Matlab繪圖介紹
強大的繪圖功能是Matlab的特點之一，Matlab提供了一系列的繪圖函數，用戶不需要過多的考慮繪圖的細節，只需要給出一些基本參數就能得到所需圖形，這類函數稱為高層繪圖函數。此外，Matlab還提供了直接對圖形句柄進行操作的低層繪圖操作。這類操作將圖形的每個圖形元素（如坐標軸、曲線、文字等）看做一個獨立的對象，系統給每個對象分配一個句柄，可以通過句柄對該圖形元素進行操作，而不影響其他部分。
Matlab繪制特殊圖形
1. 繪制極坐標圖
說明：使用polarplot函數繪制極坐標圖，每組數據表示一條閉合曲線，共有20條曲線構成20條封閉同心曲線。
t = linspace(0,2*pi,500);
y = 1+0.3*sin(20*t)+0.1*sin(30*t)+0.1*sin(40*t);
polarplot(t,y,t,1.1*y,t,1.2*y,t,1.3*y,t,1.4*y,t,1.5*y,t,1.6*y,t,1.7*y,t,1.8*y,t,1.9*y,...
t,2.0*y,t,2.1*y,t,2.2*y,t,2.3*y,t,2.4*y,t,2.5*y,t,2.6*y,t,2.7*y,t,2.8*y,t,2.9*y,'linewidth',1.5);
2. 單條曲線繪制分段函數（反比例函數y=1/x）
說明：反比例函數在x接近于0時，趨近于奇異（1/0 趨近于無窮大），使用nan非數對圖形進行鏤空，可以實現一條曲線繪制y=1/x的整個定義域。
x = linspace(-3,3,500);
f = @(x) 1./x;
y = f(x);
for ii = 1:length(x)
if abs(x(ii))0.03
x(ii) = nan;
y(ii) = nan;
end
end
plot(x,y)
legend('y=1/x')
3. 正方體內繪制隨機分布的顏色片圖
說明： 使用plot3繪制正方體12條邊，使用fill3函數繪制顏色片，顏色片位置和填充顏色隨機生成。
a = 20;
b = 20;
c = 20;
A1 = [0 0 0
a 0 0
a b 0
0 b 0
0 0 0];
A2 = [0 0 c
a 0 c
a b c
0 b c
0 0 c];
A3 = [0 0 0
0 0 c
0 b c
0 b 0
0 0 0];
A4 = [a 0 0
a 0 c
a b c
a b 0
a 0 0];
% 繪圖
figure
hold on
plot3(A1(:,1),A1(:,2),A1(:,3),'k');
plot3(A2(:,1),A2(:,2),A2(:,3),'k');
plot3(A3(:,1),A3(:,2),A3(:,3),'k');
plot3(A4(:,1),A4(:,2),A4(:,3),'k');
view(3)
XYZ0 = [0 0 0
1 0 0
1 0 1
0 0 1];
for ii = 1:100
p = [rand*(a-2) rand*(b-2) rand*(c-2)]+1; % 球心
X2= p(1) + XYZ0(:,1);
Y2 = p(2) + XYZ0(:,2);
Z2 = p(3) + XYZ0(:,3);
ColorSpec = rand(1,3);
fill3( X2,Y2,Z2,ColorSpec )
end
4. 在大圓內隨機生成若干互不相交的小圓
說明：先繪制大圓，在大圓內隨機生成小圓圓心，判斷小圓圓心和其它小圓的距離，如果小圓圓心距離小于直徑，說明小圓相交，舍去該小圓。
tic
X = [];
Y = [];
n = 0;
while n 1000
r = rand * (750-5);
theta = rand * 2*pi;
x0 = r*cos(theta);
y0 = r*sin(theta);
s = min( (x0-X).^2 + (y0-Y).^2 ); % 最小圓心距離
if s 10^2
continue;
else
X = [X;x0]; % 圓心坐標集合
Y = [Y;y0];
n = n +1 % 點數
end
end
toc
alpha = linspace(0,2*pi,100);
x = 5*cos(alpha);
y = 5*sin(alpha);
figure
plot( 150*x,150*y,'r' )
hold on
for ii = 1:n
x0 = X(ii);
y0 = Y(ii);
plot(x0+x,y0+y,'k')
end
5. 在長方體內隨機生成若干球體
說明：patch函數繪制長方體和球體表面，并可填充顏色。
x = 100;
y = 80;
z = 50;
theta = linspace(0,2*pi,50);
phi = linspace(0,2*pi,50);
[theta,phi] = meshgrid(theta,phi);
r = 2;
X0 = r*cos(phi).*cos(theta);
Y0 = r*cos(phi).*sin(theta);
Z0 = r*sin(phi);
% 繪圖
X = [0 x x 0
0 x x 0
0 0 0 0
x x x x
0 x x 0]';
Y = [0 0 y y
0 0 y y
0 y y 0
0 y y 0
y y y y]';
Z = [0 0 0 0
z z z z
0 0 z z
0 0 z z
0 0 z z ]';
figure
patch(X,Y,Z,'r');
view(3)
hold on
for ii = 1:50
p = [rand*(100-4*r) rand*(80-4*r) rand*(50-4*r)]+2*r; % 球心
X2= p(1) + X0;
Y2 = p(2) + Y0;
Z2 = p(3) + Z0;
patch( X2,Y2,Z2,'y' )
end
6. 繪制圓柱體與球體曲面相交，并繪制相交曲線
說明: mesh函數繪制曲面圖，求解方程得到交線參數方程，plot3函數繪制三維交線。
%% 曲面1
t = linspace(0,2*pi,200);
s = linspace(0,2*pi,200);
[t,s] = meshgrid(t,s);
x = 2*cos(t);
y = 2*sin(t).*cos(s);
z = 2*sin(t).*sin(s);
figure
mesh(x,y,z)
%% 曲面2
t2 = linspace(0,2*pi,200);
z2 = linspace(-3,3,200);
[t2,z2] = meshgrid(t2,z2);
x2 = 1 + cos(t2);
y2 = sin(t2);
hold on
mesh(x2,y2,z2)
%% 交線
t3 = linspace(0,2*pi,200);
y3 = sin(t3);
x3 = 1 + cos(t3);
z3 = sqrt(4-2*x3);
plot3(x3,y3,z3,'r','linewidth',5)
hold on
plot3(x3,y3,-z3,'r','linewidth',5)
8. 繪制三維拋物曲面
說明：使用nan非數對圖形進行鏤空
x = -20:0.1:20;
y = -20:0.1:20;
[X,Y] = meshgrid(x,y);
p = 0.2;
q = 0.1;
Z = X.^2/(2*p) + Y.^2/(2*q);
Z = (Z=500) .* Z + ((Z>500)-1) ./ ((Z>500)-1); % 圖形鏤空
mesh(X,Y,Z)
9. 拋物曲面隨參數變化形成動畫
說明：每個步長內動態更新繪制三維曲面，形成動畫效果。
x = linspace(-1,1,20);
y = linspace(-1,1,20);
[X,Y] = meshgrid(x,y);
figure
a = 1;
Z = a.*X.^2 + Y.^2;
h = surf(X,Y,Z);
zlim([0,15])
for a = 1:0.1:10
Z = a.*X.^2 + Y.^2;
set(h,'zdata',Z);
drawnow
pause(0.1)
end
10. 使用不同頻率的正弦波合成方波
說明：傅里葉級數，利用不同頻率的正弦波合成方波，三角函數項數越多，合成方波越精確。
t=0:0.000001:1;
f1=6*sin(10*pi*t)/pi;
f2=6*sin(10*pi*t)/pi+2*sin(30*pi*t)/pi;
f3=6*sin(10*pi*t)/pi+2*sin(30*pi*t)/pi+6*sin(50*pi*t)/(5*pi);
%% 循環段
N = 10; % 點數
f4 = 0; % 初始值
for ii = 1:N
f4 = f4 + 3*2*sin((2*ii-1)*10*pi*t)/pi/(2*ii-1);
end
figure
subplot(2,2,1),plot(t,f1)
subplot(2,2,2),plot(t,f2)
subplot(2,2,3),plot(t,f3)
subplot(2,2,4),plot(t,f4)
總結
到此這篇關于利用Matlab繪制各類特殊圖形的文章就介紹到這了,更多相關Matlab繪制特殊圖形內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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