重新學(xué)習(xí)MATLAB——作圖技法及3D可視化

soundtouch 2019-02-16

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了解點兒MATLAB，知道它非常有用，但一直不太會用，如何快速掌握并運用它呢？
本專欄力爭用最簡潔的語言和邏輯，讓您在最短時間內(nèi)，學(xué)到教材課程中罕見的MATLAB運用技法，從新手邁向成手。

超強的MATLAB作圖功能

MATLAB不僅是處理矩陣的神器，還是矩陣可視化的神器。

什么叫矩陣可視化？

其實，我們分析數(shù)據(jù)/處理信號/解析圖像等等這一類的操作，都是對矩陣的操作，并把它可視化出來。

水波圖像看著復(fù)雜，其實無非是可視化的矩陣而已

直接上手最常用作圖函數(shù)——plot

plot，用來繪制二維的圖線。

x = 0:pi/100:2*pi;y = sin(x);plot(x,y)

自動彈出一個界面并顯示結(jié)果

觀察一下代碼，x是從0到2pi（也就是360度）,間隔是pi/100，也就是說，分成了200小段。

x是個向量，所以y=sin(x)也是一個相同尺寸的向量。

plot(x,y)就是把對應(yīng)位置的xy連成直線。

有同學(xué)會問了，我明明看到的是曲線，你怎么說是直線？

這樣，我把x變成 x = 0:pi/5:2*pi ,再看看結(jié)果：

分的段過少，圖線誤差就大，變成折線了

所以說，完全取決于分成多少小段，類似于圖像處理中的分辨率。

常用技術(shù)：一圖畫多線

一張圖中，為了方便對比，想一起畫n條曲線，怎么做呢？

x = linspace(-2*pi,2*pi);y1 = sin(x);y2 = cos(x);figureplot(x,y1,x,y2)

一圖多線，方便對比

說明：linspace的用法類似于冒號；需要寫2遍x，不可遺漏。

plot其它功能介紹

plot太常用了，是繪圖的基礎(chǔ)，大家一定help看一下，這里再詳細補充一下。

plot還有太多功能了，比如：

設(shè)置線型/線顏色/線粗
設(shè)置marker的形狀/顏色/大小
設(shè)置標題和坐標軸
設(shè)置網(wǎng)格線和標注
使用subplot實現(xiàn)一張大圖中多個小圖

來個例子吧。

ax1 = subplot(2,1,1); % top subplotx = linspace(0,3);y1 = sin(5*x);plot(ax1,x,y1)title(ax1,'Top Subplot')ylabel(ax1,'sin(5x)')ax2 = subplot(2,1,2); % bottom subploty2 = sin(15*x);plot(ax2,x,y2)title(ax2,'Bottom Subplot')ylabel(ax2,'sin(15x)')

一張大圖中包含兩個小圖

這里的subplot(2,1,1)明顯又是矩陣思維，“2,1” 不就是代表2行1列的意思么！

所以說，矩陣思維貫穿MATLAB始終。

三種常用2D作圖之——條形圖bar

y = [2 2 3; 2 5 6; 2 8 9; 2 11 12];bar(y)

自動分組，自動上色

挺方便的吧，幾個數(shù)字就完成一張圖的繪制。

這里觀察y的結(jié)構(gòu)和bar圖的對應(yīng)關(guān)系，可以知道，每一行被認為是一組，每一列是一類數(shù)據(jù)共用同樣的顏色。

誤差線圖errorbar是條形圖中很常用的形式了，尤其學(xué)工程尤其醫(yī)學(xué)工程類的同學(xué)，是不可不知的——

x = linspace(0,10,15);y = sin(x/2);err = 0.3*ones(size(y)); % 這里的誤差是“生成”出來的并不是實驗的真實數(shù)據(jù)errorbar(x,y,err,'-s','MarkerSize',10,... 'MarkerEdgeColor','red','MarkerFaceColor','red')