、色彩、數據點形。4 設置設置坐標軸坐標軸：n坐標的范圍、刻度和坐標分格坐標的范圍、刻度和坐標分格線線5 圖形圖形注釋注釋：n圖名、坐

10、標名、圖例、文字說圖名、坐標名、圖例、文字說明明6 著色、明暗、燈光、材質處理著色、明暗、燈光、材質處理(僅對三維圖形使用僅對三維圖形使用)7 視點、三度視點、三度(橫、縱、高橫、縱、高)比比(僅對僅對三維圖形使用三維圖形使用)8 圖形的圖形的精細修飾精細修飾(圖形句柄操作圖形句柄操作)：n利用對象屬性值設置；利用對象屬性值設置；n利用圖形窗工具條進行設置。利用圖形窗工具條進行設置。10:0810:08134.1.3多個圖形繪制方式多個圖形繪制方式1. 指定圖形窗口指定圖形窗口默認默認 “Figure No.1”窗口，第二次使用窗口，第二次使用plot命令時覆蓋。命令時覆蓋。需要需要多個圖形窗

11、口多個圖形窗口同時打開，使用同時打開，使用figure語句。語句。n語法：語法：figure(n) %產生新圖形窗口產生新圖形窗口例例 “figure (1)”、“figure (2)” 同時打開多個圖形窗口。同時打開多個圖形窗口。2. 同一窗口多個子圖同一窗口多個子圖如果需要在如果需要在同一個圖形窗口同一個圖形窗口中布置幾幅中布置幾幅獨立的子圖獨立的子圖，可，可以在以在plot命令前加上命令前加上subplot命令。命令。n語法：語法：subplot(m,n,k)%使使(mn)幅子圖中幅子圖中的第的第k幅成為當前圖幅成為當前圖10:0810:0814例例4.6 用用subplot命令畫子圖命

12、令畫子圖【例【例4.6】用】用subplot命令畫四個子圖，如圖命令畫四個子圖，如圖4.6所示。所示。x=0:0.1:2*pi;subplot(2,2,1) %2*2個子圖，左上方為當前圖個子圖，左上方為當前圖plot(x,sin(x)subplot(2,2,2) %右上方為當前圖右上方為當前圖plot(x,cos(x)subplot(2,2,3) %左下方為當前圖左下方為當前圖plot(x,sin(3*x)subplot(2,2,4) %右下方為當前圖，省略逗號右下方為當前圖，省略逗號plot(x,cos(3*x)圖圖4.6 四個子圖四個子圖10:0810:08153. 同一窗口多次疊繪同一

13、窗口多次疊繪語法：語法：nhold on %使當前坐標系和圖形保留使當前坐標系和圖形保留nhold off %使當前坐標系和圖形不保留使當前坐標系和圖形不保留nhold %在以上兩個命令中切換在以上兩個命令中切換說明：說明：MATLAB會根據新圖形的大小，重新改變坐標系會根據新圖形的大小，重新改變坐標系的比例。的比例。10:0810:0816例例4.7 疊繪疊繪【例【例4.7】在同一窗口畫出函數】在同一窗口畫出函數sinx在區(qū)間在區(qū)間0 2的曲線和的曲線和cosx在區(qū)間在區(qū)間- 的曲線，如圖的曲線，如圖4.7(a)所所示。示。nx1=0:0.1:2*pi;nplot(x1,sin(x1)nho

14、ld onnx2=-pi:.1:pi;nplot(x2,cos(x2)圖圖4.7 (a) 用用hold on在同一窗口畫出兩條曲線在同一窗口畫出兩條曲線 10:0810:08174. 雙縱坐標圖雙縱坐標圖語法：語法：nplotyy(x1,y1,x2,y2)%以左、右不同縱軸以左、右不同縱軸繪制兩條曲線繪制兩條曲線說明：左縱軸用于說明：左縱軸用于(x1,y1)數據，右縱軸用于數據，右縱軸用于(x2,y2)數數據來繪制兩條曲線。坐標軸的范圍、刻度都自動產生。據來繪制兩條曲線。坐標軸的范圍、刻度都自動產生。n【例【例4.7續(xù)】用續(xù)】用plotyy函數實現在同一圖形窗口函數實現在同一圖形窗口繪制兩條曲

15、線，如圖繪制兩條曲線，如圖4.7(b)所示。所示。nplotyy(x1,sin(x1),x2,cos(x2) (b) 用用plotyy在同一窗口畫出兩條曲線在同一窗口畫出兩條曲線10:0810:08184.1.4 曲線的線型曲線的線型 顏色和數據點形顏色和數據點形顏色數據點間連線數據點形類型符號類型符號類型符號黃色黃色品紅色品紅色(紫紫色色)青色青色紅色紅色綠色綠色藍色藍色白色白色黑色黑色y(Yellow)m(Magenta)c(Cyan)r(Red)g(Green)b(Blue)w(White)k(Black)實線實線(默認默認)點線點線點劃線點劃線虛線虛線-:-.-實點標記實點標記圓圈標記

16、圓圈標記叉號形叉號形十字形十字形星號標記星號標記方塊標記方塊標記鉆石形標記鉆石形標記向下的三角形標記向下的三角形標記向上的三角形標記向上的三角形標記向左的三角形標記向左的三角形標記向右的三角形標記向右的三角形標記五角星標記五角星標記六連形標記六連形標記.ox+*sdvph表表4.2 線段、顏色與數據點形線段、顏色與數據點形a five-pointed star10:0810:0819例例4.8 線段類型、顏色和數據點線段類型、顏色和數據點【例【例4.8】用不同線段類型、顏色和數據點形畫出】用不同線段類型、顏色和數據點形畫出sin(x)和和cos(x)曲線，如圖曲線，如圖4.8所示。所示。nx=

17、0:0.1:2*pi; nplot(x,sin(x),r-.) %用紅色點劃線畫出曲線用紅色點劃線畫出曲線nhold onnplot(x,cos(x),b:o) %用藍色圓圈畫出曲線，用點線連接用藍色圓圈畫出曲線，用點線連接圖圖4.8在同一窗口畫出兩條曲線在同一窗口畫出兩條曲線 10:0810:08204.1.5 設置坐標軸和文字標注設置坐標軸和文字標注1. 坐標軸的控制坐標軸的控制 nplot命令根據所給的坐標點自動地確定坐標軸的命令根據所給的坐標點自動地確定坐標軸的范圍，用坐標控制命令范圍，用坐標控制命令axis命令含義命令含義axis auto使用默認設置使用默認設置axis equal

18、縱、橫軸采用等長刻度縱、橫軸采用等長刻度axis manual使當前坐標范圍不變使當前坐標范圍不變axis fill在在manual方式下起作用，使坐標方式下起作用，使坐標充滿整個繪圖區(qū)充滿整個繪圖區(qū)axis off取消軸背景取消軸背景axis image縱、橫軸采用等長刻度，且坐標縱、橫軸采用等長刻度，且坐標框緊貼數據范圍框緊貼數據范圍axis on使用軸背景使用軸背景axis normal默認矩形坐標系默認矩形坐標系axis ij矩陣式坐標，原點在左上方矩陣式坐標，原點在左上方axis square產生正方形坐標系產生正方形坐標系axis xy普通直角坐標，原點在左下方普通直角坐標，原點在

19、左下方axis tight把數據范圍直接設為坐標范圍把數據范圍直接設為坐標范圍axis(xmin,xmax,ymin,ymax)設 定 坐 標 范 圍 ， 必 須 滿 足設 定 坐 標 范 圍 ， 必 須 滿 足xminxmax,yminline1width=get(h_line1,linewidth) %獲取曲線寬度獲取曲線寬度set(h_line1,linewidth,3) %設置曲線寬度設置曲線寬度h_title =get(gca,title) %獲取標題句柄獲取標題句柄titlefontsize=get(h_title_fontsize,fontsize) %獲取字體大小獲取字體大小s

20、et(h_title_fontsize,fontsize,13) %設置題字體大小設置題字體大小h_text1=text(pi,0,downarrow); %畫向下箭頭畫向下箭頭text1pos=get(h_text1,position) %獲取文字位置獲取文字位置h_text2=text(text1pos(1,1),text1pos(1,2)+0.025,exp(-x)*sin(x)=0); %設置設置文字位置文字位置set(h_text1,fontsize,13,color,red) %設置字體大小、顏色設置字體大小、顏色set(h_text2,fontsize,13,color,red)

21、 10:0810:0863示例示例x=0:0.1:2*pi;y=sin(x).*exp(-x);h_fig=figure(1)h_line=plot(x,y)h_title=title(曲線曲線)h_text=gtext(leftarrowsin(x).*exp(-x)set(h_fig,color,yellow)set(h_line,linewidth,8)set(h_title,fontsize,20,color,red)set(h_text,fontsize,22,color,red)set(gca,xgrid,on)set(gca,gridlinestyle,-)10:0810:086

22、44.7 用戶圖形界面設計用戶圖形界面設計4.7.1可視化的界面環(huán)境可視化的界面環(huán)境n打開可視化界面環(huán)境的方法有以下幾種：打開可視化界面環(huán)境的方法有以下幾種：(1) 選擇菜單選擇菜單“File”“ New”“GUI”命令；命令；(2) 在命令窗口輸入在命令窗口輸入“Guide”命令或輸入命令或輸入“Guide Filename”就會出現就會出現Guide快速開始界面。如圖快速開始界面。如圖4.44所示。所示。圖圖4.44 Guide快速開始界面快速開始界面10:0810:0865Guide快速開始界面：快速開始界面：n空白的可視化圖形文件：空白的可視化圖形文件：“Blank GUI(Defau

23、lt)”具有控件或坐標軸、菜單等的界面：具有控件或坐標軸、菜單等的界面：“Blank GUI(Default)”下面的下面的“GUI with Uicontrols”等選項等選項 M 文件編輯器 圖形對象面板 界面編輯面板 對象 瀏覽器 屬性 編輯器 菜單 編輯器 對象對 齊工具 圖圖4.45 可視化界面環(huán)境可視化界面環(huán)境 10:0810:08664.7.2 菜單菜單1. 菜單編輯器菜單編輯器n“Tools”“Menu Editor”或單擊工具欄或單擊工具欄“Menu Editor”按鈕，就會出現菜單編輯器窗口，按鈕，就會出現菜單編輯器窗口，如圖如圖4.46所示。所示。圖圖4.46 菜單編輯器

24、菜單編輯器10:0810:0867【例【例4.31】【例【例4.31】使用菜單編輯器創(chuàng)建菜單?！渴褂貌藛尉庉嬈鲃?chuàng)建菜單。n從頭開始新建菜單，如圖從頭開始新建菜單，如圖4.47(a)；如果在；如果在已存已存在的圖形窗口在的圖形窗口中創(chuàng)建菜單，新建的菜單從最右邊中創(chuàng)建菜單，新建的菜單從最右邊添加，如圖添加，如圖4.47(b)。 圖圖4.47 (a)在新窗口創(chuàng)建菜單在新窗口創(chuàng)建菜單 (b)在已建的窗口創(chuàng)建菜單在已建的窗口創(chuàng)建菜單10:0810:08684.7.3 控件控件1. 常用控件常用控件控件名PropertyName功能按鈕按鈕PushButton最常用的控件，用于響應用戶的鼠標單擊，按鈕上有

25、說明文字說明其作最常用的控件，用于響應用戶的鼠標單擊，按鈕上有說明文字說明其作用。用。切換按鈕切換按鈕ToggleButton當單擊時會凹凸狀態(tài)切換。當單擊時會凹凸狀態(tài)切換。單選按鈕單選按鈕RadioButton當單擊時會用黑白點切換，總是成組出現，多個單選按鈕互斥，一組中當單擊時會用黑白點切換，總是成組出現，多個單選按鈕互斥，一組中只有一個被選中。只有一個被選中。復選框復選框CheckBox當單擊時會用當單擊時會用切換，有選中、不選中和不確定等狀態(tài)，總是成組出現，切換，有選中、不選中和不確定等狀態(tài)，總是成組出現，多個復選框可同時選用。多個復選框可同時選用。文本框文本框EditText凹形方框

26、，可隨意輸入和編輯單行和多行文字，并顯示出來。凹形方框，可隨意輸入和編輯單行和多行文字，并顯示出來。靜態(tài)文本框靜態(tài)文本框StaticText用于顯示文字信息，但不接受輸入。用于顯示文字信息，但不接受輸入。滾動條滾動條Slider可以用圖示的方式顯示在一個范圍內數值的大概值范圍，用戶可以移動可以用圖示的方式顯示在一個范圍內數值的大概值范圍，用戶可以移動滾動條改變數值。滾動條改變數值?？蚣芸蚣蹻rame將一組控件圍在框架中，用于裝飾界面。將一組控件圍在框架中，用于裝飾界面。列表框列表框ListBox顯示下拉文字列表，用戶可以從列表中選擇一項和多項。顯示下拉文字列表，用戶可以從列表中選擇一項和多項。

27、彈出式菜單彈出式菜單PopupMenu相當于文本框和列表框的組合，用戶可以從下拉列表中選擇。相當于文本框和列表框的組合，用戶可以從下拉列表中選擇。坐標軸坐標軸Axes用于繪制坐標軸。用于繪制坐標軸。面板面板Panel作為面板放置其他控件的容器作為面板放置其他控件的容器按鈕組按鈕組Button Group用于將用于將RadioButton、CheckBox等分組，作為容器等分組，作為容器ActiveX控件控件ActiveX Control可以用于添加其他應用程序的可以用于添加其他應用程序的ActiveX控件控件表表4.12 控件的功能控件的功能10:0810:08692. 控件的創(chuàng)建控件的創(chuàng)建控

28、件的創(chuàng)建可以在可視化界面環(huán)境中創(chuàng)建，也可控件的創(chuàng)建可以在可視化界面環(huán)境中創(chuàng)建，也可以使用以使用MATLAB命令用創(chuàng)建句柄對象的方法來創(chuàng)命令用創(chuàng)建句柄對象的方法來創(chuàng)建。建。(1) 在可視化界面環(huán)境中創(chuàng)建控件在可視化界面環(huán)境中創(chuàng)建控件選中控件選中控件拖放即可，如圖拖放即可，如圖4.48所示為各種控件的顯所示為各種控件的顯示。示。(2) 用用unicontrol命令創(chuàng)建控件命令創(chuàng)建控件語法：語法：h_control=uicontrol(h_Parent,PropertyName,ProperValue,) 圖圖4.48 可視化的界面環(huán)境可視化的界面環(huán)境 10:0810:08703. 控件的常用屬性控件的常用屬性n創(chuàng)建控件以后，需要對控件的各種屬性進行設置，創(chuàng)建控件以后，需要對控件的各種屬性進行設置，大部分控件都具有以下屬性：大部分控件都具有以下屬性：(1) string屬性：屬性：用于顯示在控件上的字符串，起說明或用于顯示在控件上的字符串，起說明或提示作用。提示作用。(2) callback屬性：屬性：回調函數，和菜單的一樣?；卣{函數，和菜單的一樣。(3) enable屬性：屬性：表示該控件是否有效，如果表示該控件是否有效，如