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数据可视化

二维数据可视化

• 无论是离散还是连续，MATLAB都需要计算一组离散自变量的函数值，然后描点连线。可以通过不断减小离散点间距，单纯绘制点；或者在减小离散点间距基础上把点用直线连起来但无论什么方法，图形都有一定误差。

  基本二维曲线的绘制

• 二维最常见的是plot函数。采用不同形式输入有不同功能。

  plot(y)

• y可以是适量、实矩阵、复矢量。y为矢量则横坐标为矢量索引（各个数分别下标是几）；y为实矩阵则绘制y的列矢量对其坐标索引的图形；y为复数矢量则相当于绘制plot(real(y),imag(y))。

  plot(x,y)

• x,y均可为矢量或矩阵，其中有三种组合用于绘制曲线图。均为矢量，绘制y对x的图形；x为n维矢量，y为m×n或n×m矩阵，绘制m条曲线，以矢量x为曲线公共横坐标；均为m×n矩阵，绘制n条不同色曲线，绘制为以x,y对应列向量构成的图的集合。

绘图辅助操作

颜色、标记和线型

• 未指定上述类型，默认实线线型。

颜色	符号
蓝色	b
绿色	g
红色	r
青色	c
洋红	m
黄色	y
黑色	k
白色	w

标记	符号
点	.
圈	O
叉	×
加	+
星	*
方形	S
菱形	D
上三角
下三角
左三角	<
右三角	>
五角星	p
六角星	h

线型	符号
实线	-
虚线	–
点线	:
点画线	-.

plot命令可设定的属性

|属性|解释| |–|–| | LineStyle | 线型 | | LineWidth | 线宽 | | Color | 颜色 | | MarkerType | 标记点的形状 | | MarkerSize | 标记点大小 | | MarkerFaceColor | 标记点内部填充色 | | MarkerEdgeColor | 标记点边缘色 |

坐标轴标注和范围设置

坐标轴标注

• 以x轴为例，y/z同之。

  xlabel('x','FontName','楷体','FontSize',16);
  

• 可以只写变量标注，不写字体名称和大小。默认11号正常粗细。
• 指定时需要先写单引号，里面是要指定的条件值，后边跟写指定为什么。具体参考上例。
• 关于哪些可以指定，直接参考help。

坐标轴范围设置

• 可以使用xlim/ylim/zlim函数。使用方式xlim([-3,3])，指定范围-3~3。诸如此类。
• 其余范围指定函数不赘。

绘图方式

|绘图方式|特点说明|语句| |–|–|–| | equal | 横纵轴单位长度相等 |axis equal| | tight | 图的四个边界与曲线边界相抵 |axis image tight| | normal | 正常画图 |axis normal| | xlim/ylim | 限定坐标轴范围 |（与其他三个搭即可，不需要语句）|

• 使用时在plot和文字标注如xlabel、title之后写语句即可。

背景、标题、文本设置

• MATLAB默认背景灰色。
• 背景色设置有如下几种方式。
  • figure('Color',colorvalue)。其中'Color'为表示语句，照抄；colorvalue为RGB三元组，是一个由[0,1]中的三个数构成的三元行向量。
  • set(gcf,'color','w')。其中只要改变'w'即可。单引号内部改为由上表指定的颜色表示符号。
• 标题是所绘图形的说明。
  • title('string');
  • title('s1','s2')，s1主标题，s2副标题。
  • 标题字体字号颜色均与坐标轴标注相同。详情就去help。

图例标注

• 在多个不同曲线绘制时需要使用图例标注legend函数。
• legend('string1','string2',……);
• legend(……,'location',location);
• 其中string1/string2分别标注对应绘图过程中先后生成的曲线。'location'可以为一个1×4矢量（[left bottom width height])，也可以为任意字符串。如果使用MATLAB指定的位置定位则不需要更改。详情请help。
• 例程：

x=-pi:pi/20:2.5*pi;
y1=cos(x);
y2=sin(x);
figure
plot(x,y1,'-ro',x,y2,'-.b');
legend('y1','y2','location','northwest');%左上角位置
figure
plot(x,y1,'-ro',x,y2,'-.b');
legend('y1','y2','location','northeast');%左上角位置
figure
plot(x,y1,'-ro',x,y2,'-.b');
legend('y1','y2','location','best');%重叠最小处
figure
plot(x,y1,'-ro',x,y2,'-.b');
legend('y1','y2','location','bestoutside');%绘图区外占用最小面积

多图叠绘、双纵坐标、多子图

多图叠绘

• 使用hold on/off。
• grid on/off控制是否显示坐标网线。

双纵坐标绘制

• 使用plotyy函数。

格式	说明
plotyy(x1,y1,x2,y2)	绘制两条曲线，分以左右为纵轴
plotyy(x1,y1,x2,y2,fun)	曲线类型由fun指定
plotyy(x1,y1,x2,y2,fun1,fun2)	两曲线类型分别为fun1,fun2

• MATLAB官方不建议使用plotyy，建议使用yyaxis。
• yyaxis一般例程如下：

x = linspace(0,10);
y = sin(3*x);
yyaxis left
plot(x,y)

z = sin(3*x).*exp(0.5*x);
yyaxis right
plot(x,z)
ylim([-150 150])

• yyaxis也可以改变两侧颜色、分别题写标签、每一侧绘制多组数据等。具体自己去help。

多子图绘制

• 使用subplot函数。常见格式如下：

格式	说明
subplot(m,n,p)	将图形窗口分为m×n个窗口，在第p个窗口创建子图
subplot(m,n,p,’replace’)	若在绘制图形时第p个窗口已有坐标系则删除，用新坐标系取代
subplot(m,n,p,’align’)	对齐坐标轴
subplot(‘position’,[left bottom rright height])	在指定位置创建新的子图，并将其设为当前坐标轴，4个参数均采用归一化设置，范围[0,1]，左下角为（0,0)

• 例程如下：

x=linspace(0,2*pi,200);
y=sin(x);
subplot(2,2,1);
plot(x,y);
y=2.*sin(2.*x).*cos(x);
subplot(2,2,2);
plot(x,y);
y=sin(x)./cos(x);
subplot('position',[0.2 0.05 0.6 0.4]);
plot(x,y);

x=linspace(0,2*pi,200);
y=sin(x);
subplot(2,2,1);
plot(x,y);
y=2.*sin(2.*x).*cos(x);
subplot(2,2,2);
plot(x,y);
y=sin(x)./cos(x);
subplot(2,1,2);
plot(x,y);

特殊二维图形绘制

• 请参考二维图和三维图。此略。