绘图及其功能.docx
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绘图及其功能
本科学年论文（设计）
论文题目：
MATLAB的绘图功能及其应用
学生姓名：
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学号：
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专业：
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班级：
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指导教师：
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完成日期：
2013年3月8日
MATLAB的绘图功能及其应用
内容摘要
数字图形图像处理是指采用计算机处理图形图像的技术.近些年随着计算机与信息技术的高速发展，数字图处理技术也得到了快速发展，已成为计算机科学、医学、生物学、信息科学等领域各学科之间学习和研究的对象.成为学术界的研究热门.MATLAB是目前国内外广泛流行的数字计算软件.其具有较强的图像处理功能，操作直观，简洁，同时又是一个较好的图像处理系统的开发工具.近些年得到了很大的发展，已经广泛应用于科学计算和工程计算领域.本文基于MATLAB的数字图像处理环境，设计并实现了一个图像处理系统，论述了利用系统进行图像显示、图形绘制及图像处理过程.在信息化社会的今天，信息技术已经全面服务于社会的生产和生活的各个方面.信息是抽象的，它依附在各种媒体所表示的数据中，其中，图像信息是人类赖以获取信息的最重要的来源之一.随着计算机技术的迅猛发展，图像和图形技术不断融合，产生了各种图像处理软件.这些软件被广泛应用于计算机科学、工程学、统计学、物理学、信息科学、化学、生物学、医学乃至社会科学等领域，取得了令人瞩目的成就.MATLAB是一种直观、高效的计算机语言.同时又是一个科学计算平台.由干MATLAB的各种优势和特点，己成为研究和解决各种具体工程问题的一种标准软件.本文着重介绍图形和数字图像处理的知识，阐述MATLAB的绘图功能及应用.
关键词：
MATLAB;图像处理
目录
序言1
一绘制二维图形1
（一）基本二维图形1
（二）几种特殊的坐标图2
（三）图论方式绘图3
（四）符号函数绘图3
（五）坐标系调整4
（六）几个有用的函数及指令4
（七）二维图形填充（fill与patch）4
（八）同一窗画多幅图5
二绘制三维图形5
（一）三维线条图5
（二）建立网格图6
（三）建立表面图6
（四）颜色映象6
（五）调整视角7
三matlab的应用8
四学习心得11
参考文献13
序言
MATLAB不仅具有强大的数值运算功能，也同样具有强大的二维和三维绘图功能．MATLAB提供了功能非常强大，实用方便的图形编辑功能，通过图形，用户可以直接数据间的内在关系，也可以方便地分析各种数据结果.
MATLAB的数据可视化和图形处理两大功能几乎满足了实际工程，科学计算中的所有图像处理的需要.在数据可视化方面，MATLAB可使用户计算所得的数据根据其不同情况转化成相应的图形，空间图形，绘直方图，向量图，空间表面图等。
当初步完成图形的可视化后，MATLAB还可以对图形进一步加工——初级操作（如标注，变换视角），中级操作（控制色图，区局部视图，切图片）和高级操作（如动画，句柄等）.总之，MATLAB命令与操作足以实实在在表达各种理想视图.
一绘制二维图形
（一）基本二维图形
1.plot（y）
功能：
以向量y的分量值为纵坐标，以相应的分量下标为横坐标，依次描点连线.
2.plot（x,y）
功能：
以x为横坐标向量，y为纵坐标向量，描点连线.
3.plot（x,y,'选项'）
功能：
以选项指定的线型、颜色、数据点标记等描点绘线.
4.plot（x1,y1,'选项1',x2,y2,'选项2',…）
功能：
绘制组合图（画若干条线在同一画中）.
5.常用选项
线型
颜色
数据标记
-
实线（默认）
m
洋红
+
加号标记
--
虚线
c
青色
s
方块标记
：
点线
w
白色
d
菱形标记
-.
点划线
r
红色
*
星号标记
g
绿色
.
点号标记
b
蓝色
o
圆圈标记
y
黄色
x
叉号标记
k
黑色
v
下三角标记
^
上三角标记
<
左三角标记
>
右三角标记
h
六角形标记
p
五角形标记
例t1=0:
0.4:
2*pi
t2=1:
0.1:
3*pi
plot（t1,sin（t1）,':
ob',t2,cos（t2）,'--g'）
（二）几种特殊的坐标图
1.对数坐标曲线
semilogx（x,y）：
以横坐标x为对数坐标，描点连线.
semilogy（x,y）：
以纵坐标y为对数坐标，描点连线.
loglog（x,y）：
纵、横坐标均为对数坐标.
gridon命令：
图形窗口中添加网格线.
2.极坐标曲线
polar（theta,rho,’选项’）
以theta为极角向量，rho为极径向量，描点连线作图，‘选项’同plot.
例theta=0:
0.1:
4*pi
rho=（cos（theta/4）+1/3）
polar（theta,rho）
3.双y轴图形
（1）plotyy（x1,y1,x2,y2）
曲线（x1，y1）用左侧y轴，曲线（x2，y2）用右侧y轴.
（2）plotyy（x1,y1,x2,y2,’FUN’）
用‘FUN’指定绘图函数（如：
plot,semilog等）.
（3）plotyy（x1,y1,x2,y2,’FUN1’,’FUN2’）
用‘FUN1’指定的函数去绘制曲线（x1,y1），用‘FUN2’指定的函数绘（x2,y2）.
例x=1:
0.01:
5
y=exp（x）
plotyy（x,y,x,y,'semilogy','plot'）
4.复数数据绘制
plot（z）：
以z的实部为横坐标，虚部为纵坐标.
plot（x,y）：
若x，y中有复数时，则略去x，y中的虚部再绘曲线.
例t=0:
0.1:
2*pi
x=sin（t）
y=cos（t）
z=x+i*y
plot（z）
plot（t,z）
（三）图论方式绘图
格式1：
gplot（A,xy[,’lineSpec’]）
功能：
绘制有n个节点的图.A为n个节点的连接关系矩阵，xy为n节点的坐标矩阵；即xy（i,:
）=[x（i）,y（i）].
格式2：
[x,y]=glot（A,xy）
功能：
返回供plot作图的向量x，y.
（四）符号函数绘图
1.符号函数简易绘图函数ezplot
ezplot（f）在大约[-2*pi，2*pi]的区间内画符号函数f（x）；
若f=f（x,y）则绘制f（x,y）=0.
ezplot（f,xmin,xmax）或ezplot（f,[xmin,xmax]）
在区间[xmin，xmax]内绘制符号函数f.
ezplot（f,[xmin,xmax],fig）
在指定的窗口号为fig图形窗中作函数f（x）的图形.
ezplot（x,y,[tmin,tmax]）
在[tmin,tmax]上绘制参数曲线x=x（t），y=y（t）.
ezplot3（x,y,z,[tmin,tmax]）
在[tmin,tmax]内绘制空间曲线x=x（t）,y=y（t）,z=z（t）.
ezmesh（f,domain,n）
绘制符号函数z=f（x,y）的网格图，n（可选）表示用n*n个网格.
其中domain=[xmin,xmax,ymin,ymax]
ezsurf（f,domain）
绘制符号函数z=f（x,y）的曲面图.
ezplot3（x,y,z,[tmin,tmax]）
在[tmin,tmax]上绘制参数曲线x=x（t），y=y（t），z=z（t）.
ezsurf（x,y,z,[smin,smax,tmin,tmax]）
绘制参数曲面x=x（s,t）,y=y（s,t）,z=z（s,t）.
例ezplot（'x^2-y^4'）
ezplot3（'sin（t）','cos（t）','t',[0,6*pi]）
ezmesh（'x*exp（-x^2-y^2）',40）;colormap[001]
2.函数绘图
fplot（'fun',limits）在限制区间limits上绘制由fun指定的函数.
fplot（'fun',limits,LineSpec）用LineSpec指定的线型绘制fun的图形.
fplot（'fun',limits,tol,LineSpec）用tol指定相对误差精度（默认为0.001）.
[x,y]=fplot（...）只返回用来绘图的点的向量值，而不绘出图形.
例fplot（'tanh',[-22]）
functionY=myfun（x）
Y（:
1）=200*sin（x（:
））./x（:
）;
Y（:
2）=x（:
）.^2;
fplot（'myfun',[-2020]
（五）坐标系调整
格式：
axis（[xmin,xmax,ymin,ymax]）
功能：
设置坐标刻度范围.
（6）几个有用的函数及指令
1.zoom函数
功能：
对图形进行缩放.
zoomon允许缩放.
zoomoff不允许缩放.
zoomout恢复初始大小.
zoomxon只允许x方向放大.
zoomyon只允许y方向放大.
zoom（factor）缩放factor倍.
注意：
原始图形只能放大不能缩小.
（1）ginput函数
函数ginput允许鼠标获取图形上坐标系范围内的点的坐标.
[x,y]=ginput（n）获取n个点的坐标，横坐标保留在x中，纵坐标保留在y中.
[x,y]=ginput获取图形中任意个点的坐标，直到按下回车键.
[x,y,button]=ginput（n）获取点坐标同时记录按键情况左、中、右对应1、2、3.
指令axissquare可确保纵横坐标尺度一致；axisoff关闭坐标显示，axison则显示坐标系.
（七）二维图形填充（fill与patch）
fill与patch用法基本相同，都能填充若干点围成的多边形.
用法：
patch（x,y,'选项'）
例patch（[0,0.2,0.8,1,0.5,0],[1,0,0,1,1.8,1],'b'）
（八）同一窗画多幅图
1.图形窗分割成多个图形区（子窗口）
格式：
subplot（m,n,i）
功能：
将图形窗分成m行、n列，形成m*n个子窗口，并把第i个子窗口作为当前窗.
例t=0.1:
0.1:
4*pi
x=sin（t）
y=cos（t）
z=x+i*y
subplot（2,2,1）
plot（z,'s'）
gridon
subplot（2,2,2）
polar（t,x）
subplot（2,2,3）
semilogx（t,x）
gridon
subplot（2,2,4）
plotyy（t,x,4*x+2*pi,2*y）
注：
gridon命令在当前图形中加入分格线，gridoff命令则清除分格线.
2.同一图形区画多幅图
在同一图形窗口的坐标系中绘制多个图形必须要用hold函数保留当前图形各属性.
holdon保留当前图形和所有的坐标性质，以便随后绘制的图形可以加到已有图形中.
holdoff返回到默认模式，即绘图命令将先擦去已有的图形，再重新设置坐标属性，绘制新图.
hold该命令用来在上面
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