matlab课程设计 22Word文件下载.docx
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AbstractII
1MATLAB绘制一维函数图1
1.1plot函数1
1.1.1plot的功能1
1.1.2plot的调用格式1
1.2subplot函数3
1.2.1subplot的使用方法3
1.2.2subplot的功能3
2MATLAB绘制二维函数图和立体图4
2.1三维图指令表格5
2.2基本XYZ立体绘图命令5
2.3空间曲线图6
2.4三维网线图6
2.5三维曲面图7
2.5.1产生三维数据7
2.5.2绘制三维曲面的函数8
2.5.3三维曲面与三维网线的区别8
2.6绘制三维柱面函数9
2.7绘制瀑布图和等高线图9
3图形修饰方法10
3.1图形颜色的修饰10
3.2matlab的色图函数：
10
3.3图形效果修饰11
4MATLAB以4种方式保存11
4.1方式一11
4.2方式二12
4.3方式三13
4.4方式四13
5课设总结15
6参考文献16
附件：
MATLAB程序17
摘要
MATLAB是集数值运算，符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算语言。
作为一个强大的科学计算平台，它几乎能够满足所有的计算需求。
当然，MATLAB本生就是一个功能强大的数据可视化工具，可以通过各种形式显示分析的数据，例如灰度直方图、等高线、蒙太奇混合、像素分析、图层变换以及材质贴图等。
利用可视化的图形，不仅能够评估图形图像的特性，还能够分析图像中的色彩分布等情况。
MATLAB的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。
附加的工具箱（单独提供的专用MATLAB函数集）扩展了MATLAB环境，以解决这些应用领域内特定类型的问题,具有完备的图形处理功能，实现计算结果和编程的可视化,是一个包含大量计算算法的集合。
MATLAB不但擅长於矩阵相关的数值运算，也适合用在各种科学目视表示（Scientificvisualization），本次实验我主要是利用MATLAB仿真软件进行二维绘图。
关键词：
MATLAB二维绘图三维绘图
Abstract
Symboliccomputationandnumericalcalculationandcomparison,thegraphisamathematicalvisualizationtechnologystafftopursueamoreadvancedtechnology,becausefornumericalcomputationandsymboliccomputation,nomatterhowcalculatedtheaccuracyoftheresults,peopletendtonotdirectlyfromthelargeamountofdataandthesymbolsoftheirspecificmeaningintheexperience.Thegraphicsprocessingtechnologytoprovidepeoplewithamoredirectexpression,canmakepeoplemoredirectlyandmoreclearlyunderstandtheresultsandthenatureofthings.
MATLABlanguageprocessinginadditiontoastrongmatrixfeatures,it'
sgraphicsisquitepowerful.MATLABlanguageprovidesapowerfulsetofdrawingcommandsthatcanbedoneautomaticallybasedonthedataentereddrawing,processandresultsofthecalculationprovidesanexcellentvisualmeans.Thepurposeofthepracticeofintroducing.
MATLABenvironmentisthemostbasicofsomeimageprocessingoperations,suchasread,write,imageinformationandimageformat,sizeandgraytelescopic;
etc.Throughtheexperimentmasteryofimagehistogramsdepictsmethod,deepenthehistogramimagefeatureandtherelationshipbetweentheshapeofunderstanding,andtodeepentheunderstandingofhistogramequalizationalgorithm.
Keywords:
MATLABDrawing
1MATLAB绘制一维函数图
1.1plot函数
1.1.1plot的功能
⑴、plot命令自动打开一个图形窗口Figure
⑵、用直线连接相邻两数据点来绘制图形
⑶、根据图形坐标大小自动缩扩坐标轴，将数据标尺及单位标注自动加到两个坐标轴上，可自定坐标轴，可把x,y轴用对数坐标表示
⑷、可单窗口单曲线绘图；
可单窗口多曲线绘图；
可单窗口多曲线分图绘图；
可多窗口绘图
⑸、可任意设定曲线颜色和线型
⑹、可给图形加坐标网线和图形加注功能
1.1.2plot的调用格式
plot（x）——缺省自变量绘图格式，x为向量,以x元素值为纵坐标，以相应元素下标为横坐标绘图。
plot（x,y）——基本格式，以y（x）的函数关系作出直角坐标图，如果y为n×
m的矩阵，则以x为条曲线。
plot（x1,y1,x2,y2）——多条曲线绘图格式。
plot（x,y,’s’）——开关格式，开关量字符串s设定曲线颜色和绘图方式。
图1曲线颜色及类型表
图1曲线颜色及类型表
1.1.3五个函数用不同曲线、不同标识符显示在同一幅图中
运行结果：
图2五个函数用不同曲线、不同标识符显示在同一幅图中
1.2subplot函数
subplot是MATLAB中的函数。
1.2.1subplot的使用方法
subplot（m,n,p）或者subplot（mnp）。
1.2.2subplot的功能
subplot是将多个图画到一个平面上的工具。
其中，m表示是图排成m行，n表示图排成n列，也就是整个figure中有n个图是排成一列的，一共m行，如果m=2就是表示2行图。
p表示图所在的位置，p=1表示从左到右从上到下的第一个位置。
在matlab的命令窗口中输入docsubplot或者helpsubplot即可获得该函数的帮助信息。
重点说明：
subplot——子图分割命令
subplot（m,n,p）——分割为m行n列，按从左至右，从上至下排列，图片在第p个区域显示。
legend（'
y1=30*x'
'
y2=5*x.^2'
y3=3*x.^3'
y4=4*x.^3+2*x.^2+x'
4）;
在图形右下角上添加图例。
该命令对有多种图形对象类型的窗口中显示一个图例。
对于每一线条，图例会在用户给定的文字标签旁显示线条的线型，标记符号和颜色等。
图3同一种曲线、同一种标识符把四个函数显示在同一界面的不同窗口
2MATLAB绘制二维函数图和立体图
三维曲线绘制主要用到plot3，指令为plot3（x,y,z,s）,其用法与plot相似。
三维网线图的绘制使用函数mesh，在利用该函数前需要利用网格生成函数meshgrid生x,y的网格。
网线图的线条有颜色，空挡是黑色的（无颜色）；
曲面图的线条是黑色的，空挡有颜色（把线条之间的空挡填充颜色），沿z轴按每一网格变化。
三维网线图的绘制使用函数surf。
2.1三维图指令表格
类别
指令
说明
网状图
mesh,ezmesh
绘制立体网状图
meshc,ezmeshc
绘制带有等高线的网状图
meshz
绘制带有围裙的网状图
曲面图
surf,ezsurf
立体曲面图
surfc,ezsurfc
绘制带有等高线的曲面图
surfl
绘制带有光源的曲面图
曲线图
plot3,ezplot3
绘制立体曲线图
底层函数
surface
Surf函数用到的底层指令
line3
Plot3函数用到的底层指令
等高线
contour3
绘制等高线
水流效果
waterfall
在x方向或y方向产生水流效果
影像表示
pcolor
在二维平面中以颜色表示曲面的高度
2.2基本XYZ立体绘图命令
mesh和plot是三度空间立体绘图的基本命令。
mesh可以画出立体网状图。
plot则可画出立体曲面图，两者产生的图形都会依高度而有不同颜色。
2.3空间曲线图
图4二维函数空间曲线图
2.4三维网线图
语法：
mesh（z）%画三维网线图
mesh（x,y,z,c）
当只有参数z时，以z矩阵的行下标作为x坐标轴，把z的列下标当作y坐标轴；
x，y分别为x，y坐标轴的自变量；
当有x,y,z参数时，C是指定各点的用色矩阵，当C省略时用色矩阵是z的数据，如果x,y,z,c四个参数都有，则应都是维数相同的矩阵。
图5三维网线图
2.5三维曲面图
2.5.1产生三维数据
在MATLAB中，利用meshgrid函数产生平面区域内的网格坐标矩阵。
其格式为：
x=a:
d1:
b;
y=c:
d2:
d;
[X,Y]=meshgrid（x,y）;
语句执行后，矩阵X的每一行都是向量x，行数等于向量y的元素的个数，矩阵Y的每一列都是向量y，列数等于向量x的元素的个数。
2.5.2绘制三维曲面的函数
surf函数和mesh函数的调用格式为：
mesh（x,y,z,c）：
画网格曲面，将数据点在空间中描出,并连成网格。
surf（x,y,z,c）：
画完整曲面，将数据点所表示曲面画出。
一般情况下，x,y,z是维数相同的矩阵。
x,y是网格坐标矩阵，z是网格点上的高度矩阵，c用于指定在不同高度下的颜色范围。
2.5.3三维曲面与三维网线的区别
网线图：
线条有颜色，空挡是黑色的（无颜色）
曲面图：
线条是黑色的，空挡有颜色（把线条之间的空挡填充颜色，沿z轴按每一网格变化）
图6三维曲面图
2.6绘制三维柱面函数
cylinde（r,n）——三维柱面图绘图函数
r为半径；
n为柱面圆周等分数
图7三维柱面图
2.7绘制瀑布图和等高线图
绘制瀑布图用waterfall函数，用法和meshz函数相似，只是它的网格线在x轴方向出现，具有瀑布效果。
等高线图分二维和三维两种形式，分别使用函数contour和contour3绘制。
绘制多峰函数的瀑布图和等高线图。
图8瀑布图和等高线图
3图形修饰方法
3.1图形颜色的修饰
•matlab有极好的颜色表现功能，其颜色数据又构成了一维新的数据集合也可称为四维图形。
•colormap（MAP）——色图设定函数，MAP为m×
3维色图矩阵。
•图形颜色可根据需要任意生成，也可用matlab配备的色图函数。
hsv——饱和值色图
gray——线性灰度色图
hot——暖色色图
cool——冷色色图
bone——兰色调灰色图
copper——铜色色图
pink——粉红色图
prism——光谱色图
jet——饱和值色图II
flag——红、白、蓝交替色图
3.3图形效果修饰
•透视与消隐——用于网线图
•裁剪修饰——用于网线图、曲面图
•视角修饰——观察不同角度的三维视图
•其它修饰：
a.水线修饰
b.等高线修饰
4MATLAB以4种方式保存
4.1方式一
直接另存为在figure中使用菜单file——>
saveas——>
选择保存形式（fig,eps,jpeg,gif,png,bmp等），这个的缺点是另存为的图像清晰度有很大的牺牲。
图9保存方式一
4.2方式二
复制在剪贴板
在figure中使用菜单edit——>
copyfigure——>
此时图像就复制到剪贴板了，我们可以借助其他软件（比如：
绘图板）保存为需要的图片。
图10保存方式二
4.3方式三
print函数原本不是用来进行图像保存了，而是操作打印机的，但是这里我们可以借用下
%print（figure_handle,fileformat,filename）
x=-pi:
2*pi/300:
pi;
y=sin（x）;
plot（x,y）;
%Matlab根据文件扩展名，自动保存为相应格式图片，另外路径可以是绝对也可以是相对
print（gcf,'
-dpng'
abc.png'
）%保存为png格式的图片到当前路径复制代码。
4.4方式四
saveas命令格式
Matlab提供直接的saveas函数可以将指定figure中simulink的框图进行保存，相当于【文件】中的【另存为】
%saveas（figure_handle,filename,fileformat）
plot（1:
10）;
Saveas（gcf,‘myfig.jpg’）
复制代码
5课设总结
这次的课程设计让我们学习使用MATLAB，利用对图像的处理来应用MATLAB这个软件。
我初步了解了MATLAB功能非常的强大的大软件，由总包和若干个工具箱组成，可以实现数据分析、自动控制、图像处理、神经元网络计算和图形显示，它将这些不同领域的计算用库函数的形式分类成用户能够容易理解的模式和形态，具有完备的图形处理功能，实现计算结果和编程的可视化，针对专门领域的工具箱就是MATLAB所呈现的本质。
我们在使用的时候可以直接调用这些库函数并赋予实际参数就能解决，具有极高的变成效率在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如C和C++。
在计算要求相同的情况下，使用MATLAB的编程工作量会大大减少。
MATLAB的这些函数集包括从最简单最基本的函数到诸如矩阵，特征向量、快速傅立叶变换的复杂函数。
通过这次课程设计，我了解不仅仅局限于我们分析信号与系统的时候用到的那些功能，还有其他更多更广泛的用途，总的来说，MATLAB是个很有效很有用的工具。
6参考文献
[1]王华等.MATLAB电子仿真与应用教程.北京：
国防工业出版社，2001.
[2]李文锋.图形图像处理与应用.北京：
中国标准出版社，2006.
[3]王洪元.MATLAB语言以及在电子信息工程中的应用.北京：
清华大学出版社，2004
[4]刘文耀.数字图像采集与处理.北京：
电子工业出版社.2007.
[5]贺兴华.MATLAB7.X图像处理.北京：
人民邮电出版社，2006.
[6]章毓晋.图像工程（上册）.北京:
清华大学出版社.1999.
MATLAB程序
程序如下：
x=-5:
0.1:
5;
%x范围
y1=30*x;
y2=5*x.^2;
y3=3*x.^3;
y4=4*x.^3+2*x.^2+x;
y5=exp（x）;
%w五个任意函数
plot（x,y1,'
bo-'
x,y2,'
r.:
'
x,y3,'
kx-.'
x,y4,'
g*--'
x,y5,'
y*--'
）;
%画图
gridon;
%显示网格线
title（'
五个函数用不同曲线、不同标识符显示在同一幅图中'
%加标题
xlabel（'
x'
%标注x轴意义
ylabel（'
y'
%标注y轴意义
y5=exp（x）'
5）;
%加图例
subplot（2,2,1）;
%将显示区域分为2列并且在此图的第一行第一列显示
plot（x,y1）;
%画y1函数曲线
;
%显示网格
xlabel（'
ylabel（'
4）
subplot（2,2,2）;
plot（x,y2）;
gridon
4）
subplot（2,2,3）;
plot（x,y3）;
subplot（2,2,4）;
plot（x,y4）;
title（'
同一种曲线、同一种标识符把四个函数显示在同一界面的不同窗口'
）
x=-1:
1;
y=-1:
z=sqrt（1-x.^2-y.^2）;
plot3（x,y,z）;
空间曲线图'
x=-1:
[x,y]=meshgrid（-1:
1）;
mesh（x,y,z）
三维网线图’）;
surf（x,y,z）
三维曲面图'
t1=0:
0.9;
t2=1:
2;
r=[t1-t2+2];
[x,y,z]=cylinder（r,30）
surf（x,y,z）;
grid
三维柱面图'
subplot（1,2,1）;
[X,Y,Z]=peaks（30）;
waterfall（X,Y,Z）;
xlabel（'
XX'
YY'
zlabel（'
ZZ'
subplot（1,2,2）;
contour3（X,Y,Z,12,'
k'
%其中12代表高度的等级数
瀑布图和等高线图'
本科生课程设计成绩评定表
姓名
尤梦杰
性别
女
专业班级
通信1201
题目：
MATLAB的绘图
答辩或质疑记录：
1.怎样在一幅图里面区分不同函数？
答：
通过不同颜色和符号，利用legend函数配以图例来加以区分。
2.subplot的调用形式和含义？
3.程序中gridon的功能？
gridon的功能是给图加上网格线。
最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）
指导教师签字：
__________________
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