1 常用命令

hold on;  % 持续绘图
hold off; 

1.1 标注

xlabel(''); 
ylabel('');
title(''); 
axis([xmin, xmax, ymin, ymax]);

text(x, y, '')  % 图内文字
% 在指定位置插入文字
% 这个命令会在图片窗口显示后生成一个会随鼠标移动的十字光标
% 需要移动光标来指定插入文字的位置
gtext('');

1.2 绘制多个子图

分成 r*c 个子窗口，p 为子窗口排位(自左向右，自上而下)

subplot(r, c, p) 

1.3 图片保存

将当前窗口显示的图片保存至 'image/i.jpg'

print(gcf, '-djpeg', sprintf('image/%d.jpg',i))  

1.4 更改图像色调

在绘图命令后输入以下代码：

colormap(hot);

更多色调模式以及自定义方式请参照官网说明

1.5 坐标轴控制

axis off;  % 显示绘图而不显示坐标区背景
axis tight;  % 将坐标轴范围设置为等于数据范围
axis ij;  % 反转坐标系，这样 y 的值按从上到下的顺序逐渐增加
axis manual;  % 将范围设置为手动，从而保留当前的坐标轴范围（不会随着之后
              % 图像的添加而变化）

2. 二维绘图

plot(x, y, 'color_point_linestyle', 'linewidth', 2, 'markersize', 12);

'color_point_linestyle' = 线型 + 线色 + 数据点 (例如 '--r*')

线型 (-, -., –, : )
线色 (r-red, g-green, b-blue, w-white, k-black，i-invisible，y-yellow)
数据点 (., o, x, +, *, S, H, D, V, ^)

2.1 极坐标绘图

x = 0:0.1:2*pi; 
r = cos(2*x); 

polar(x, r)

2.2 函数绘图

fplot(fun, lims) 绘制由字符串 fun 指定函数名的函数在 $x$ 轴区间为 lims=[xmin, xmax] 的函数图。例如： $f(x)=\begin{cases} x + 1,\;\;x<1\\ 1 +\frac{1}{x},\;\; x\geq 1 \end{cases}$

2.3 等高线图

[M, c] = contourf(X, Y, Z, 20)

X, Y 都是二维矩阵，储存点的横纵坐标（一般用 meshgrid() 生成）
Z 为二维矩阵，储存点的高度
20 表示将等高线地图强制划分为 20 个层级
M 为等高线矩阵
c 为等高线对象，可以对其进行属性设置（线形、线色），例如：
c.EdgeColor='none' 不显示区分线

示例：

[X, Y] = meshgrid(1:20, 1:20);
Z = Y - X;

[M, c] = contourf(X, Y, Z, 20);
c.EdgeColor = 'none';

图 2-1：等高线图

2.3.1 梯度与箭头绘制

生成梯度

[DX, DY] = gradient(Z, dx, dy)

Z 为二维矩阵，储存点的高度
dx, dy 为数字，表示箭头绘制的间隔（越大表示箭头越稀疏）

绘制箭头

quiver(X, Y, DX, DY)  % 这个没啥好解释的

示例（矩阵 X, Y, Z 源于 section 2.3）

[M, c] = contourf(X, Y, Z, 20);
c.EdgeColor = 'none'; hold on;

[DX,DY] = gradient(Z,1,0.5);
quiver(X, Y, -DX, -DY);

图 2-2：带箭头的等高线图

2.4 柱状图

3. 三维绘图

3.1 三维条形图

Z = [1, 1, 2, 3; 
     2, 2, 4, 6; 
     3, 3, 6, 8];
bar3(Z)

z_{ij}=n 的绘制效果：
在 x-y 坐标系下的 (i,j) 位置绘制一个高 n 的长方柱。例如：

图 3-1：三维条形图

3.2 三维散点图

scatter3(x, y, z, s, c);

% x, y, z 即三维空间坐标
% s 表示散点的大小
% c 表示散点的颜色

示例：

[X, Y] = meshgrid(1:0.3:100, 1:0.3:100);
Z = sin(X) + cos(X)';

x = X(:); y = Y(:); z = Z(:);
s = ones(length(z), 1) * 3;

% 给点上色
c = [];
for i = 1:length(z)
    if z(i) > 1.5, c(i, :) = [1 0 0];
    elseif z(i) < 0.5, c(i, :) = [0 1 0];
    else, c(i, :) = [0 0 1];
    end   
end

scatter3(x, y, z, s, c)

图 3-2：三维散点图

3.3 三维曲面图

surf(X, Y, Z);

示例：

[X, Y] = meshgrid(1:0.3:10, 1:0.3:10);
Z = sin(X) + cos(Y);

s = surf(X, Y, Z);
s.EdgeColor = 'none';

图 3-3：三维曲面图

3.4 三维几何体

3.4.1 圆柱和圆台

[X, Y, Z] = cylinder(r)

r 表示圆台/ 圆柱半径的变化，可以是关于 t 的函数

示例：

figure;
t = 0:0.1:1;

subplot(1, 2, 1);
[X, Y, Z] = cylinder(1.5);
surf(X, Y, Z); axis square;

subplot(1, 2, 2);
[X, Y, Z] = cylinder(2 - t);
surf(X, Y, Z); axis square;

图 3-4：圆锥/ 圆台图

4 其他

4.1 制作 gif

4.1.1 画图的同时生成 gif

p = scatter(randn, randn);
axis([-3, 3, -3, 3]); hold on;

% 将当前图像存储至变量 A, map
% getframe 表示获取当前图像
[A,map] = rgb2ind(frame2im(getframe),256);

% 将 A, map 存储为 'image.gif' 图像的第一帧
imwrite(A,map,'image.gif','LoopCount',65535,'DelayTime',0.1);

for i = 1:10
    p = scatter(randn, randn); hold on; 
    [A,map] = rgb2ind(frame2im(getframe),256);
    % 将新的 A, map 存储为新的一帧并添加至 'image.gif' 中
    imwrite(A,map,'image.gif','WriteMode','append','DelayTime',0.1);
    pause('on')
    pause(0.2)
end

效果图：

图 4-1：示例：gif 动图

4.1.2 将现有的图片制作成 gif

令用于生成 gif 的图片集包含 10 张名为 'image1.jpg' … 'image10.jpg' 的图片（matlab 图片保存详见 section 1.3）

for j=1:10
    % 获取图片
    I = imread(sprintf('image%d.jpg',i));
    [A,map] = rgb2ind(I,256);

    % 生成 gif 并保存
    if(i == 1)
        imwrite(A,map,'image.gif','DelayTime',0.1,'LoopCount',Inf);
    else
        imwrite(A,map,'image.gif','WriteMode','append','DelayTime',0.1);    
    end
end

Document Information

Author: Zeka Lee
Link: https://zhekaili.github.io/wiki/matlab-drawing/
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