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第一单元 第3课 Matlab基本语法与操作 1. plot指令的基本调用格式 2.多次叠绘、双纵坐标和多子图 3.多子图
4.绘制图形的辅助操作 5.极坐标图 6.三维绘图的基本操作 7.简单的图像处理
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1. plot指令的基本调用格式 （1）plot(x)
x为向量时，以该元素的下标为横坐标、元素值为纵坐标绘出曲线x为实数二维数组时，则按列绘制每列元素值相对其下标的曲线，曲线数等于x数组的列数。x为复数二维数组时，则按列分别以数组的实部和虚部为横、纵坐标绘制多条曲线 （2）plot(x, y) x、y为同维数组时，绘制以x、y元素为横纵坐标的曲线x为向量，y为二维数组、且其列数或行数等于x的元素数时，绘制多条不同颜色的曲线x为二维数组，y为向量时，情况与上相同，只是y仍为纵坐标。
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（3）plot(x1,y1, x2, y2, …) 绘制以x1为横坐标、y1为纵坐标的曲线1，以x2为横坐标、y2为纵坐标的曲线2，等等。其中x为横坐标，y为纵坐标，绘制y=f(x)函数曲线。 例3.1 使用直角坐标系在[0，2π]区间内，绘制曲线 x= 0:pi/100:2*pi; y= 2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x); plot(x,y)
![（3）plot(x1,y1, x2, y2, …) 绘制以x1为横坐标、y1为纵坐标的曲线1，以x2为横坐标、y2为纵坐标的曲线2，等等。其中x为横坐标，y为纵坐标，绘制y=f(x)函数曲线。 例3.1 使用直角坐标系在[0，2π]区间内，绘制曲线.](http://slidesplayer.com/slide/16298445/95/images/3/%EF%BC%883%EF%BC%89plot%28x1%2Cy1%2C+x2%2C+y2%2C+%E2%80%A6%29+%E7%BB%98%E5%88%B6%E4%BB%A5x1%E4%B8%BA%E6%A8%AA%E5%9D%90%E6%A0%87%E3%80%81y1%E4%B8%BA%E7%BA%B5%E5%9D%90%E6%A0%87%E7%9A%84%E6%9B%B2%E7%BA%BF1%EF%BC%8C%E4%BB%A5x2%E4%B8%BA%E6%A8%AA%E5%9D%90%E6%A0%87%E3%80%81y2%E4%B8%BA%E7%BA%B5%E5%9D%90%E6%A0%87%E7%9A%84%E6%9B%B2%E7%BA%BF2%EF%BC%8C%E7%AD%89%E7%AD%89%E3%80%82%E5%85%B6%E4%B8%ADx%E4%B8%BA%E6%A8%AA%E5%9D%90%E6%A0%87%EF%BC%8Cy%E4%B8%BA%E7%BA%B5%E5%9D%90%E6%A0%87%EF%BC%8C%E7%BB%98%E5%88%B6y%3Df%28x%29%E5%87%BD%E6%95%B0%E6%9B%B2%E7%BA%BF%E3%80%82+%E4%BE%8B3.1+%E4%BD%BF%E7%94%A8%E7%9B%B4%E8%A7%92%E5%9D%90%E6%A0%87%E7%B3%BB%E5%9C%A8%5B0%EF%BC%8C2%CF%80%5D%E5%8C%BA%E9%97%B4%E5%86%85%EF%BC%8C%E7%BB%98%E5%88%B6%E6%9B%B2%E7%BA%BF..jpg "x= 0:pi/100:2*pi; y= 2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x); plot(x,y)")
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例3.2 使用参数方程绘制曲线 绘制曲线 t= -pi:pi/100:pi; x= t.*cos(3*t); y= t.*sin(t).^2; plot(x,y)
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例3.3 绘制复杂曲线 用图形表示连续调制波形 及其包络线。 t=(0:pi/100:pi)’; %长度为101的时间采样列向量 y1=sin(t)*[1,-1]; %包络线函数值，是（101x2）的矩阵 y2=sin(t).*sin(9*t); %长度为101的调制波列向量 t3=pi*(0:9)/9; y3=sin(t3).*sin(9*t3); plot(t,y1,'r:',t,y2,'b',t3,y3,'bo') axis([0,pi,-1,1]) %控制轴的范围
![例3.3 绘制复杂曲线 用图形表示连续调制波形 及其包络线。 t=(0:pi/100:pi)’; %长度为101的时间采样列向量. y1=sin(t)*[1,-1]; %包络线函数值，是（101x2）的矩阵.](http://slidesplayer.com/slide/16298445/95/images/6/%E4%BE%8B3.3+%E7%BB%98%E5%88%B6%E5%A4%8D%E6%9D%82%E6%9B%B2%E7%BA%BF+%E7%94%A8%E5%9B%BE%E5%BD%A2%E8%A1%A8%E7%A4%BA%E8%BF%9E%E7%BB%AD%E8%B0%83%E5%88%B6%E6%B3%A2%E5%BD%A2+%E5%8F%8A%E5%85%B6%E5%8C%85%E7%BB%9C%E7%BA%BF%E3%80%82+t%3D%280%3Api%2F100%3Api%29%E2%80%99%3B+%25%E9%95%BF%E5%BA%A6%E4%B8%BA101%E7%9A%84%E6%97%B6%E9%97%B4%E9%87%87%E6%A0%B7%E5%88%97%E5%90%91%E9%87%8F.+y1%3Dsin%28t%29%2A%5B1%2C-1%5D%3B+%25%E5%8C%85%E7%BB%9C%E7%BA%BF%E5%87%BD%E6%95%B0%E5%80%BC%EF%BC%8C%E6%98%AF%EF%BC%88101x2%EF%BC%89%E7%9A%84%E7%9F%A9%E9%98%B5..jpg "y2=sin(t).*sin(9*t); %长度为101的调制波列向量. t3=pi*(0:9)/9; y3=sin(t3).*sin(9*t3); plot(t,y1, r: ,t,y2, b ,t3,y3, bo ) axis([0,pi,-1,1]) %控制轴的范围.")
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2.多次叠绘、双纵坐标和多子图 多次叠绘 多次调用plot命令在一幅图上绘制多条曲线，需要hold指令的配合。hold on 保持当前坐标轴和图形，并可以接受下一次绘制。hold off 取消当前坐标轴和图形保持，这种状态下，调用plot绘制完全新的图形，不保留以前的坐标格式、曲线。
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例 3.4 重绘波形 及其包络线。 t=(0:pi/100:pi)'; %长度为101的时间采样列向量 y1=sin(t)*[1,-1]; %包络线函数值，是（101x2）的矩阵 y2=sin(t).*sin(9*t); %长度为101的调制波列向量 t3=pi*(0:9)/9; y3=sin(t3).*sin(9*t3); plot(t,y1,'r:’) hold on plot(t,y2,'b‘) plot(t3,y3,'bo') axis([0,pi,-1,1]) %控制轴的范围 hold off
![例 3.4 重绘波形 及其包络线。 t=(0:pi/100:pi) ; %长度为101的时间采样列向量 y1=sin(t)*[1,-1]; %包络线函数值，是（101x2）的矩阵.](http://slidesplayer.com/slide/16298445/95/images/9/%E4%BE%8B+3.4+%E9%87%8D%E7%BB%98%E6%B3%A2%E5%BD%A2+%E5%8F%8A%E5%85%B6%E5%8C%85%E7%BB%9C%E7%BA%BF%E3%80%82+t%3D%280%3Api%2F100%3Api%29+%3B+%25%E9%95%BF%E5%BA%A6%E4%B8%BA101%E7%9A%84%E6%97%B6%E9%97%B4%E9%87%87%E6%A0%B7%E5%88%97%E5%90%91%E9%87%8F+y1%3Dsin%28t%29%2A%5B1%2C-1%5D%3B+%25%E5%8C%85%E7%BB%9C%E7%BA%BF%E5%87%BD%E6%95%B0%E5%80%BC%EF%BC%8C%E6%98%AF%EF%BC%88101x2%EF%BC%89%E7%9A%84%E7%9F%A9%E9%98%B5..jpg "y2=sin(t).*sin(9*t); %长度为101的调制波列向量. t3=pi*(0:9)/9; y3=sin(t3).*sin(9*t3); plot(t,y1, r:’) hold on. plot(t,y2, b‘) plot(t3,y3, bo ) axis([0,pi,-1,1]) %控制轴的范围. hold off.")
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例3.5 利用hold绘制离散信号的波形 t=2*pi*(0:20)/20; y=cos(t).*exp(-0.4*t); stem(t,y,'g'); hold on; stairs(t,y,'r'); hold off
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3.多子图 subplot(m, n, k) ：使（mxn）幅子图中第k个子图成为 当前图
subplot(‘postion’, [left, bottom, width,height]) ：在指定的位置上开辟子图，并成为当前图 说明： subplot(m, n, k)的含义：图形窗口包含（mxn）个子图，k为要指定的当前子图的编号。其编号原则：左上方为第1子图，然后向右向下依次排序。该指令按缺省值分割子图区域。subplot(‘postion’, [left, bottom, width, height])用于手工指定子图位置，指定位置的四元组采用归一化的标称单位，即认为整个图形窗口绘图区域的高、宽的取值范围都是[0， 1]，而左下角为（0,0）坐标。产生的子图彼此独立。所有的绘图指令均可以在子图中使用。
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例3.6 演示subplot指令 t=(pi*(0:1000)/1000)'; y1=sin(t);y2=sin(10*t);y12=sin(t).*sin(10*t); subplot(2,2,1),plot(t,y1);axis([0,pi,-1,1]) subplot(2,2,2),plot(t,y2);axis([0,pi,-1,1]) subplot('position',[0.2,0.05,0.6,0.45]) plot(t,y12,'b-',t,[y1,-y1],'r:');
![例3.6 演示subplot指令 t=(pi*(0:1000)/1000) ; y1=sin(t);y2=sin(10*t);y12=sin(t).*sin(10*t); subplot(2,2,1),plot(t,y1);axis([0,pi,-1,1])](http://slidesplayer.com/slide/16298445/95/images/13/%E4%BE%8B3.6+%E6%BC%94%E7%A4%BAsubplot%E6%8C%87%E4%BB%A4+t%3D%28pi%2A%280%3A1000%29%2F1000%29+%3B+y1%3Dsin%28t%29%3By2%3Dsin%2810%2At%29%3By12%3Dsin%28t%29.%2Asin%2810%2At%29%3B+subplot%282%2C2%2C1%29%2Cplot%28t%2Cy1%29%3Baxis%28%5B0%2Cpi%2C-1%2C1%5D%29.jpg "subplot(2,2,2),plot(t,y2);axis([0,pi,-1,1]) subplot( position ,[0.2,0.05,0.6,0.45]) plot(t,y12, b- ,t,[y1,-y1], r: );")
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4.绘制图形的辅助操作 图形的基本属性：线型，点标记，颜色
其他属性：标题title，坐标轴标注xlabel，ylabel，图例legend，显示网格grid on 或grid off，保持当前窗口的图像hold on 或hold off，新建绘图窗口figure
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曲线颜色控制符 符号 - : -. -- 含义 实线 虚线 点划线 双划线 曲线线形控制符 符号 b g r c m y k w 含义 兰
曲线颜色控制符 符号 - : -. -- 含义 实线 虚线 点划线 双划线 曲线线形控制符 符号 b g r c m y k w 含义 兰 绿 红 青 品红 黄 黑 白
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例3.7 绘制图形的辅助操作 t=(0:15)*2*pi/15; y=sin(t); subplot(3,2,1),plot(t,y);title('Linsstyle is default') subplot(3,2,2),plot(t,y, 'o');title('Linsstyle is o') subplot(3,2,3),plot(t,y, 'k:');title('Linsstyle is k:') subplot(3,2,4),plot(t,y, 'k:*');title('Linsstyle is k:*') subplot(3,2,5),plot(t,y, 'm-d');title('Linsstyle is m-d') subplot(3,2,6),plot(t,y, 'r-p');title('Linsstyle is r-p')
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例 3.8 坐标控制 绘制椭圆，长轴为3.25，短轴为1.15 t=0:2*pi/99:2*pi; x=1.15*cos(t);y=3.25*sin(t); % y为长轴，x为短轴 subplot(2,2,1);plot(x, y); axisoff title('axisoff'); subplot(2,2,2);plot(x,y); axisimage; title('axisimage'); subplot(2,2,3);plot(x,y); axisequal; title('axisEqual'); subplot(2,2,4);plot(x,y); axissquare; title('axisSquare');
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例3.9 绘制y=1-exp(-93*t).*cos(0.7*t)
t=6*pi*(0:100)/100; y=1-exp(-0.3*t).*cos(0.7*t); tt=t(find(abs(y-1)>0.05)); ts=max(tt); plot(t,y,'r-'); gridon; axis([0,6*pi,0.6,max(y)]); title('y=1-exp(-\alpha*t)*cos(\omega*t)'); holdon; plot(ts,0.95,'bo'); holdoff; set(gca,'xtick',[2*pi,4*pi,6*pi],'ytick', [0.95,1,1.05,max(y)]); gridon;
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5.极坐标图 polar函数用来绘制极坐标图，其调用格式为： polar(theta,rho,选项)
例3.10：绘制ρ=sin(2θ)cos(2θ)的图形 theta = 0:0.01:2*pi; rho = sin(2*theta).*cos(2*theta); polar(theta,rho,'k');
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6.三维绘图的基本操作 1、三维线图指令plot3 例3.10：绘制宝石项链 t=(0:0.02:2)*pi; x=sin(t);
y=cos(t); z=cos(2*t); plot3(x,y,z,'b-',x,y,z,'bd'); view([-82,58]); boxon legend('链','宝石')
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2、三维网线图（mesh）和曲面图（surf）
画函数z=f(x,y)所代表的三维空间曲面，需要做以下的数据准备工作： （1）确定自变量的取值范围和取值间隔。x=x1:dx:x2;y=y1:dy:y2; （2）构成x-y平面上的自变量采样“格点”矩阵。 （3）利用MATLAB指令meshgrid产生“格点”矩阵； （4）[xa, ya]=meshgrid(x,y) ; （5）计算函数在自变量采样“格点”上的函数值，即z=f(x,y)。 （6）网线图、曲面图绘制。
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例3.11：绘制函数z=x^2+y^2的曲面 x=-4:4; y=x; [x,y]=meshgrid(x,y); %生成x-y 坐标“格 点”矩阵 z=x.^2+y.^2; %计算格点上的函 数值 subplot(1,2,1), mesh(x,y,z); %三维网格图 subplot(1,2,2), surf(x,y,z); %三维曲面图 colormap(hot);
![例3.11：绘制函数z=x^2+y^2的曲面 x=-4:4; y=x; [x,y]=meshgrid(x,y); %生成x-y 坐标 格. 点 矩阵.](http://slidesplayer.com/slide/16298445/95/images/27/%E4%BE%8B3.11%EF%BC%9A%E7%BB%98%E5%88%B6%E5%87%BD%E6%95%B0z%3Dx%5E2%2By%5E2%E7%9A%84%E6%9B%B2%E9%9D%A2+x%3D-4%3A4%3B+y%3Dx%3B+%5Bx%2Cy%5D%3Dmeshgrid%28x%2Cy%29%3B+%25%E7%94%9F%E6%88%90x-y+%E5%9D%90%E6%A0%87+%E6%A0%BC.+%E7%82%B9+%E7%9F%A9%E9%98%B5..jpg "z=x.^2+y.^2; %计算格点上的函 数值. subplot(1,2,1), mesh(x,y,z); %三维网格图. subplot(1,2,2), surf(x,y,z); %三维曲面图. colormap(hot);")
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7.简单图像处理 imread:读取图像文件（ BMP,GIF , PNG, JPEG, and TIFF） imshow:显示图像
imwrite:保存图像 例3.12：图像处理 img1=imread(‘mudan.jpg'); % Load image data img2=imread('eight.tif'); %显示图像： imshow(img1);%Display image
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简单图像处理 lighter= 2 * img1; subplot(1,2,1); imshow(img1); title('Original'); %Display image subplot(1,2,2); imshow(lighter); title(‘Lighter'); %Display image %图像处理前后的比较
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保存图像 imwrite(lighter,'mysaved.jpg') %彩色图像转换为灰度图像 black = rgb2gray(img1); imshow(black)
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%sobel边缘提取算法 imag_edge1 = edge(img2,‘sobel’); subplot(121),imshow(imag_edge1) %canny边缘提取算法 imag_edge2 = edge(img2,'canny'); subplot(122),imshow(imag_edge2)
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