MATLAB - 图表格式化

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为了使您的图表更具表现力，展现更多信息或使数据更容易理解，您可以执行以下操作：添加标题和标签，更改图表的坐标轴范围，并添加辅助线以帮助阅读图表。您还可以将不同的数据组放在同一张图中，方法是将所有数据显示在同一条线上，或在一张图中使用多条线。

图表的格式化可以通过以下方法实现：

• 标签和注释
• 坐标轴外观
• 颜色图

标签和注释

这有助于在图表顶部添加标题，命名线条或在图表上添加注释以突出显示重要信息。您可以制作一个图例来命名图表上的不同部分，或者在图表上的数据点附近添加文字。此外，您还可以绘制诸如框、圆圈、箭头或线条之类的形状来指示图表的特定部分。

要处理标签和注释，您可以使用以下几种方法：

标签方法

注释方法

标签示例

让我们看几个关于如何在 Matlab 中使用上述方法格式化图表的示例。

示例 1

让我们向二维图添加标题和副标题

plot([0 5],[1 5])
title('Straight Line')
subtitle('Slope = 5, y-Intercept = 1')

在 Matlab 命令窗口中执行相同的操作，输出为：

示例 2

除了标题，还会添加 x 轴标签和 y 轴标签，如下所示

plot([0 5],[1 5])
title('Straight Line')
subtitle('Slope = 5, y-Intercept = 1')
xlabel('X scale')
ylabel('Y scale')

在 Matlab 命令窗口中执行后，输出为：

示例 3

在这个例子中，我们将添加图例，并更改图例、标题和标签的字体名称和大小。

plot([0 1; 1 2])
title('Straight Line')
subtitle('Slope = 5, y-Intercept = 1')
xlabel('X scale')
ylabel('Y scale')
legend("Blue Line","Red Line")
fontname("Comic Sans MS")
fontsize(16,"points")

注释示例

让我们看几个关于如何在 Matlab 中使用上述方法格式化图表的示例。

示例 1

在二维线图上使用 text()。

plot(1:20)
str = {'Line plot','from 1 to 20'};
text(2,7,str)

在 Matlab 命令窗口中执行相同的操作，输出为：

示例 2

使用 xline() 和 yline()

plot(1:20)
xline(3);
yline(2);

在 Matlab 命令窗口中执行代码后，输出为：

示例 3

x = -10:0.25:10;
y = x.^4;
plot(x,y)
xregion(-2,3)

在 Matlab 命令窗口中执行相同的操作，输出为：

现在我们将使用 yregion，如下所示：

x = -10:0.25:10;
y = x.^4;
plot(x,y)
yregion(1000,3000)

执行后，输出为：

现在我们将使用 yregion，如下所示：

x = -10:0.25:10;
y = x.^4;
plot(x,y)
yregion(1000,3000)

执行后，输出为：

示例 4

在这个例子中，让我们添加一个文本箭头注释，文本为 'y = x'，从点 (0.3, 0.6) 开始，到点 (0.5, 0.5) 结束。

plot(1:10)
x = [0.3 0.5];
y = [0.6 0.5];
annotation('textarrow',x,y,'String','y = x ')

annotation('textarrow', x, y, 'String', 'y = x'): 这行代码在图表上创建一个文本箭头注释。它指定注释应该是一个文本箭头，使用前面提供的 x 和 y 坐标。与箭头关联的文本为 'y = x'。

坐标轴外观

您可以通过延长或缩短坐标轴、更改标签或添加辅助线来更改图表坐标轴上线条和数字的外观。您还可以将不同的图表叠加在一起或并排放置，甚至可以在一侧使用两组数字。

以下是一些可以帮助格式化坐标轴外观的方法。

让我们看几个例子，演示上述方法的工作原理。

示例 1：使用 xlim() 和 ylim()

在下面的示例中，我们有以下代码：

x = linspace(0,20);
y = sin(x);
plot(x,y)
xlim([0 15])

x 轴指定了从 0 到 20 的 linspace。使用 xlim() 将把 x 轴限制在 0 到 15 之间。

在 Matlab 命令窗口中执行代码后，输出为：

现在让我们看看如何使用 ylim() 来限制绘图时的 y 轴。

我们的代码如下：

x = linspace(0,20);
y = sin(x);
plot(x,y)
ylim([-5 5])

我们使用与示例中相同的代码来显示 x 轴的限制，但这里不是限制 x 轴，而是如上所示限制 y 轴。

当您在 MATLAB 命令窗口中执行代码时，输出如下：

示例 2：使用 xscale() 和 yscale()

让我们首先了解如何使用 xscale() 方法，然后是如何使用 yscale() 方法。

以下代码显示了如何使用 xscale()：

x = linspace(0.1, 100, 100);
y = log(x);
plot(x, y);
xscale('log');

在这个示例中，第一个绘图使用线性 x 轴比例尺，第二个绘图使用对数 x 轴比例尺。xscale('log') 函数用于将 x 轴比例尺设置为对数。

在 Matlab 命令窗口中执行相同的操作，输出为：

现在让我们了解如何使用 yscale() 方法。我们的代码如下：

x = linspace(0.1, 100, 100);
y = log(x);
plot(x, y);
yscale('log');

在这个示例中，yscale('log') 语句将 y 轴比例尺设置为对数。

在 MATLAB 命令窗口中执行代码后，输出为：

示例 3：使用 box on

以下代码显示了如何使用 box on，以便您获得围绕 3D 绘图的框的显示。

t = linspace(0, 4*pi, 100);
x = cos(t);
y = sin(t);
z = t;
plot3(x, y, z, 'LineWidth', 2);
box on;

在 Matlab 命令窗口中执行相同的操作，输出为：

示例 4：使用 xticks() 和 yticks()

让我们首先了解如何使用 xticks() 方法。其代码如下所示：

x = linspace(0, 10, 100);
y = sin(x);
plot(x, y);
xticks([2 4 6 8]);

在这个示例中，xticks([2 4 6 8]) 命令将 x 轴刻度值设置为 2、4、6 和 8。您可以将向量 [2 4 6 8] 修改为任何与您希望在 x 轴上显示刻度标记的位置匹配的递增值。执行此代码后，您将看到一个绘图，其刻度标记专门位于 x 轴上的 2、4、6 和 8 值处。

在 Matlab 命令窗口中执行相同的操作，输出为：

现在让我们看看 yticks() 的示例，如下所示：

x = linspace(0, 10, 100);
y = sin(x);
plot(x, y);
yticks([-0.5 0 0.5 1]);

在这个示例中，yticks([-1 -0.5 0 0.5 1]) 命令将 y 轴刻度值设置为 -1、-0.5、0、0.5 和 1。您可以将向量 [-1 -0.5 0 0.5 1] 修改为任何与您希望在 y 轴上显示刻度标记的位置匹配的递增或递减值。执行此代码后，您将看到一个绘图，其刻度标记专门位于 y 轴上的 -1、-0.5、0、0.5 和 1 值处。

在 MATLAB 命令窗口中执行代码后的输出为：

示例 5：使用 xticklabels() 和 yticklabels()

让我们看看如何使用 xticklabels() 的示例。其代码如下：

x = 1:5;
y = [4 7 1 9 5];
plot(x, y, 'o-');
xticklabels({'A', 'B', 'C', 'D', 'E'});

在这个示例中，xticklabels({'A', 'B', 'C', 'D', 'E'}) 命令将 x 轴刻度标签设置为 'A'、'B'、'C'、'D' 和 'E'。向量 x 表示沿 x 轴的刻度值，xticklabels 函数允许您为这些刻度分配自定义标签。

在 Matlab 命令窗口中执行相同的操作，输出为：

现在让我们了解如何使用 yticklabels()，如下面的代码所示：

x = 1:5;
y = [4 7 1 9 5];
plot(x, y, 'o-');
yticklabels({'One', 'Two', 'Three', 'Four', 'Five'});

在这个示例中，yticklabels({'One', 'Two', 'Three', 'Four', 'Five'}) 命令将 y 轴刻度标签设置为 'One'、'Two'、'Three'、'Four' 和 'Five'。向量 y 表示沿 y 轴的刻度值，yticklabels 函数允许您为这些刻度分配自定义标签。

颜色图

颜色图就像在不同的图片或图形中使用的颜色集合。颜色条显示颜色集中的颜色如何与您的信息匹配。颜色图由带有三个表示颜色的数字的行组成。颜色与您的数据之间的连接会根据您制作的图片或图形的类型而变化。

以下是一些可以帮助处理颜色的方法。

示例 1：使用 colormap()

mesh(peaks)
colormap('cool')

mesh(peaks) − 此命令使用“peaks”函数生成 3D 表面图。“peaks”函数通常用于测试和演示各种 MATLAB 绘图功能。

colormap('cool') − 创建网格图后，colormap 函数用于设置图的颜色方案。具体来说，它将颜色图设置为“cool”。'cool' 颜色图是 MATLAB 内置的颜色图，它从深蓝色平滑过渡到浅青色，从而创建了数据的视觉上吸引人的表示。

在 Matlab 命令窗口中执行后，输出为：

示例 2：使用 colorbar()

mesh(peaks)
colormap('cool')
colorbar('southoutside')

在上面的示例中，colorbar 函数向绘图添加了一个颜色条。参数 'southoutside' 指定颜色条位于绘图底部的外部。此颜色条提供了解释绘图中颜色的参考，指示颜色与数据值之间的对应关系。

执行后的输出如下：