matlab图像绘制.ppt

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1、第三章 图形绘制,目录,3.1 二 维 绘 图 3.2 三 维 绘 图 3.3 图 形 处 理 3.4 图 形 窗 口3.5 MAT文件应用习 题,3.1 二 维 绘 图,3.1.1 函数plot()3.1.2 函数fplot()3.1.3 函数ezplot(),二维图形的绘制是MATLAB语言图形处理的基础。本节将主要介绍函数:plot()；fplot()；ezplot()。,3.1.1 函数plot(),1plot(y)2plot(x,y)3plot(x,y,s),1plot(y),参数y可以是向量、实数矩阵或复数向量；若y为向量，图形以向量索引为横坐标值，以向 量元素值为纵坐标值；若y为

2、实数矩阵，则分别绘制y的各列向量；若y为复向量，图形以复向量对应的实部向量为 横坐标值，以虚部向量为纵坐标值。,2plot(x,y),参数x和y均可为向量和矩阵，分以下三种情况；参数x和y均为n维向量；参数x为n维向量且y为mn或nm的矩 阵；参数x和y均为mn矩阵。,3plot(x,y,s),参数x和y的含义同plot(x,y)中的相同。常见的可用字符及其意义如下表所示。,3.1.2 函数fplot(),函数plot()将外部的离散数据转化为图形。数据点越多绘制的曲线越精确，越能反映数据 的规律；数据点少，则可能无法正确反映数据的规律。,函数fplot()帮助用户构建所需要绘制函数的数据，函

3、数fplot()的具体用法如下：,其中各项参数的含义如下。function：待绘制的函数。limits：定义x轴（自变量）的取值范围 xmin xmax，或x轴和y轴（应变量）的范围 xmin xmax ymin ymax。LineSpec：定义绘图的线型、颜色等。,tol：相对误差容忍度，默认值为2e-3。n：当n1时，至少绘制n+1个点，默认 值为1。axes_handle：坐标轴句柄，函数的图 形将绘制在这个坐标系中。P1,P2：向函数传递参数值。X,Y：采样的自变量和对应的函数值。,3.1.3 函数ezplot(),函数ezplot()用于绘制函数在某一自变量区域内的图形，它的具体使用

4、方法如下：,当f=f(x)时，各参数的含义如下。ezplot(f)：绘制函数在默认区域-2*pix2*pi内的图形。ezplot(f,min,max)：绘制函数在区域 minxmax内的图形。,当f=f(x,y)时，各参数的含义如下。ezplot(f)：绘制函数在默认区域-2*pix2*pi，-2*piy2*pi内的图 形。ezplot(f,xmin,xmax,ymin,ymax)：绘制函数f(x,y)=0在区域 xminxxmax，yminyymax内的 图形。,ezplot(f,min,max)：绘制函数 f(x,y)=0在区域minxmax、minymax内的图形。ezplot(x,y)

5、：绘制参数方程组x=x(t)，y=y(t)在默认区域0t2*pi内的图形。ezplot(x,y,tmin,tmax)：绘制参数方 程组x=x(t)，y=y(t)在区域 tminttmax内的图形。,3.2 三 维 绘 图,3.2.1 函数plot3()3.2.2 函数mesh()3.2.3 函数surf()3.2.4 改进的三维绘图函数,最常用的三维绘图：三维曲线图，对应的MATLAB函数为 plot3()网格图和，对应的MATLAB函数为mesh()曲面图，对应的MATLAB函数为和surf(),3.2.1 函数plot3(),函数plot3()具体使用方法如下：其中X1、Y1、Z1为向量或

6、矩阵，LineSpec定义曲线线型、颜色等，PropertyName为线对象的属性名，PropertyValue为相应属性的值，h是用于存放曲线簇中每一个线对象的句柄变量。,当X1、Y1、Z1为长度相同的向量时，函 数plot3()将绘得一条分别以向量X1、Y1、Z1为x，y，z轴坐标值的空间曲线；当X1、Y1、Z1均为mn的矩阵时，函数 plot3()将绘得m条空间曲线，其中，第I 条空间曲线分别以X1、Y1、Z1矩阵的第I 列分量为x，y，z轴坐标值的空间曲线。,3.2.2 函数mesh(),函数mesh()可以绘出在某一区间内的完整曲面，其具体使用方法如下：,其中：C用于定义颜色；X和Y

7、必须均为向量 若X和Y的长度分别为m和n，则Z必须为mn的矩阵，在这种情况下，网格线的顶点为（X(j),Y(i),Z(i,j)）；若参数中没有提供X，Y，则将(i,j)作为Z(i,j)的X，Y轴坐标值。,3.2.3 函数surf(),与函数mesh()不同，函数mesh()绘制得到的是网格图，而函数surf()绘制得到的是着色的三维曲面，其具体使用方法如下：其中，各参数的含义与函数mesh()命令中的相同。,3.2.4 改进的三维绘图函数,1函数meshc()和meshz()2函数surfc(),前面介绍了3个基本的三维绘图函数，下面介绍一些常用的图形处理功能。,1函数meshc()和mesh

8、z(),函数meshc()在函数mesh()绘制的三维曲面图基础上再绘出等高线。,函数meshz()的作用是在函数mesh()绘制的三维曲面图基础上再绘出边界面。,2函数surfc(),函数surfc()在函数surf()绘制的三维图形基础上再绘出等高线。,3.3 图 形 处 理,3.3.1 图形标注 3.3.2 坐标轴的控制 3.3.3 图形数据取点 3.3.4 子图和图形保持 3.3.5 图形的打印和输出,MATLAB提供了强大的图形处理功能。下面具体的介绍 图形标注 坐标轴的控制 图形数据取点 子图和图形保持 图形的打印和输出,3.3.1 图形标注,1标注坐标轴和图形标题 2文本标注图形

9、 3标注图例,MATLAB提供了丰富的图形标注函数，可以方便地对所绘图形进行标注。,1标注坐标轴和图形标题,实现标注坐标轴和填加图形标题的函数主要有xlabel()、ylabel()、zlabel()和title()等，具体使用方法基本相同并如下表示。,其中：string是标注所用的文本；fname是一个函数名，该函数的返回值必 须是字符串；PropertyName定义标注文本的属性；PropertyValue为对应的属性值。,在标注过程中经常会遇到特殊符号的输入问题，MATLAB提供了相应的字符转换。常见的转换如下表所示。,可以对标注文本进行显示控制，方式如下。bf：黑体。it：斜体。sl：

10、透视。rm：标准形式。fontnamefontname：定义标注文字的字 体。fontsizefontsize：定义标注文字的字体大 小。,2文本标注图形,在MATLAB中的文本标注：函数text()，函数gtext(),使用方法如下：,3标注图例,使用函数legend()为曲线填加图例以便区分，能够为图形中的所有曲线进行标注，并以输入变量作为标注文本，其具体使用方法如下：,其中：string1,string2等分别标注绘图过程 中按绘制先后顺序所生成的曲线，Location定义标注位置属性，location 用于定义属性值。,图例标注位置属性值表,3.3.2 坐标轴的控制,1函数axis()

11、2命令zoom 3命令grid 4命令box,在MATLAB中可以通过设置参数来实现对坐标轴的各种控制，这里仅介绍常用的控制函数。,1函数axis(),该函数的作用是控制坐标轴的刻度范围及显示形式，使用方法如下：,其中：xmin xmax ymin ymax zmin zmax 用于定义坐标轴的范围；string是控制字符串，可用的string。,函数axis()的控制字符串表,2命令zoom,该命令的作用是控制二维图形的坐标轴缩放，使用方法如下：其中，string为控制字符串。,命令zoom的控制字符串表,3命令grid,该命令的作用是绘制坐标网格，使用方法如下：,4命令box,该命令的作用

12、是在图形边界显示坐标刻度，使用方法如下：,3.3.3 图形数据取点,当希望从已完成的图形中读取若干自变量对应的函数值时，使用函数ginput()读取二维图形的数据，使用方法如下：,3.3.4 子图和图形保持,1命令hold 2函数subplot(),在绘图过程中，经常会碰到下面两种情况：在已绘制的图上填加新曲线；将几个子图绘制在一个图形上。MATLAB提供命令hold和函数subplot()解决上述问题。,1命令hold,该命令常用的使用方法如下：,2函数subplot(),该函数的作用是将一个图形分隔成若干子区域，在指定子区域显示指定子图，使用方法如下。,3.3.5 图形的打印和输出,MAT

13、LAB提供了几种方式输出当前的图形。通过图形窗口的【Edit】菜单下的【Copy Figure】命令，拷贝的选项可以 通过【Copy Options】进行设置。使用内置打印引擎或系统的打印服务。,3.4 图 形 窗 口,1创建与控制2菜单操作 3工具栏,1创建与控制,创建图形窗口的函数是figure()，使用方法如下：,同时可以通过下面两个函数查阅和设置图形窗口的属性和参数。,2菜单操作,下面简要介绍图形窗口的各菜单。（1）【File】菜单【New】选项用于新建一个M-文件（M-File）、图形窗口（Figure）、Simulink 模型（Model）、MATLAB工作空间的变 量（Varia

14、ble）或用户界面（GUI）。【Generate M-File】选项用于生成M-函 数文件。,【Import Data】选项用于导入数据。【Save Workspace As】选项用于将图 形窗口中的图形数据存储在二进制mat文 件中，它们可以供其他的编程语言（如C 语言等）调用。【Preferences】选项用于定义图形窗口 的各种设置，包括字体、颜色等。,【Export Setup】选项用于打开【图形输 出】话框，可以把图形以emf、ai、bmp、eps、jpg、pdf等格式保存，并设 置有关图形窗口的显示等方面的参数。【Page Setup】选项用于打开【页面设 置】话框。设置图形尺寸、

15、纸张大小、线 型及文本类型以及坐标轴和图形设置。,【Print Setup】选项用于打开【打印设 置】话框。在这里可以设置图片的题图 等。【Print Preview】选项用于打开【打印预 览】对话框。【Print】选项用于打开【打印】对话框。,（2）【Edit】菜单【Copy Figure】选项用于复制图形。【Copy Option】选项用于打开【复制设 置】对话框，设置图形复制的格式、图形 背景颜色和图形大小等。该选项打开的对 话框界面与【File】|【Preferences】的 界面相同，只是当前显示的面板不同。,【Figure Properties】选项用于打开图形 窗口的属性设置对话

16、框。【Axes Properties】选项用于打开【设置 坐标轴属性】对话框。【Current Object Properties】选项用于 打开设置图形窗口中当前对象（如窗口中 的坐标轴、图形等）属性的对话框。,【Colormap】选项用于打开【色图编 辑】对话框。【Clear Figure】、【Clear Command Window】、【Clear Command History】和【Clear Workspace】选项 分别用于清除图形窗口中的图形、命令窗 口、历史命令和工作空间。,（3）【View】菜单 该菜单用于打开各种工具栏和控制面板。图形窗口工具条用于对图形进行各种处 理。照相

17、工具条用于设置图形的视角和光照 等，可以实现从不同角度来观察所绘三 维图形，并且为图形设置不同的光照情 况。,绘图编辑工具条用于向图形中添加文本标 注和各种标注图形等。绘图浏览器用于浏览当前图形窗口中的所 有图形对象。,（4）【Insert】菜单 该菜单用于向当前图形窗口中插入各种标注图形。（5）【Tools】菜单 该菜单中大部分选项实现的功能，与前面介绍的几个工具条相关图标的功能一致。,（6）【Desktop】菜单 该菜单用于将窗口合并到MATLAB主界面的窗口中。（7）【Window】菜单和【Help】菜单 这两个菜单与Windows系统中各种应用程序界面的相关菜单很类似。,3工具栏,图形窗口工具栏表,续表,3.5 MAT文件应用,下面重点介绍数据的保存和调用。MAT文件是MATLAB数据存储的默认文件格式，文件扩展名是.mat。可借助命令save和load实现MATLAB对数据的读写，使用方法如下：,习 题,