利用matlab绘制矩阵色块图.docx
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利用matlab绘制矩阵色块图
R语言中有一个根据实值矩阵绘制色块图的程序（用于绘制相关系数矩阵图），可以用丰富的颜色和形状形象的展示矩阵元素值的大小。
遗憾的是MATLAB中没有这样的函数，因
此我就用MATLAB编写了一个matrixplot函数，下面给出示例和源码，与大家一起分享!
**********************************************
【例1】绘制网格线，网格中显示矩阵元素。
显示黑色文字：
>>x=[1,-0.2,0.3,0.8,-0.5
-0.2,1,0.6,-0.7,0.2
0.3,0.6,1,0.5,-0.3
0.8,-0.7,0.5,1,0.7
-0.5,0.2,-0.3,0.7,1];
>>XVarNames={'xiezhh','heping','keda','tust','tianjin'};
>>
matrixplot（x,'FillStyle','nofill','XVarNames',XVarNames,'YVarNames',XVarNames）;
效果图1:
根据矩阵元素值自动设置文字颜色:
>>
【例2】绘制实值矩阵各元素对应的色块，通过不同的参数/参数值”控制色块的形状、大
小、颜色等属性。
方形色块，充满方格，灰白色字体
>>
matrixplot（x,'XVarNames‘,XVarNames,'YVarNames',XVarNames,'TextColor',[0.6,0.6,0.6],'ColorBar','on'）;
效果图3:
方形色块，根据矩阵元素值自动确定色块的大小和颜色，不显示字体
>>
椭圆形色块，根据矩阵元素值自动确定色块的大小和颜色，不显示字体
>>
matrixplot（x,'XVarNames',XVarNames,'YVarNames',XVarNames,'DisplayOpt','off,'FigSize','Auto','ColorBar','on','FigShape','e'）;
圆形色块，根据矩阵元素值自动确定色块的大小和颜色，不显示字体，上三角形式显示
>>
六边形色块，根据矩阵元素值自动确定色块的大小和颜色，显示字体，下三角形式显示
>>
matrixplot（x,'XVarNames',XVarNames,'YVarNames',XVarNames,'DisplayOpt','on','FigSize','Auto','ColorBar','on','FigShape','h','FigStyle','Tril'）;
效果图7:
表盘形色块，根据矩阵元素值自动确定色块的颜色，不显示字体
>>
matrixplot（x,'XVarNames',XVarNames,'YVarNames',XVarNames,'DisplayOpt','off,'FigSize','Full','ColorBar','on','FigShape','d'）;
【例3】读取真彩图片，绘制伪红外图。
>>I=double（imread（'kids.tif））;
>>matrixplot（l,'DisplayOpt','off,'colorbar','on','grid','off）;
最后贴上matrixplot函数的源码，源码中有详细的调用格式及参数说
明，感兴趣的版友可以通过设置不同参数，做出更为精彩的图形，希望大家喜欢！
functionmatrixplot（data,varargin）
%根据实值矩阵绘制色块图，用丰富的颜色和形状形象的展示矩阵元素值的大小。
%
%
matrixplot（data）
绘制矩阵色块图，data为实值矩阵，
每一个元素对应一个色块，色
%
块颜色由元素值大小决定。
%
%
matrixplot（data,'PARAM1',val1,'PARAM2',val2,...）
%
用成对出现的参数名/参数值控制色块的各项属性。
可用的参数名/参数值如下：
%
'FigShape'---
设定色块的形状，其参数值为：
%
'Square'
---方形（默认）
%
'Circle'
---圆形
%
'Ellipse'
--椭圆形
%
'Hexagon'---六边形
%
'Dial'
---表盘形
%
%
'FigSize'---
设定色块的大小，其参数值为：
%
'Full'
---最大色块（默认）
%
'Auto'
---根据矩阵元素值自动确定色块大小
%
%
'FigStyle'---
设定矩阵图样式，其参数值为：
%
'Auto'
---矩形矩阵图（默认）
%
'Tril'
---下三角矩阵图
%
'Triu'
---上三角矩阵图
%
%
'FillStyle'---
设定色块填充样式，其参数值为：
%
'Fill'-
--填充色块内部（默认）
%
'NoFill'
---不填充色块内部
%
%
'DisplayOpt'-
--设定是否在色块中显示矩阵元素值，
其参数值为：
%
'On'
---显示矩阵元素值（默认）
%
'Off'
---不显示矩阵元素值
%
%
'TextColor'---
设定文字的颜色，其参数值为：
%
表示单色的字符（'r','g','b','y','m','c','w','k'）
默认为黑色
%
1行3列的红、绿、蓝三元色灰度值向量（
[r,g,b]）
%
'Auto'
---根据矩阵元素值自动确定文字颜色
%
%
'XVarNames'
---设定X轴方向需要显示的变量名（默认为X1,X2,…），其参数值
为：
%
字符串矩阵或字符串元胞数组，若为字符串矩阵，
其行数应与data的列数相
同
%
若为字符串元胞数组，其长度应与data的列数相同。
%
%'YVarNames'---设定Y轴方向需要显示的变量名（默认为Y1,Y2,...），其参数值为：
%字符串矩阵或字符串元胞数组，若为字符串矩阵，其行数应与data的行数相
同
%若为字符串元胞数组，其长度应与data的行数相同。
'ColorBar'---设定是否显示颜色条，其参数值为：
%'On'---显示颜色条
%
%
%
%
'Off'---不显示颜色条（默认）
'Grid'---设定是否显示网格线，其参数值为：
'On'---显示网格线（默认）
'Off'---不显示网格线
%Example:
%x=[1,-0.2,0.3,0.8,-0.5
%-0.2,1,0.6,-0.7,0.2
%0.3,0.6,1,0.5,-0.3
%0.8,-0.7,0.5,1,0.7
%-0.5,0.2,-0.3,0.7,1];
%matrixplot（x）;
%matrixplot（x,'DisplayOpt','off'）;
%matrixplot（x,'FillStyle','nofill','TextColor','Auto'）;
%matrixplot（x,'TextColor',[0.7,0.7,0.7],'FigShap','s','FigSize','Auto','ColorBar','on'）;
%matrixplot（x,'TextColor','k','FigShap','d','FigSize','Full','ColorBar','on','FigStyle','Triu'）;
%XVarNames={'xiezhh','heping','keda','tust','tianjin'};
%matrixplot（x,'FigShap','e','FigSize','Auto','ColorBar','on','XVarNames',XVarNames,'YVar
Names',XVarNames）;
%
%CopyRight：
xiezhh（谢中华）,2013.01.24编写
%对第一个输入参数类型进行判断if~ismatrix（data）||~isreal（data）error（'输入参数类型不匹配：
第一个输入参数应为实值矩阵'）;end%解析成对出现的参数名/参数值
[FigShape,FigSize,FigStyle,FillStyle,DisplayOpt,TextColor,XVarNames,...
YVarNames,ColorBar,GridOpt]=parseInputs（varargin{:
}）;
%产生网格数据
[m,n]=size（data）;
[x,y]=meshgrid（0:
n,0:
m）;
data=data（:
）;maxdata=nanmax（data）;mindata=nanmin（data）;rangedata=maxdata-mindata;ifisnan（rangedata）
warning（'MATLAB:
warning1','请检查您输入的矩阵是否合适！
'）;
return;
end
z=zeros（size（x））+0.2;
sx=x（1:
end-1,1:
end-1）+0.5;
sy=y（1:
end-1,1:
end-1）+0.5;
ifstrncmpi（FigStyle,'Tril',4）
z（triu（ones（size（z））,2）>0）=NaN;sx（triu（ones（size（sx））,1）>0）=NaN;
elseifstrncmpi（FigStyle,'Triu',4）
z（tril（ones（size（z））,-2）>0）=NaN;
sx（tril（ones（size（sx））,-1）>0）=NaN;
end
sx=sx（:
）;
sy=sy（:
）;
id=isnan（sx）|isnan（data）;
sx（id）=[];
sy（id）=[];
data（id）=[];
ifisempty（XVarNames）
XVarNames=strcat（'X',cellstr（num2str（（1:
n）'）））;
else
if（iscell（XVarNames）&&（numel（XVarNames）~=n））||（~iscell（XVarNames）&&（size（XVarNames,1）~=n））
error（'X轴方向变量名应为字符串矩阵或字符串元胞数组，其长度与输入矩阵的列数相同'）;
end
end
ifisempty（YVarNames）
YVarNames=strcat（'Y',cellstr（num2str（（1:
m）'）））;
else
if（iscell（YVarNames）&&（numel（YVarNames）~=m））||（~iscell（YVarNames）&&（size（YVarNames,1）~=m））
error（'Y轴方向变量名应为字符串矩阵或字符串元胞数组，其长度与输入矩阵的行数相同'）;
end
end
%绘图
figure（'color','w',...
'units','normalized',...
'pos',[0.289165,0.154948,0.409956,0.68099]）;axes（'units','normalized','pos',[0.1,0.022,0.89,0.85]）;ifstrncmpi（GridOpt,'On',2）
mesh（x,y,z,...'EdgeColor',[0.7,0.7,0.7],...
'FaceAlpha',0,...'LineWidth',1）;%参考网格线endholdon;axisequal;
axis（[-0.1,n+0.1,-0.1,m+0.1,-0.5,0.5]）;
view
（2）;
%设置X轴和Y轴刻度位置及标签set（gca,'Xtick',（1:
n）-0.5,...
'XtickLabel',XVarNames,...
'Ytick',（1:
m）-0.5,...
'YtickLabel',YVarNames,...'XAxisLocation','top',...
'YDir','reverse',...
'Xcolor',[0.7,0.7,0.7],...
'Ycolor',[0.7,0.7,0.7],...
'TickLength',[0,0]）;
axisoff
%绘制填充色块
ifstrncmpi（FillStyle,'Fill',3）MyPatch（sx',sy',data',FigShape,FigSize）;
end%显示数值文本信息
ifstrncmpi（DisplayOpt,'On',2）
str=num2str（data,'%4.2f'）;
scale=0.1*max（n/m,1）/（max（m,nF0.55）;
ifstrncmpi（TextColor,'Auto',3）
ColorMat=get（gcf,'ColorMap'）;
nc=size（ColorMat,1）;
cid=fix（mapminmax（data',0,1）*nc）+1;cid（cid<1）=1;
cid（cid>nc）=nc;
TextColor=ColorMat（cid,:
）;
fori=1:
numel（data）text（sx（i）,sy（i）,0.1,str（i,:
）,...
'FontUnits','normalized',...'FontSize',scale,...
'fontweight','bold',...
'HorizontalAlignment','center',...'Color',TextColor（i,:
））;
end
else
text（sx,sy,0.1*ones（size（sx））,str,...'FontUnits','normalized',...'FontSize',scale,...
'fontweight','bold',...
'HorizontalAlignment','center',...'Color',TextColor）;
end
end
%设置X轴和Y轴刻度标签的缩进方式MyTickLabel（gca,FigStyle）;
%添加颜色条
ifstrncmpi（ColorBar,'On',2）
ifany（strncmpi（FigStyle,{'Auto','Triu'},4））colorbar（'Location','EastOutside'）;
else
colorbar（'Location','SouthOutside'）;
endendend
%
%调整坐标轴刻度标签子函数
%
functionMyTickLabel（ha,tag）%根据显示范围自动调整坐标轴刻度标签的函数
%ha坐标系句柄值
%tag调整坐标轴刻度标签的标识字符串，可用取值如下：
%'Auto'---将x轴刻度标签旋转90度，y轴刻度标签不作调整
%'Tril'---将x轴刻度标签旋转90度，并依次缩进，y轴刻度标签不作调整
%'Triu'---将x轴刻度标签旋转90度，y轴刻度标签依次缩进
%Example:
%MyTickLabel（gca,'Tril'）;
%
%CopyRight：
xiezhh（谢中华）,2013.1编写
if~ishandle（ha）
warning（'MATLAB:
warning2','第一个输入参数应为坐标系句柄'）;return;
endif~strcmpi（get（ha,'type'）,'axes'）
warning（'MATLAB:
warning3','第一个输入参数应为坐标系句柄'）;
return;
endaxes（ha）;
xstr=get（ha,'XTickLabel'）;
xtick=get（ha,'XTick'）;
xl=xlim（ha）;
ystr=get（ha,'YTickLabel'）;
ytick=get（ha,'YTick'）;
yl=ylim（ha）;set（ha,'XTickLabel',[],'YTickLabel',[]）;
x=zeros（size（ytick））+xl
（1）-range（xl）/30;y=zeros（size（xtick））+yl
（1）-range（yl）/70;nx=numel（xtick）;
ny=numel（ytick）;
ifstrncmpi（tag,'Tril',4）y=y+（1:
nx）-1;
elseifstrncmpi（tag,'Triu',4）
x=x+（1:
ny）-1;
end
text（xtick,y,xstr,...
'rotation',90,...
'Interpreter','none',...'color','r',...
'HorizontalAlignment','left'）;
text（x,ytick,ystr,...
'Interpreter','none',...
'color','r',...
'HorizontalAlignment','right'）;
end
%
%根据散点数据绘制3维色块图子函数
%
functionMyPatch（x,y,z,FigShape,FigSize）
%根据散点数据绘制3维色块图
%MyPatch（x,y,z,FigShape,FigSize）x,y,z是实值数组，用来指定色块中心点三维
%坐标。
FigShape是字符串变量，用来指定色块形状。
%FigSize是字符串变量，用来指定色块大小。
%
%CopyRight:
xiezhh（谢中华）,2013.01编写
%
%Example：
%x=rand（10,1）;
%y=rand（10,1）;
%z=rand（10,1）;
%MyPatch（x,y,z,'s','Auto'）;
%%输入参数类型判断
ifnargin<3
error（'至少需要三个输入参数'）;
end
if~isreal（x）||~isreal（y）||~isreal（z）error（'前三个输入应为实值数组'）;
endn=numel（z）;
ifnumel（x）~=n||numel（y）~=nerror（'坐标应等长'）;
end
ifstrncmpi（FigSize,'Auto',3）&&~strncmpi（FigShape,'Ellipse',1）id=（z==0）;
x（id）=[];
y（id）=[];
z（id）=[];
endifisempty（z）return;
end%求色块顶点坐标
rab1=ones（size（z））;maxz=max（abs（z））;
ifmaxz==0
maxz=1;
end
rab2=abs（z）/maxz;
ifstrncmpi（FigShape,'Square',1）
%方形
ifstrncmpi（FigSize,'Full',3）
r=rab1;
else
r=sqrt（rab2）;
end
SquareVertices（x,y,z,r）;
elseifstrncmpi（FigShape,'Circle',1）
%圆形
ifstrncmpi（FigSize,'Full',3）
r=0.5*rab1;
else
r=0.5*sqrt（rab2）;
end
CircleVertices（x,y,z,r）;
elseifstrncmpi（FigShape,'Ellipse',1）
%椭圆形
a=0.48+rab2*（0.57-0.48）;
b=（1-rab2）.*a;
EllipseVertices（x,y,z,a,b）;
elseifstrncmpi（FigShape,'Hexagon',1）
%六边形
ifstrncmpi（FigSize,'Full',3）
r=0.5*rab1;
else
r=0.5*sqrt（rab2）;
end
HexagonVertices（x,y,z,r）;
else
%表盘形
ifstrncmpi（FigSize,'Full',3）
r=0.45*rab1;
else
r=0.45*sqrt（rab2）;
end
DialVertices（x,y,z,r）;
end
end
%
%求色块顶点坐标并绘制色块的子函数
%
functionSquareVertices（x,y,z,r）
%方形
hx=r/2;
hy=hx;
Xp=[x-hx;x-hx;x+hx;x+hx;x-hx];
Yp=[y-hy;y+hy;y+hy;y-hy;y-hy];
Zp=repmat（z,[5,1]）;patch（Xp,Yp,Zp,'FaceColor','flat','EdgeColor','flat'）;end
functionCircleVertices（x,y,z,r）
%圆形
t=linspace（0,2*pi,30）';
m=numel（t）;
Xp=repmat（x,[m,1]）+cos（t）*r;
Yp=repmat（y,[m,1]）+sin（t）*r;
Zp=repmat（z,[m,1]）;
patch（Xp,Yp,Zp,'FaceColor','flat','EdgeColor','flat'）;end
functionEllipseVertices（x,y,z,a,b）
%椭圆形
t=linspace（0,2*pi,30）';
m=numel（t）;
t0=-sign（z）*pi/4;
t0=repmat（t0,[m,1]）;
x0=cos（t）*a;
y0=sin（t）*b;
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