Основы графической визуализации вычислений (стр. 3 из 4)

>> surfl(X,Y,Z)

>> [X,Y]=meshgrid(-3:0.15:3);

>> Z=sin(X)./(X.^2+Y.^2+0.3);

>> surfl(X,Y,Z)

>> colorbar

>> colormap(gray)

>> shading interp

>> xlabel('Axis X')

>> ylabel('Axis Y')

>> zlabel('Axis Z')

>> title('Surfacegraphic')

Ввод текста в любое место графика

Часто возникает необходимость добавления текста в определенное место графика, например для обозначения той или иной кривой графика. Для этого используется команда text:

· text(X,Y, 'string') — добавляет в двумерный график текст, заданный строковой константой 'string', так что начало текста расположено в точке с координатами (X, Y).Если X и Y заданы как одномерные массивы, то надпись помещается во все позиции [x(i) ,y(i)];

· text(X,Y,Z. 'string') — добавляет в трехмерный график текст, заданный строковой константой 'string', так что начало текста расположено в позиции, заданной координатами X, Y и Z.

В приведенном примере надпись размещается под кривой графика в позиции (-4, 0.7):

>> x=-10:0.1:10;

>> plot(x,sin(x).^3)

>> text(-4,0.7,'graphic sin(x)^3')

Позиционирование текста с помощью мыши

Очень удобный способ ввода текста предоставляет команда gtext:

· gtext('string') — задает выводимый на график текст в виде строковой константы ' string' и выводит на график, перемещаемый мышью маркер в виде крестика. Установив маркер в нужное место, достаточно щелкнуть любой кнопкой мыши для вывода текста;

· gtext (С) — позволяет аналогичным образом разместить многострочную надпись из массива строковых переменных С.

Пример применения команды gtext:

>> x=-10:0.1:10;

>> plot(x,sin(x).^3)

>> gtext('Function sin(x)^3')

Установив перекрестие в нужное место графика, достаточно нажать любую клавишу или любую кнопку мыши, и на этом месте появится надпись

Вывод пояснений

Пояснение в виде отрезков линий со справочными надписями, размещаемое внутри графика или около него, называется легендой. Для создания легенды используются различные варианты команды legend:

· legend(string1,,string2, string3,...) — добавляет к текущему графику легенду в виде строк, указанных в списке параметров;

· legend (М) — размещает легенду, используя данные из строковой матрицы М;

· legend OFF — устраняет ранее выведенную легенду;

· legend (....Pos) — помещает легенду в точно определенное место, специфицированное параметром Pos:

- Pos=0 - лучшее место, выбираемое автоматически;

- Pos=1- верхний правый угол;

- Pos=2 - верхний левый угол;

- Pos=3 - нижний левый угол;

- Pos=4 - нижний правый угол;

- Pos=-1- справа от графика.

Чтобы перенести легенду, установите на нее курсор, нажмите левую кнопку мыши и перетащите легенду в необходимую позицию.

Команда legend может использоваться с двумерной и трехмерной графикой и со специальной графикой - столбцовыми и круговыми диаграммами и т. д. Двойным щелчком можно вывести легенду на редактирование.

Пример, приведенный ниже, строит график трех функций с легендой, размещенной в поле графика:

>> x=-2*pi:0.1*pi:2*pi;

>> y1=sin(x);

>> y2=sin(x).^2;

>> y3=sin(x).^3;

>> plot(x,y1,'-m',x,y2,'-.+r',x,y3,'--ok')

>> legend('Function 1','Function 2', 'Function 3');

Управление свойствами осей графиков

Обычно графики выводятся в режиме автоматического масштабирования. Следующие команды класса axis меняют эту ситуацию:

· axis([XMIN XMAX YMIN YMAX]) — установка диапазонов координат по осям xи у для текущего двумерного графика;

· axis([XMIN XMAX YMIN YMAX ZMIN ZMAX]) - установка диапазонов координат по осям x, у и zтекущего трехмерного графика;

· axis auto — установка параметров осей по умолчанию;

· axis manual — «замораживает» масштабирование в текущем состоянии, чтобы при использовании команды hold on следующие графики использовали те же параметры осей;

· axis tight — устанавливает диапазоны координат по осям в соответствии с диапазонами изменения данных;

· axis ij — задает «матричную» прямоугольную систему координат с началом координат в левом верхнем углу, ось i — вертикальная, размечаемая сверху вниз, ось j — горизонтальная и размечается слева направо;

· axis xy — устанавливает декартову систему координат с горизонтальной осью х, размечаемой слева направо, и вертикальной осью у, размечаемой снизу вверх. Начало координат размещается в нижнем левом углу;

· axis equal — включает масштаб с одинаковым расстоянием между метками по осям х, уи z;

· axis image — устанавливает масштаб, при котором пиксели изображения становятся квадратами;

· axis square — устанавливает текущие оси в виде квадрата (или куба в трехмерном случае) с одинаковым расстоянием между метками и одинаковой длиной осей;

· axis normal — восстанавливает масштаб, отменяя установки axis equal и axissquare;

· axis vis3d — «замораживает» пропорции осей для возможности поворота трехмерных объектов;

· axis off — убирает с осей их обозначения и маркеры; 0

· axis on — восстанавливает ранее введенные обозначения осей и маркеры;

· V=axis — возвращает вектор- строку, содержащую коэффициенты масштабирования для текущего графика. Если текущий график двумерный, то вектор имеет 4 компонента, если трехмерный — 6 компонентов.

Следующий пример иллюстрирует применение команды axis при построении двумерного графика функции одной переменной:

>> axis([-10 10 -1.5 1.5])

>> x=-5:0.1:5;

>> plot(x, sin(x));

>> axis([-8 8 -1.5 1.5])

Обратите внимание, что теперь масштабы осей заданы командой axis, а не диапазоном изменения значений xи у.

Включение и выключение сетки

В математической, физической и иной литературе при построении графиков в дополнение к разметке осей часто используют масштабную сетку. Команды grid позволяют задавать построение сетки или отменять это построение:

· grid on — добавляет сетку к текущему графику;

· grid off — отключает сетку;

· grid — последовательно производит включение и отключение сетки.

Команды grid устанавливают свойства объектов XGrid, Ygrid и Zgrid для текущих осей. Ниже приведен пример из предшествующего раздела с добавлением в него команды grid:

>> x=-5:0.1:5;

>> plot(x, sin(x));

>> axis([-8 8 -1.5 1.5])

>> gridon

Наложение графиков друг на друга

Во многих случаях желательно построение многих наложенных друг на друга графиков в одном и том же окне. Для этого служит команда продолжения графических построений hold. Она используется в следующих формах:

· hold on — обеспечивает продолжение вывода графиков в текущее окно, что позволяет добавлять последующие графики к уже существующим;

· hold off — отменяет режим продолжения графических построений;

· hold— работает как переключатель, последовательно включая режим продолжения графических построений и отменяя его.

Команда hold on устанавливает значение add для свойства NextPlot объектов figure и axes, a hold off устанавливает для этого свойства значение replace.

Графики синусоиды и трех параметрических функций в одном окне

Приведенный ниже пример показывает, как с помощью команды hold on на график синусоиды накладываются еще три графика параметрически заданных функций:

>> x=-5:0.1:5;

>> plot(x, sin(x));

>> hold on

>> plot(sin(x), cos(x));

>> plot(2*sin(x), cos(x));

>> plot(4*sin(x), cos(x));

>> holdoff

В конце приведенного фрагмента программы команда holdoff отключает режим добавления графиков к ранее построенным графикам.

Разбиение графического окна

Бывает, что в одном окне надо расположить несколько координатных осей с различными графиками без наложения их друг на друга. Для этого используются команды subplot, применяемые перед построением графиков:

· subplot — создает новые объекты класса axes (подокна);

· subplot(m,n, p) или subplot(mnp) — разбивает графическое окно на тхп подокон, при этом m — число подокон по горизонтали, n — число подокон по вертикали, а p— номер подокна, в которое будет выводиться текущий график (подокна отсчитываются последовательно по строкам);

· subplot(H), где Н — дескриптор для объекта axes, дает альтернативный способ задания подокна для текущего графика;

· subplot( 'position',[left bottom width height]) — создает подокно с заданными нормализованными координатами (в пределах от 0.0 до 1.0);

· subplot(lll) и clf reset — удаляют все подокна и возвращают графическое окно в обычное состояние.

Следующий пример иллюстрирует применение команды subplot:

>> x=-5:0.1:5;

>> subplot(2,2,1), plot(sin(x), cos(x))

>> subplot(2,2,2), plot(sin(5*x), cos(2*x+0.2))

>> subplot(2,2,3), plot(sin(4*x), cos(2*x))

>> subplot(2,2,4), plot(cos(2*x))

В этом примере последовательно строятся четыре графика различного типа, размещаемых в разных подокнах.

Для всех графиков возможна индивидуальная установка дополнительных объектов, например титульных надписей, надписей по осям и т. д.

Изменение масштаба графика

Для изменения масштаба двумерных графиков используются команды класса zoom:

· zoom— переключает состояние режима интерактивного изменения масштаба для текущего графика;

· zoom (FACTOR) устанавливает масштаб в соответствии с коэффициентом FACTOR;

· zoom on — включает режим интерактивного изменения масштаба для текущего графика;

· zoom off — выключает режим интерактивного изменения масштаба для текущего графика;

· zoom out — обеспечивает полный просмотр, т. е. устанавливает стандартный масштаб графика;

· zoom xon или zoom yon — включает режим изменения масштаба только по оси xили по оси у;

· zoom reset — запоминает текущий масштаб в качестве масштаба по умолчанию для данного графика;

Команда zoom позволяет управлять масштабированием графика с помощью мыши. Для этого надо подвести курсор мыши к интересующей вас области рисунка. Если команда zoom включена (on), то нажатие левой кнопки увеличивает масштаб вдвое, а правой — уменьшает вдвое. При нажатой левой кнопке мыши можно выделить пунктирным черным прямоугольником нужный участок графика — при отпускании кнопки он появится в увеличенном виде и в том масштабе, который соответствует выделяющему прямоугольнику.