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MATLAB提供了非常丰富的绘图功能，不仅可以用于二维、三维的基本图形绘制，还包括特殊图形、动画制作等多种功能。在本文中，我们将详细介绍MATLAB中的常见绘图种类、特点及使用方法，并列出表格总结各类图形的特征。
一、常见二维图形绘制
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基础曲线图
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函数 ：
plot(x, y) -
特点：适用于绘制简单的二维曲线，支持多条曲线、不同颜色和线型。常用于函数关系的可视化。
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示例 ：
Matlabx = linspace(0, 2*pi, 100); y1 = sin(x); y2 = cos(x); plot(x, y1, '-r', x, y2, '--g'); xlabel('x'); ylabel('y'); title('Sine and Cosine functions'); legend('sin(x)', 'cos(x)'); grid on;
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符号函数绘图
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函数 ：
ezplot -
特点：用于绘制隐函数和参数方程，适用于复杂的数学表达式。
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示例 ：
Matlabezplot('sin(x)', [0, pi]); % 在区间[0, π]上绘制sin(x)
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对数坐标图
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函数 ：
loglog,semilogx,semilogy -
特点：对数图适用于数据跨度较大时，能够更直观地展示数据特性。
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示例 ：
Matlabx = logspace(0, 2, 100); % 生成对数坐标数据 y = exp(x); loglog(x, y, '-o'); grid on;
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散点图
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函数 ：
scatter(x, y, s, c) -
特点：用于绘制散点图，支持点的颜色和大小自定义。
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示例 ：
Matlabx = rand(1, 100); y = rand(1, 100); scatter(x, y, 50, y, 'filled'); colorbar;
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条形图
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函数 ：
bar,barh -
特点：用于显示分类数据的对比，支持横向和纵向的条形图。
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示例 ：
Matlaby = [10, 20, 30]; bar(y);
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饼图
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函数 ：
pie -
特点：用于表示分类数据的组成部分，常见于展示比例分布。
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示例 ：
Matlabpie([1, 2, 3, 4]);
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等值线图
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函数 ：
contour,contourf -
特点：用于显示二维数据的等值线，适用于表示区域中的梯度变化。
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示例 ：
Matlab[X, Y] = meshgrid(-2:0.2:2, -2:0.2:2); Z = X.*exp(-X.^2 - Y.^2); contour(X, Y, Z);
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二、常见三维图形绘制
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三维曲线
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函数 ：
plot3(x, y, z) -
特点：用于绘制空间三维曲线。
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示例 ：
Matlabt = 0:pi/50:10*pi; x = sin(t); y = cos(t); z = t; plot3(x, y, z); grid on;
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三维曲面
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函数 ：
mesh,surf -
特点：用于显示三维数据的表面，支持网格图和表面图，适合于绘制复杂的空间数据。
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示例 ：
Matlab[X, Y] = meshgrid(-5:0.5:5, -5:0.5:5); Z = sin(sqrt(X.^2 + Y.^2)); surf(X, Y, Z); shading interp; % 平滑着色
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三维散点图
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函数 ：
scatter3(x, y, z, s, c) -
特点：用于绘制三维空间中的点，并可以通过颜色和大小表示数据的不同属性。
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示例 ：
Matlabx = rand(1, 100); y = rand(1, 100); z = rand(1, 100); scatter3(x, y, z, 50, z, 'filled'); colorbar;
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瀑布图
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函数 ：
waterfall -
特点：适用于绘制类似瀑布样式的三维图形。
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示例 ：
Matlab[X, Y] = meshgrid(1:10, 1:10); Z = sin(X) + cos(Y); waterfall(X, Y, Z);
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三维柱形图
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函数 ：
bar3,bar3h -
特点：用于展示三维分类数据的分布，支持柱状图的立体展示。
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示例 ：
Matlabdata = rand(5, 5); bar3(data);
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三维等值线图
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函数 ：
contour3 -
特点：用于绘制三维数据的等值线图，显示等值线随高度变化的情况。
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示例 ：
Matlab[X, Y, Z] = peaks; contour3(X, Y, Z);
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三、图形修饰与处理
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视角处理
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函数 ：
view -
特点：调整三维图形的观察视角，改变方位角(azimuth)和仰角(elevation)。
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示例 ：
Matlabview(45, 30); % 设置方位角为45度，仰角为30度
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颜色与着色处理
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函数 ：
colormap,shading -
特点 ：通过调整色图
colormap和着色方式shading来改变图形的视觉效果。 -
示例 ：
Matlabcolormap(jet); % 设置颜色映射为'jet' shading interp; % 平滑插值着色
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光照效果
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函数 ：
light,lighting -
特点：为三维图形增加光照效果，使其更具立体感。
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示例 ：
Matlablight('Position', [1, 0, 1], 'Style', 'infinite'); lighting phong;
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网格控制
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函数 ：
grid on,grid off -
特点：添加或移除图形中的网格线。
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示例 ：
Matlabgrid on; % 显示网格
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多图显示
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函数 ：
subplot -
特点：将图形窗口分割为多个子图，用于同时展示多个图形。
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示例 ：
Matlabsubplot(2, 2, 1); plot(x, y1); subplot(2, 2, 2); plot(x, y2); subplot(2, 2, 3); plot(x, x.*y1); subplot(2, 2, 4); plot(x, y1./y2);
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保存图像
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函数 ：
saveas,print -
特点：将绘制的图形保存为外部文件，如PNG、JPEG、PDF等格式。
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示例 ：
Matlabsaveas(gcf, 'myfigure.png');
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四、动画制作
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逐帧动画
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函数 ：
getframe,movie -
特点：通过捕捉多帧画面，制作动画并播放。
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示例 ：
Matlabfor k = 1:20 plot(rand(5, 1)); M(k) = getframe; end movie(M, 2); % 播放两次
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轨迹动画
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函数 ：
comet,comet3 -
特点：用于展示二维或三维空间中的运动轨迹。
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示例 ：
Matlabt = 0:pi/50:10*pi; x = sin(t); y = cos(t); comet3(x, y, t);
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五、常见绘图种类与特点总结
| 绘图种类 | 函数 | 特点 |
|---|---|---|
| 二维曲线 | plot |
用于展示函数或数据的变化关系 |
| 对数坐标图 | loglog |
数据跨度大时更清晰 |
| 散点图 | scatter |
显示离散点，支持颜色、大小 |
| 条形图 | bar, barh |
分类数据对比 |
| 饼图 | pie |
分类数据的组成部分比例展示 |
| 等值线图 | contour |
显示区域中的梯度变化 |
| 三维曲线 | plot3 |
空间曲线的展示 |
| 三维曲面 | surf, mesh |
显示三维数据表面结构 |
| 三维散点图 | scatter3 |
可在三维空间中展示点 |
| 瀑布图 | waterfall |
用于展示类似瀑布样式的曲面 |
| 三维柱形图 | bar3 |
三维柱形数据展示 |
| 三维等值线图 | contour3 |
显示三维空间的等值线 |
| 动画 | movie |
制作逐帧动画 |
| 轨迹动画 | comet, comet3 |
展示运动轨迹 |
总结
MATLAB拥有丰富的绘图工具，从二维到三维的绘图能力，再到图形修饰和动画制作，MATLAB都能提供极大的灵活性。通过合适的函数组合，用户可以创建出复杂且美观的图形。
