目标：

画2D图
颜色空间
3D画图

图的选择索引：

一、画2D图

Special Plots:

相关的函数：

1. Logarithm Plots：关于对数函数的画图

semilogx()：对x轴取log
semilogy()：对y轴取log
loglog()：对x轴和y轴都取log

x = logspace(-1,1,100);
y = x.^2;
subplot(2,2,1);
plot(x,y) % 线性画图
title('Plot');
subplot(2,2,2);
semilogx(x,y); % 对x轴取对数
title('Semilogx');
subplot(2,2,3);
semilogy(x,y); % 对y轴取对数
title('Semilogy');
subplot(2,2,4);
loglog(x,y); % 对x和y轴都取对数
title('Loglog');
set(gca,'XGrid','on')

plotyy()：画两个y轴的图像，返回三个handle（AX：axes，AX(1)和AX(2)，H1：y1画出的先，H2：y2画出的线)

x = 0:0.01:20;
y1 = 200*exp(-0.05*x).*sin(x);
y2 = 0.8*exp(-0.5*x).*sin(10*x);
[AX,H1,H2] = plotyy(x,y1,x,y2);
set(get(AX(1),'Ylabel'),'String','Left Y-axis')
set(get(AX(2),'Ylabel'),'String','Right Y-axis')
title('Labeling plotyy')
set(H1,'LineStyle','--');
set(H2,'LineStyle',':');

2. Histogram：柱状图

hist（data，组数）：查看数据整体分布

y = randn(1,10000);
subplot(2,1,1);
hist(y,10);
title('Bins = 10');
subplot(2,1,2);
hist(y,50);
title('Bins = 50');

bar（）：查看数据的个体分布

x = [1 2 5 4 8];
y = [x;1:5];
subplot(1,3,1); bar(x); title('A bargraph of vector x');
subplot(1,3,2); bar(y); title('A bargraph of vector y');
subplot(1,3,3); bar3(y); title('A 3D bargraph'); % 3维展示

Stacked and Horizontal Bar：堆积和水平展示

x = [1 2 5 4 8];
y = [x;1:5];
subplot(1,2,1);
bar(y,'stacked'); %堆积展示
title('stacked');
 
subplot(1,2,2);
barh(y);  % 水平展示
title('Horizontal');

3. pie：饼状图

a = [10 5 20 30];
subplot(1,3,1); pie(a);
subplot(1,3,2); pie(a,[0,0,1,1]); % 为1的位置饼图被分开
subplot(1,3,3); pie3(a,[0,0,0,1]); % 立体图形展示

4. polar：极坐标，利用角度来画图

x = 1:100; theta = x/10; r = log10(x);
subplot(1,4,1); polar(theta,r);
theta = linspace(0, 2*pi); r = cos(4*theta);
subplot(1,4,2); polar(theta,r);
theta = linspace(0, 2*pi, 6); r = ones(1,length(theta));
subplot(1,4,3); polar(theta,r);
theta = linspace(0, 2*pi); r = 1-sin(theta);
subplot(1,4,4); polar(theta, r);

5. staris and stem Charts: 类似于楼梯和柱子

x = linspace(0, 4*pi, 40);
y = sin(x);
subplot(1,2,1);stairs(y); % 阶梯
subplot(1,2,2);stem(y); % 圆圈线

6. Boxplot and Error Bar

% boxplot
load carsmall
boxplot(MPG, Origin)

% errorbar
x = 0:pi/10:pi; y = sin(x);
e = std(y)*ones(size(x));
errorbar(x,y,e);

7. fill（）：绘图函数，填满颜色

t = (1:2:15)'*pi/8; x = sin(t); y = cos(t);
fill(x,y,'r');axis square off;
text(0, 0, 'STOP', 'Color', 'w', 'FontSize', 80,...
    'FontWeight','bold','HorizontalAlignment','center');

二、Color Space(颜色空间)

[ R G B]：可以用0-1表示，也可以用0-255表示
0 是最小值，黑色
1 是最大值，白色
8-bit 等值的：

1. VIsualizing Data as An image:imagesc()

[x, y] = meshgrid(-3:.2:3,-3:.2:3);
z = x.^2 + x.*y + y.^2;
% 画图
surf(x, y, z);
box on;
set(gca, 'FontSize', 16);
zlabel('z');
xlim([-4 4]);
xlabel('x');
ylim([-4 4]);
ylabel('y');

% 二维热力图，用颜色表示z轴
imagesc(z);
axis square;
xlabel('x');
ylabel('y')
% 下面的三个命令要分别执行
% 添加颜色深浅标签
colorbar;
% 热色系
colormap(hot);
% 冷色系
colormap(cool);
% 灰度
colormap(gray);

三、3D绘图

相关3D绘图函数

1. plot3()：

x = 0:0.1:3*pi;
z1 = sin(x);
z2 = sin(2*x);
z3 = sin(3*x);
y1 = zeros(size(x));
y3 = ones(size(x));
y2 = y3./2;
plot3(x,y1,z1,'r',x,y2,z2,'b',x,y3,z3,'g');grid on;
xlabel('x-axis');
ylabel('y-axis');
zlabel('z-axis');

2. Principles for 3D Surface Plots:

通常需要画函数:z = f(x, y)
需要提供给matlab一个(x, y, z)的要给集合
使用 meshgrid(网格)创建关于X和Y的矩阵给定一个范围

% 生成一个x和y的网格
x = -2:1:2;
y = -2:1:2;
[X,Y] = meshgrid(x,y);

mesh() and surf()：

x = -3.5:0.2:3.5;
y = -3.5:0.2:3.5;
[X, Y] = meshgrid(x,y);
Z = X.*exp(-X.^2-Y.^2);
subplot(1,2,1); mesh(X,Y,Z);
subplot(1,2,2); surf(X,Y,Z);

contour():将3D图像投影到2D

x = -3.5:0.2:3.5;
y = -3.5:0.2:3.5;
[X, Y] = meshgrid(x,y);
Z = X.*exp(-X.^2-Y.^2);
subplot(2,1,1); mesh(X,Y,Z); axis square;
subplot(2,1,2); contour(X,Y,Z); axis square;

Various Contour Plots:

x = -3.5:0.2:3.5;
y = -3.5:0.2:3.5;
[X, Y] = meshgrid(x,y);
Z = X.*exp(-X.^2-Y.^2);
% 显示更多的线
subplot(1,3,1); contour(Z,[-.45:.05:.45]); axis square;
subplot(1,3,2); [C, h] = contour(Z);
% 给线标数值
clabel(C, h); axis square;
% 填充颜色
subplot(1,3,3); contourf(Z); axis square;

meshc() and surfc():

x = -3.5:0.2:3.5;
y = -3.5:0.2:3.5;
[X, Y] = meshgrid(x,y);
Z = X.*exp(-X.^2-Y.^2);
% 直接在图的下方显示出等值线
subplot(1,2,1); meshc(X,Y,Z);
subplot(1,2,2); surfc(X,Y,Z);

View Angle:view()

变化看图的角度

sphere(50); shading flat;
light('Position', [1 3 2]);
light('Position', [-3 -1 3]);
material shiny;
axis vis3d off;
set(gcf,'Color',[1 1 1]);
view(-45,20);

Light:light() 打光

[X, Y, Z] = sphere(64); h = surf(X, Y, Z);
axis square vis3d off;
reds = zeros(256, 3); reds(:, 1) = (0:256.-1)/255;
colormap(reds); shading interp; lighting phong;
set(h, 'AmbientStrength', 0.75, 'DiffuseStrength', 0.5);
L1 = light('Position',[-1, -1, -1]);
% 改变打光的位置
set(L1, 'Position', [-1, -1, 1]);

patch()：画多边形

Matlab第五课：进阶绘图

一、画2D图

二、Color Space(颜色空间)

三、3D绘图

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