MATLAB绘图教程：二维与三维曲线及函数解析

“绘制三维曲面的函数-matlab课件-第五章” 在MATLAB中，绘制三维图形是可视化数据和模型的重要手段。本讲主要关注如何利用MATLAB进行二维和三维图形的绘制，特别是重点讲解了用于绘制三维曲面的`surf`和`mesh`函数。 5.4三维图形部分，我们重点关注`surf`和`mesh`函数。这两个函数的调用格式相似，都是用于构建三维曲面。基本形式如下： ```matlab mesh(x, y, z, c) surf(x, y, z, c) ``` 其中，`x`和`y`是网格坐标矩阵，它们定义了曲面的水平和垂直方向的坐标；`z`是高度矩阵，对应于`x`和`y`网格点上的高度值。`c`是一个可选参数，用于指定颜色映射，它可以根据`z`矩阵中的值来改变曲面上的颜色，以提供更丰富的视觉效果。 `mesh`函数通常用于创建网格线框图，显示三维曲面的骨架，而`surf`函数则会填充网格之间的区域，形成完整的曲面。当不提供`c`参数时，MATLAB会根据`z`的值自动选择颜色。 例如，如果我们有三个矩阵`x`, `y`, `z`，分别代表x轴、y轴和z轴的值，我们可以这样绘制三维曲面： ```matlab [x, y] = meshgrid(-10:0.1:10, -10:0.1:10); % 创建网格坐标 z = sin(sqrt(x.^2 + y.^2)) / sqrt(x.^2 + y.^2); % 计算高度 surf(x, y, z); % 绘制三维曲面 ``` 此外，MATLAB提供了丰富的图形修饰处理功能，如设置颜色图、调整视角、添加图例、网格线等，以增强图形的可读性和美观性。例如，可以使用`colormap`函数来改变颜色映射，`view`函数来调整观察角度，`xlabel`, `ylabel`, `zlabel`用于添加坐标轴标签，`title`用于设置图形标题。 在5.1二维数据曲线图中，`plot`函数是最基础的绘图工具。它可以绘制单根或多根曲线。例如，绘制一条曲线： ```matlab x = 0:0.1:2*pi; % 创建x向量 y = sin(x); % 计算y值 plot(x, y); % 绘制曲线 ``` 当输入参数是矩阵时，`plot`函数可以绘制多根曲线。如果`x`是向量，`y`是矩阵，那么`y`的每一列将对应一条曲线，每条曲线共享同一个`x`向量。如果`x`和`y`都是矩阵，它们的对应列会被用来绘制不同的曲线。 MATLAB提供了一套强大的图形绘制工具，无论是二维曲线还是三维曲面，都能通过简单的函数调用来实现。这些工具不仅方便了数据分析，也为科学研究和工程应用提供了直观的视觉展示。