第五章 数据和函数的可视化.pptx

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可视化的作用:
通过图形,从一堆杂乱的离散数据中观察数据间的内在关系,感受图形所传递的内在本质.
本章将系统地阐述: 曲线,曲面绘制的基本技法和指令; 如何使用线型, 色彩,数据点标记表现不同数据的特征;如何利用着色,灯光照明,烘托表现高维函数的性状;如何生成和运用标识注释图形.
引导
任何二元实数标量对(xa,ya)可以用平面上的一个点表示,任何二元实数向量对(x,y)可以用平面上的一组点表示. 对于离散实函数y=f(x), x=[x1,x2,…,xn],y=[y1,y2,…,yn],当把这向量对用直角坐标中的点系列图示时,.
离散数据和离散函数的可视化
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-1 用图形表示离散函数y=|(n-6)|-1
n=0:1:12
y=1./abs(n-6);
plot(n,y,'r*','MarkerSize', 20);
grid on;
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连续函数的可视化
与离散函数可视化一样,进行连续函数可视化也必须先在一组离散自变量上计算相应的函数值, 并把得到的数据对用点图示. , 有两种常用处理方法:①对区间进行更细的分割,计算更多的点,去近似表现函数的连续变化; ②把两点用直线连接,近似表现两点间的函数性状.
在matlab中,,则无论哪种方法都不能真实反映原函数.
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-1 用图形表示函数y=sinx, 区间[0,2π]
x1=0:2*pi/5:2*pi; y1=sin(x1); % 6点
x2=0:2*pi/10:2*pi; y2=sin(x2); % 11点
x3=0:2*pi/20:2*pi; y3=sin(x3); % 21点
x4=0:2*pi/100:2*pi; y4=sin(x4); % 101点
subplot(2,2,1),plot(x1,y1,x1,y1,'r*'), hold on,
xlabel('6 points'), plot(x1,zeros(size(x1)),'k');
subplot(2,2,2),plot(x2,y2,x2,y2,'r*'), hold on,
xlabel('11 points'), plot(x2,zeros(size(x2)),'k');
subplot(2,2,3),plot(x3,y3),xlabel('21 points'),
hold on, plot(x3,zeros(size(x3)),'k');
subplot(2,2,4),plot(x4,y4),xlabel('101 points'),
hold on, plot(x4,zeros(size(x4)),'k');
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可视化的一般步骤
1) 曲线数据准备(基本步骤,必须)
●取一个参变量采样向量
●计算各坐标数据变量
x=a:inc:b;
y=f(x);
二维:
三维:
●产生自变量采样向量
●产生自变量格点矩阵
●计算自变量格点矩阵相应的函数值矩阵
x=x1:dx:x2
y=y1:dy:y2
[X,Y]=meshgrid(x,y) %格点矩阵
Z=f(X,Y)
实验数据:
X=[x1, x2,…xn-1, xn]
Y=[y1, y2,…,yn-1, yn]
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2) 选定图形窗及子图位置(图形较多时使用)
●缺省时,打开Figure No. 1或当前窗,当前子图.
●可用指令指定图形窗号和子图号(同时绘制多幅图)
figure(1) % 指定1号图形窗
subplot(2,2,3) % 指定3号子图,共个4子图
3) 调用绘图指令,设置线型,色彩,数据点型. (基本步骤,必须)
plot(x,y, 'r:'); % 用红色虚点画二维曲线
plot3(x,y,z, 'b-'); % 用兰色实线画三维曲线
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4) 设置轴的范围, 坐标分格线
axis([x1,x2,y1,y2]) % 平面坐标范围
axis([x1,x2,y1,y2,z1,z2]) % 三维坐标范围
grid on % 坐标分格线,打开
5) 图形注释: 图名, 坐标名, 图例, 文字说明
title('调制波形') % 图名
xlabel('t'), ylabel('y') % 轴名
legend('sin(t) ', 'sin(t)sin(9t) ') %