1、第四章 圖形處理功能作為一個(gè)功能強(qiáng)大的工具軟件，Matlab具有很強(qiáng)的圖形處理功能，提供了大量的二維、三維圖形函數(shù)。由于系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)和豐富的矩陣運(yùn)算，所以在圖形處理方面即常方便又高效。4.1 二維圖形一、 plot函數(shù)函數(shù)格式：plot(x,y) 其中x和y為坐標(biāo)向量函數(shù)功能：以向量x、y為軸，繪制曲線。【例】 在區(qū)間0X2內(nèi)，繪制正弦曲線 Y=SIN（X），其程序?yàn)椋簒=0:pi/100:2*pi; y=sin(x); plot(x,y)【例】同時(shí)繪制正、余弦兩條曲線Y1=SIN（X）和Y2=COS（X）。 x=0:pi/100:2*pi;y1=sin(x);y2=cos(x);p

2、lot(x,y1,x,y2)plot函數(shù)還可以為plot(x,y1,x,y2，x,y3，)形式，其功能是以公共向量x為X軸，分別以y1，y2，y3，為Y軸，在同一幅圖內(nèi)繪制出多條曲線。4.1 二維圖形一、 plot函數(shù)（一）線型與顏色格式：plot(x,y1,cs,.)其中c表示顏色， s表示線型。一、 plot函數(shù)【例】 用不同線型和顏色重新繪制例2圖形，其程序?yàn)椋簒=0:pi/100:2*pi;y1=sin(x);y2=cos(x);plot(x,y1,go,x,y2,b-.)其中參數(shù)go和b-.表示圖形的顏色和線型。g表示綠色，o表示圖形線型為圓圈；b表示藍(lán)色，-.表示圖形線型為點(diǎn)劃線。

3、雙y坐標(biāo)系：plotyy(x1,y1,x2,y2,坐標(biāo)方式1,坐標(biāo)方式2)【例】 繪制sin(x)和exp(x)的雙y坐標(biāo)圖，程序?yàn)椋簒=0:0.1*pi:2*pi;y=sin(x);z=exp(x);plotyy(x,y,x,z,plot,semilogy)【例】：x=0:0.1*pi:2*pi;y=sin(x)；stairs(x,y); 2.階梯圖形 stairs(x,y)【例】 ：x=0:0.1*pi:2*pi;y=sin(x)；feather(x,y); 3.矢量圖形 feather(x,y)【例】 ：x=0:0.1*pi:2*pi;y=sin(x)；pie(x,y); 4.餅形圖形

4、pie(x,y)【例】 ：A=rosser;5.等高線圖形 contour(x,y) 611 196 -192 407 -8 -52 -49 29 196 899 113 -192 -71 -43 -8 -44 -192 113 899 196 61 49 8 52 407 -192 196 611 8 44 59 -23 -8 -71 61 8 411 -599 208 208 -52 -43 49 44 -599 411 208 208 -49 -8 8 59 208 208 99 -911 29 -44 52 -23 208 208 -911 99v=-900,-600,-100,0,5

5、0,200,600;contour(A,v)6.填充圖形 fill(x,y,c) 或者 fill(x,y,r,g,b)用來繪制并填充二維多邊圖形，x和y為二維多邊形頂點(diǎn)坐標(biāo)向量。字符 c 規(guī)定填充顏色。【例】：x=0 1 1 0 0; %正方形頂點(diǎn)坐標(biāo)向量y=0 0 1 1 0;fill(x,y,y);%繪制并以黃色填充正方形圖x=0:0.025:2*pi;y=sin(3*x);fill(x,y,0.5 0.3 0.4); 4.2 三維圖形一、 plot3函數(shù)最基本的三維圖形函數(shù)為plot3，它是將二維函數(shù)plot的有關(guān)功能擴(kuò)展到三維空間，用來繪制三維圖形。函數(shù)格式：plot3(x1,y1,z

6、1,c1,x2,y2,z2,c2,) 其中x1,y1,z1表示三維坐標(biāo)向量，c1，c2表示線形或顏色。【例】 繪制三維螺旋曲線，其程序?yàn)椋簍=0:pi/50:10*pi;y1=sin(t);y2=cos(t);plot3(y1,y2,t);三維網(wǎng)圖函數(shù) surf (x,y,z)【例】 下列程序繪制三維曲面圖形x=0:0.15:2*pi;y=0:0.15:2*pi;z=sin(y)*cos(x); surf(x,y,z);三、 特殊形狀的三維繪圖函數(shù) bar3：三維直方圖的繪制函數(shù) pie3：三維餅圖的繪制函數(shù) fill3：繪制填充圖函數(shù) stem3： 繪制離散桿圖函數(shù) sphere: 繪制三維

7、球面圖函數(shù) .4.3 圖形輔助處理（一）設(shè)定坐標(biāo)軸1. 可利用axis命令對(duì)其重新設(shè)定。axis(xmin xmax ymin ymax) 設(shè)定最大/小值axis （auto） 將坐標(biāo)系統(tǒng)返回到自動(dòng)缺省狀態(tài)axis （square） 將當(dāng)前圖形設(shè)置為方形axis （equal） 兩個(gè)坐標(biāo)因子設(shè)成相等axis （off） 關(guān)閉坐標(biāo)系統(tǒng)axis （on） 顯示坐標(biāo)系統(tǒng)【例】 在坐標(biāo)范圍0X2,-2Y2內(nèi)重新繪制正弦曲線，其程序?yàn)椋簒=linspace(0,2*pi,60);y=sin(x);plot(x,y);axis (0 2*pi -2 2);設(shè)定坐標(biāo)軸范圍2. 可利用zoom命令對(duì)坐標(biāo)設(shè)定縮

8、放功能。可利用grid命令繪制坐標(biāo)網(wǎng)格線。可利用box命令繪制封閉的坐標(biāo)軸框。 【例】 在坐標(biāo)范圍0X2,-2Y2內(nèi)重新繪制正弦曲線，其程序?yàn)椋簒=linspace(0,2*pi,60);y=sin(x);plot(x,y);axis (0 2*pi -2 2);grid on;box on;zoom on;（二）圖形上的各種標(biāo)記在繪制圖形的同時(shí)，可以對(duì)圖形加上一些說明，如圖形名稱、圖形某一部分的含義、坐標(biāo)說明等，將這些操作稱為添加圖形標(biāo)記。title(加圖形標(biāo)題); xlabel(加X軸標(biāo)記); ylabel(加Y軸標(biāo)記); text(X,Y,添加文本); gtext(添加文本)【例】 用不

9、同線型和顏色重新繪制例2圖形，其程序?yàn)椋簒=0:pi/100:2*pi;y1=sin(x);y2=cos(x);plot(x,y1,go,x,y2,b-.); title(sin(x) and cos(x); xlabel(X-軸); ylabel(Y-軸); text(pi,0,green-sin(x) blue-cos(x);legend(圖例說明,圖例說明,.定位號(hào)); 【例】 為正弦、余弦曲線增加圖例，其程序?yàn)椋簒=0:pi/100:2*pi;y1=sin(x);y2=cos(x);plot(x,y1,x,y2, *);legend(sin(x),cos(x)，3);1.hlod on

10、/off 圖形保持函數(shù)，on將所有繪制的圖形疊加在同一圖形窗口中。off后繪制的圖形覆蓋前面的圖形。（三）多圖處理【例】 ：x=linspace(0,2*pi,60);y=sin(x);z=cos(x);plot(x,y,b); 繪制正弦曲線1.hlod on/off 圖形保持函數(shù)，on將所有繪制的圖形疊加在同一圖形窗口中。off后繪制的圖形覆蓋前面的圖形。（三）多圖處理【例】 ：x=linspace(0,2*pi,60);y=sin(x);z=cos(x);plot(x,y,b); 繪制正弦曲線hold on; 設(shè)置圖形保持狀態(tài)plot(x,z,g); 保持正弦曲線同時(shí)繪制余弦曲線axis

11、(0 2*pi -1 1); legend(cos,sin);hold off 關(guān)閉圖形保持2.subplot（m,n,p）該命令將當(dāng)前圖形窗口分成mn個(gè)繪圖區(qū)，即每行n個(gè)，共m行，區(qū)號(hào)按行優(yōu)先編號(hào)，且選定第p個(gè)區(qū)為當(dāng)前活動(dòng)區(qū)。【例】 在一個(gè)圖形窗口中同時(shí)繪制正弦、余弦、正切、反正切曲線.x=linspace(0,2*pi,60); y=sin(x); z=cos(x); t=tan(x);at=atan(x);subplot(2,2,1);plot(x,y);subplot(2,2,2);plot(x,z);subplot(2,2,3);plot(x,t);subplot(2,2,4);pl

12、ot(x,at);3.figure每執(zhí)行一次figure命令，創(chuàng)建一個(gè)新的圖形窗口，該窗口自動(dòng)為當(dāng)前活動(dòng)窗口，若需要還可以返回該窗口的識(shí)別號(hào)碼，稱該號(hào)碼為句柄。句柄顯示在圖形窗口的標(biāo)題欄中，即圖形窗口標(biāo)題。用戶可通過句柄控制圖形窗口。【例】用多圖形窗口重新繪制上面多子圖實(shí)例圖形x=linspace(0,2*pi,60);y=sin(x);z=cos(x);t=tan(x); at=atan(x);H1=figure; 創(chuàng)建窗口并返回句柄到變量H1plot(x,y); title(sin(x); axis (0 2*pi -1 1); H2=figure; 創(chuàng)建窗口并返回句柄到變量H2plot(

13、x,z); title(cos(x);axis (0 2*pi -1 1);H3=figure; plot(x,t);title(tangent(x);axis (0 2*pi -40 40);H4=figure; plot(x,ct);title(cotangent(x);axis (0 2*pi -40 40);4.4 圖形處理的高級(jí)技術(shù)1.圖形句柄（1）圖形對(duì)象和句柄圖形對(duì)象是一組緊密相關(guān)、形成惟一整體的子對(duì)象的集合，并且子對(duì)象可以被單獨(dú)地操作。在創(chuàng)建每一個(gè)圖形對(duì)象時(shí)，都為該對(duì)象分配惟一的一個(gè)數(shù)值，稱為圖形對(duì)象句柄。句柄是圖形對(duì)象的惟一標(biāo)識(shí)符，不同對(duì)象的句柄是不同的。(2) 句柄圖形的結(jié)

14、構(gòu)Root(根屏幕)Figure（圖）Uicontrol（界面控件）Axes（軸）Uimenu（界面菜單）Line(線)Surface(面)Text(字)Image (圖)Patch(塊)Rectangle(方)Light(光)gcf:當(dāng)前窗口的句柄；gca:當(dāng)前軸的句柄；gco：鼠標(biāo)點(diǎn)擊對(duì)象句柄figure 或 h =figure 功能：按默認(rèn)的屬性值建立圖形窗口。要關(guān)閉圖形窗口，使用close函數(shù)，調(diào)用格式為：close(h) 功能：關(guān)閉句柄為h的圖形窗口。close all 功能：關(guān)閉所有的圖形窗口。 注意clf命令則是清除當(dāng)前圖形窗口的內(nèi)容，但不關(guān)閉窗口。 h=figure(Prope

15、rtyName1, PropertyValue1，)get(H) 系統(tǒng)返回當(dāng)前圖形對(duì)象的有關(guān)屬性：象H=get(0,CurrentFigure)則返回根對(duì)象的CurrentFigure的屬性值，即當(dāng)前圖形窗口的句柄，相當(dāng)于函數(shù)gcf。get(gcf,Children)則返回當(dāng)前坐標(biāo)系對(duì)象的句柄；類似的操作用戶可在使用Matlab的過程中不斷積累。set命令：set(H,name,value，) 將圖形對(duì)象H的name屬性設(shè)置為value.其中H為句柄，name為屬性名，value為name的屬性值。【例】x=0:0.1:4*pi;H=plot(x,sin(x); %返回正弦曲線句柄 ，這里H

16、= 3.0016set(H,LineStyle,*,LineWidth,0.1); %設(shè)置正弦曲線線型與線寬【例】x=-pi:pi/20:pi;y=sin(x);z=cos(x);plot(x,y,r,x,z,g);Hl_lines=get(gca,Children); % 獲取正、余曲線句柄向量Hl_linesset(Hl_lines,LineStyle,*,LineWidth,0.1);2.著色的控制色圖 colormapcolormap實(shí)際上是一個(gè)mx3的矩陣，每一行的3個(gè)值都為0-1之間數(shù)，分別代表顏色組成的rgb值，如0 0 1代表藍(lán)色。系統(tǒng)自帶了一些colormap，如：winte

17、r（ 64x3 ）、autumn等。用戶可以自定義自己的colormap，而且不一定是64維的。colormap(winter;autumn;summer)x=0 1 1 0;y=0 0 1 1;fill(x,y,0 0.1 0.2 0.3);colorbar; 3.視點(diǎn)的設(shè)定【例】 不同視角圖形p=peaks; 系統(tǒng)提供的多峰函數(shù)subplot(2,2,1);mesh(peaks,p);view(-37.5,30); 指定子圖1的視點(diǎn)title(azimuth=-37.5,elevation=30)subplot(2,2,2);mesh(peaks,p);view(-17,60); 指定子圖

18、2的視點(diǎn)title(azimuth=-17,elevation=60)subplot(2,2,3);mesh(peaks,p);view(-90,0); 指定子圖3的視點(diǎn)title(azimuth=-90,elevation=0)subplot(2,2,4);mesh(peaks,p);view(-7,-10);指定子圖4的視點(diǎn)title(azimuth=-7,elevation=-10)3.圖像的處理H=imread(dog,jpg);image(H)imread :讀入外部圖像文件。imwrite:寫入外部圖像文件。image:將圖像文件顯示在matlab圖形窗口中。4.動(dòng)畫的設(shè)計(jì)如果將Matlab產(chǎn)生的多幅圖形保存起來，并利用系統(tǒng)提供的函數(shù)進(jìn)行播放，就可產(chǎn)生動(dòng)畫效果。系統(tǒng)所提供的動(dòng)畫功能函數(shù)有g(shù)etframe、moviein和movie。getframe函數(shù)getframe函數(shù)可將當(dāng)前圖形窗口作為一個(gè)畫面取下并保存。格式為：m=getframe它將每一幀畫面信息數(shù)