1.基础知识(3) --Matlab绘制特殊的图形

1、指定坐标轴刻度值和标签

自定义沿坐标轴的刻度值和标签有助于突出显示数据的特定方面。以下示例说明一些常见的自定义，例如修改刻度值的放置位置、更改刻度标签的文本和格式，以及旋转刻度标签。

1.1、更改刻度值位置和标签

创建 x，将其指定为200个介于-10 和10之间的线性间隔值，创建x的余弦函数 y，绘制数据图。

x = linspace(-10,10,200);
y = cos(x);
plot(x,y)

更改沿 x 轴和 y 轴的刻度值位置。将这些位置指定为一个由递增值组成的向量。这些值无需等距。此外，还要更改沿 x 轴的每个刻度值关联的标签。并用一个字符向量元胞数组来指定刻度标签。要在标签中包含特殊字符或希腊字母，可使用 TeX 标记，例如用 \pi 表示 π 符号。

xticks([-3*pi -2*pi -pi 0 pi 2*pi 3*pi])
xticklabels({'-3\pi','-2\pi','-\pi','0','\pi','2\pi','3\pi'})
yticks([-1 -0.8 -0.2 0 0.2 0.8 1])

对于 R2016b 之前的版本，应使用 Axes 对象的 XTick、XTickLabel、YTick 和 YTickLabel 属性设置刻度值和标签。例如，将 Axes 对象赋予一个变量（如 ax = gca）。然后使用圆点表示法设置 XTick 属性，例如 ax.XTick = [-3*pi -2*pi -pi 0 pi 2*pi 3*pi]。对于R2014b之前的版本，应使用 set 函数设置此属性。

1.2、旋转刻度标签

创建散点图并沿每条轴旋转刻度标签。将此旋转指定为一个标量值。正值表示逆时针旋转。负值表示顺时针旋转。

x = 1000*rand(40,1);
y = rand(40,1);
scatter(x,y)
xtickangle(45)
ytickangle(90)

对于 R2016b 之前的版本，使用 Axes 对象的 XTickLabelRotation 和 YTickLabelRotation 属性指定旋转。例如，将 Axes 对象赋予一个变量（如 ax = gca）。然后使用圆点表示法设置 XTickLabelRotation 属性，例如 ax.XTickLabelRotation = 45。

1.3、更改刻度标签格式

创建针状图并将沿 y 轴的刻度标签值显示为美元值。

profit = [20 40 50 40 50 60 70 60 70 60 60 70 80 90];
stem(profit)
xlim([0 15])
ytickformat('usd')

若要进一步控制格式，请指定一种自定义格式。例如，使用 '%.1f' 在 x 轴刻度标签中显示一个十进制值。使用 '\xA3%.2f' 将 y 轴刻度标签显示为英镑。选项 \xA3 表示英镑符号的 Unicode 字符。有关指定自定义格式的详细信息，请参阅 xtickformat 函数。

xtickformat('%.1f')
ytickformat('\xA3%.2f')

1.4、用于分别控制各个坐标轴的标尺对象

MATLAB为每个坐标轴创建一个标尺对象。与所有图形对象一样，标尺对象也具有可以查看和修改的属性。标尺对象允许进一步分别控制 x 轴、y 轴或 z 轴的格式设置。可以通过 Axes 对象的 XAxis、YAxis 或 ZAxis 属性访问与特定坐标轴关联的标尺对象。标尺的类型取决于坐标轴上的数据类型。对于数值数据，MATLAB 创建 NumericRuler 对象。

ax = gca;

ax.XAxis

ans =

NumericRuler with properties:

Limits: [0 15]

Scale: 'linear'

Exponent: 0

TickValues: [0 5 10 15]

TickLabelFormat: '%.1f'

1.5、使用标尺对象控制指数标签中的值

使用介于-15,000 和 15,000之间的 y 值绘制数据图。默认情况下，y 轴刻度标签使用指数记数法（指数值为 4，底数为 10）。将指数值更改为 2。设置与 y 轴关联的标尺对象的 Exponent 属性。通过 Axes 对象的 YAxis 属性访问标尺对象。指数标签和刻度标签会相应地进行更改。

x = linspace(0,5,1000);
y = 100*exp(x).*sin(20*x);
plot(x,y)
ax = gca;
ax.YAxis.Exponent = 2;

将指数值更改为 0，使刻度标签不使用指数记数法。

ax.YAxis.Exponent = 0;

2、突出显示特定等高线层级

此示例演示如何突出显示特定层级的等高线，在以往的数学建模比赛中经常需要绘制此类图。

将 Z 定义为从 peaks 函数返回的矩阵。

Z = peaks(100);

对 Z 中的最小和最大数据值四舍五入取整，并分别将这些值存储到 zmin 和 zmax 中。将 zlevs 定义为 40 个介于 zmin 和 zmax 之间的值。

zmin = floor(min(Z(:)));
zmax = ceil(max(Z(:)));
zinc = (zmax - zmin) / 40;
zlevs = zmin:zinc:zmax;

绘制等高线图。

figure
contour(Z,zlevs)

将 zindex 定义为 zmin 与 zmax 之间索引值为 2 的整数值向量。

zindex = zmin:2:zmax;

保留之前的等高线图。创建第二个等高线图并使用 zindex 每隔一个整数值突出显示等高线。将线宽设置为 2。

hold on
contour(Z,zindex,'LineWidth',2)
hold off

3、按高度为三维条形着色

此示例演示如何根据条形高度为条形着色，以此方式来修改三维条形图。

使用 magic 函数得到数据的三维条形图。在数组 b 中返回用于创建条形图的曲面对象。向图形添加颜色栏。

Z = magic(5);
b = bar3(Z);
colorbar

对每个曲面对象，从 ZData 属性取得 z 坐标数组。使用该数组设置 CData 属性，该属性用于定义顶点颜色。通过将曲面对象的 FaceColor 属性设置为 'interp' 来插入面颜色。

注意：从 R2014b 开始，可以使用圆点表示法查询和设置属性。如果使用的是早期版本，请改用 get 和 set 函数，例如 zdata = get(b(k),'ZData')。

for k = 1:length(b)
    zdata = b(k).ZData;
    b(k).CData = zdata;
    b(k).FaceColor = 'interp';
end

每个条形的高度决定了它的颜色。您可以通过对比条形颜色和颜色栏来估算条形的高度。