MATLAB实例讲解plot函数绘图进阶含源程序

bigegpt 2024-10-28 12:46 53 浏览

在绘制图像时，我们需要可能需要对图形进行修饰，添加注释、设置不同的颜色和线型进行区分，同时有的还要对坐标轴标签进行修改，设置坐标轴的范围，并且自定义图形的大小，输出相应的格式。今天主要是以实例讲解plot函数绘图进阶含源程序，其他的绘图函数也是可以做相应的操作。

1.程序

clc;%清除命令行窗口命令
clear all;%清除工作区变量
close all;%关闭图形窗口
%% 数据准备
x= linspace(0,1,24);
y1 = 2.*x;
y2 = 3*x.^2;
y3 = 0.5*x.^3;
y4 = 5*x;
y5 = 6.*x.^2+3;
y6 = x.^3;
data = [y1;y2;y3;y4;y5;y6];
t = 1:24;
h = figure;%获取图形句柄
%% Matlab绘图中用到的直线属性包括：


% 字体种类FontName 字体大小FontSize 字体粗细FontWeight
%线型 实线'-'，双划线'--'，虚线':'，点划线'-.'
%标记 +.ox* 正方形s 菱形d 六边形h 五角形p 上三角形^ 下三角形v 右三角形> 左三角形<
plot(t,data(1,:),'Color','b','LineStyle','-',...
    'Marker','o','MarkerFaceColor','b','MarkerEdgeColor',[0.5,0.5,0.5],...
    'MarkerIndices',1:2:length(data(1,:)),'LineWidth',2, 'MarkerSize',10);
hold on;
plot(t,data(2,:),'Color','r','LineStyle','--',...
    'Marker','s','MarkerFaceColor','r','MarkerEdgeColor','r',...
    'MarkerIndices',1:2:length(data(2,:)),'LineWidth',2, 'MarkerSize',10);


plot(t,data(3,:),'Color','k','LineStyle',':',...
    'Marker','<','MarkerFaceColor','k','MarkerEdgeColor','k',...
    'MarkerIndices',1:2:length(data(3,:)),'LineWidth',2, 'MarkerSize',10);
box on;%显示四周网格
grid on;%添加网格
xlim([1 24]);%设置x轴范围
ylim([0 5]);%设置y轴范围
xlabel('x','FontSize',20,'FontWeight','bold');%设置x轴坐标名称
ylabel('y','FontSize',20,'FontWeight','bold');%设置y轴坐标名称


xticks([1:24])%定义横轴标尺
xticklabels({'1','2','3','4','5','6','7','8','9','10','11','12','13','14','15','16','17','18','19','20','21','22','23','24'})
yticks([1:5])%定义纵轴标尺
% axis equal %刻度等长  x轴y轴比例尺同等长度
axis on %打开坐标轴
% axis square%坐标轴设置为正方形
set(gca,'FontName','Times New Roman','FontSize',12);%修改字体为古罗马
title('\fontname{宋体}函数对比');%设置标题
%gca表示当前的坐标轴对象   gcf表示当前的图形窗口
text(5,2,'\fontname{宋体}欢迎关注微信公众号云龙派','FontSize',10,'FontWeight','bold')
legend({'y = 2x','y = 3x^2','y = 0.5x^3'},'Location','northwest','NumColumns',3,'FontSize',12,'Orientation','horizon','box','off');


% print 自动保存图片文件
width = 5;  % 图片宽度
height = 5;  % 图片高度
set(h,'PaperUnits','inches'); % 尺寸所用单位
set(h,'PaperPosition',[0 0 width height]);
filename = '云龙派：郭志龙.'; % 输出文件名
print(h,[filename,'tif'],'-r600','-dtiff'); % 格式、分辨率




h1 = figure;%获取图形句柄
hold on;
plot(t,data(4,:),'Color','g','LineStyle',':',...
    'Marker','p','MarkerFaceColor','g','MarkerEdgeColor','g',...
    'MarkerIndices',1:2:length(data(4,:)),'LineWidth',2, 'MarkerSize',10);
plot(t,data(5,:),'Color','y','LineStyle','-.',...
    'Marker','+','MarkerFaceColor','y','MarkerEdgeColor','y',...
    'MarkerIndices',1:2:length(data(5,:)),'LineWidth',2, 'MarkerSize',10);
plot(t,data(6,:),'Color','c','LineStyle','-.',...
    'Marker','h','MarkerFaceColor','c','MarkerEdgeColor','c',...
    'MarkerIndices',1:2:length(data(6,:)),'LineWidth',2, 'MarkerSize',10);
box on;%显示四周网格
grid minor;%添加更小的网格
% axis off%关闭坐标轴
xlabel('\fontname{Times new roman}x \fontname{宋体}变量');%设置x轴坐标名称
ylabel('y');%设置y轴坐标名称
title('函数对比','position',[12,1]);%设置标题  title(,'af','position',[x,y]);
% set(gca,'XTick', []);% 清除X轴的记号点
set(gca,'XTick', [1:24]);% 清除X轴的记号点
set(gca,'XLim',[1 24]);% X轴的数据显示范围
set(gca,'XTicklabels',{'1','2','3','4','5','6','7','8','9','10','11','12','13','14','15','16','17','18','19','20','21','22','23','24'});% X轴的记号
set(gca,'XGrid','on');% X轴的网格
set(gca,'XDir','reverse');% 逆转X轴
set(gca,'XColor','red');% X轴的颜色
set(gca,'YColor','b');% Y轴的颜色
text(14,5,'欢迎关注微信公众号云龙派','FontSize',10,'FontWeight','bold')
legend({'y = 5x','y = 6x^2+3','y_1 = x^3'},'Location','northeast','NumColumns',2,'FontSize',12,'Orientation','horizon','box','off');


% 裁掉图片的白边 (方便插图，省去手动裁剪的时间)
set(gca, 'LooseInset', [0,0,0,0])
% % 以厘米为单位，在屏幕上(10,5)的位置画24cm×12cm的图
% set(gcf,'unit','centimeters','position',[10 5 24 12])
width = 5;  % 图片宽度
height = 5;  % 图片高度
set(h,'PaperUnits','centimeter'); % 尺寸所用单位 厘米
set(h,'PaperPosition',[0 0 width height]);
filename = '云龙派：郭志龙5.'; % 输出文件名
print(h,[filename,'tif'],'-r600','-dtiff'); % 格式、分辨率
%MATLAB2020a推出了新的exportgraphics函数,该函数可以智能识别图形边界, 导出的图像没有白边.在图形超出打印边界的情况下也可以直接出图
exportgraphics(gcf,'Dargon.png'); %'jpg' 'jpeg' 'png' 'tif' 'tiff''pdf' 'emf' 'eps'
% saveas命令。常用于批量绘图时，在如下命令里，k是循环改变的数，这样就可以批量生成文件名为x1.jpg、x2.jpg...等图片
% saveas(gcf,['E:\MATLAB\bin\work\研究生\微信公众号\MATLAB的plot函数绘图进阶','x',num2str(k),'.jpg'])

运行结果

2.相关函数介绍

2.1 坐标轴设置相关函数

设置坐标范围 
方法1：
二维 axis([xmin,xmax,ymin,ymax])
三维 axis([xmin,xmax,ymin,ymax,zmin,zmax])
方法2
二维
xlim([xmin,xmax]);
ylim([ymin,ymax]);
三维
xlim([xmin,xmax]);
ylim([ymin,ymax]);
zlim([zmin zmax]);
方法3:
gca表示当前的做标对象的句柄
figure(...);
set(gca,'XLim',[xmin xmax]);% X轴的数据显示范围
其他做标轴相关函数
set(gca,'XTick',[x1 x2 x3 x4] );% X轴的记号点
set(gca,'XTicklabel',{'-x1','x2','x3'});% X轴的记号
set(gca,'XTick', []);% 清除X轴的记号点
set(gca,'XGrid','on');% X轴的网格
set(gca,'XDir','reverse');% 逆转X轴
set(gca,'XColor','b');% X轴的颜色
常用：刻度等长axis equal
打开坐标轴axis on
去掉坐标轴axis off
坐标轴设置为正方形axis square
冻结屏幕高宽比axis vis3d

2.2 plot绘图相关属性

plot 线宽、标记、字体设置
Matlab绘图中用到的直线属性包括：
线形LineStyle 线宽LineWidth 颜色 Color 标记形状MarkerType 标记大小 MarkerSize
标记填充颜色MarkerFaceColor 标记边缘颜色MarkerEdgeColor
字体种类FontName 字体大小FontSize 字体粗细FontWeight
MarkerIndices 标记点位置设置
plot 线型、标记与颜色及快速设置
线型 实线'-'，双划线'--'，虚线':'，点划线'-.'
标记 +.ox* 正方形s 菱形d 六边形h 五角形p 上三角形^ 下三角形v 右三角形> 左三角形<
颜色 红绿蓝rgb 黄黑白ykw 青绿色c 洋红m
快速设置 在引号内可用简洁命令设置曲线属性：如'rs:'，即为红色带方形标记的虚线。

2.3 设置figure中英文不同字体

设置figure中英文不同字体
xlabel(['\fontname{宋体}时间\fontname{Times new roman}(s)'],'FontSize',15);
set(gca,'FontName','Times New Roman','FontSize',12);%修改字体为古罗马

2.4 legend函数相关属性

legend({'y = 2x','y = 3x^2','y = 0.5x^3'},'Location','northwest','NumColumns',3,'FontSize',12,'Orientation','horizon','box','off');
Location 位置属性
box 框的属性 
Orientation 方向属性
FontSize 字体大小属性
NumColumns 每行图例数量属性

2.5 其他相关属性

title  设置标题
xlabel  设置x轴坐标
ylabel  设置y轴坐标
text  标注文本
grid  设置网格
% 裁掉图片的白边 (方便插图，省去手动裁剪的时间)
set(gca, 'LooseInset', [0,0,0,0])
set(gca,'XGrid','on');% X轴的网格
set(gca,'XDir','reverse');% 逆转X轴
set(gca,'XColor','red');% X轴的颜色
set(gca,'YColor','b');% Y轴的颜色
MATLAB2020a推出了新的exportgraphics函数,该函数可以智能识别图形边界
, 导出的图像没有白边.在图形超出打印边界的情况下也可以直接出图, 
非常方便, 推荐给大家.
exportgraphics(gcf,'Dargon.png'); %'jpg' 'jpeg' 'png' 'tif' 'tiff''pdf' 'emf' 'eps'

2.6 设置图片大小并自动输出生成图片文件

% print 自动保存图片文件
width = 5;  % 图片宽度
height = 5;  % 图片高度
set(h,'PaperUnits','inches'); % 尺寸所用单位
set(h,'PaperPosition',[0 0 width height]);
filename = '云龙派：郭志龙.'; % 输出文件名
print(h,[filename,'tif'],'-r600','-dtiff'); % 格式、分辨率

% 裁掉图片的白边 (方便插图，省去手动裁剪的时间)
set(gca, 'LooseInset', [0,0,0,0])
% % 以厘米为单位，在屏幕上(10,5)的位置画24cm×12cm的图
% set(gcf,'unit','centimeters','position',[10 5 24 12])
width = 5;  % 图片宽度
height = 5;  % 图片高度
set(h,'PaperUnits','centimeter'); % 尺寸所用单位 厘米
set(h,'PaperPosition',[0 0 width height]);
filename = '云龙派：郭志龙5.'; % 输出文件名
print(h,[filename,'tif'],'-r600','-dtiff'); % 格式、分辨率
exportgraphics(gcf,'Dargon.png'); %'jpg' 'jpeg' 'png' 'tif' 'tiff''pdf' 'emf'

3.参考内容

[1] 知乎作者古月志的文章《matlab学习笔记——科研绘图》，文章链接为：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/82421043?utm_campaign=shareopn&utm_medium=social&utm_oi=1255293315886473216&utm_psn=1621299211663720448&utm_source=wechat_session

[2] 知乎作者hennyxu的文章《Matlab科研绘图 & 保存》，文章；链接为：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/137053864?utm_campaign=shareopn&utm_medium=social&utm_oi=1255293315886473216&utm_psn=1621305848826966016&utm_source=wechat_session

[3] 知乎作者永恒的挚爱的文章《MATLAB使用技巧（四）设置figure中英文不同字体》，文章链接为：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/355314689

[4] MATLAB官方帮助文档

[5] 知乎作者半壳程序员的文章《MATLAB免裁剪导出图像》，文章链接为：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/457534379?utm_campaign=shareopn&utm_medium=social&utm_oi=1255293315886473216&utm_psn=1621300022972305408&utm_source=wechat_session

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作者 | 郭志龙
编辑 | 郭志龙
校对 | 郭志龙

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