Matlab 画图

                     

贡献者： addis

　　 Matlab 具有强大的画图功能，这里仅介绍一些基础知识。最常用的画图函数是 plot，例如

>> x = linspace(0, 2*pi, 100); y = sin(x);
>> plot(x, y);

结果如图 1 （左）所示。如果要在该坐标系继续画图，要用 hold on 命令（on 是 hold 的输入变量），否则每用一次 plot，之前画过的图都会被清除。用 hold off 可以重新恢复自动清除。

>> y1 = cos(x);
>> hold on; plot(x, y1);

结果如图 1 （右）所示，注意新增曲线的颜色变化。

　　 如果我们要新建一个画图窗口，用 figure 函数。若要指定画图的颜色，可以添加 figure 的第三个变量，用一个字符表示颜色（red：'r'，green：'g'，blue：'b'，yellow：'y'，magenta：'m'，cyan：'c'，black：'k'，white：'w'）。例如

>> x2 = cos(x); y2 = sin(x);
>> figure; plot(x2, y2, 'r');

在新增的窗口中，结果如图 2 （左）所示。注意根据窗口尺寸的不同，$x$ 轴和 $y$ 轴的单位长度一般不同，若要使其相同，可以在 plot 后面用 axis equal 命令（其中字符串 equal 是 axis 函数的输入变量），得到图 2 （右）。

　　 若要调整坐标轴的范围，也可用 axis 函数。另外可以在 plot 的第三个变量的字符串中设定曲线的形状，用 xlabel 和 ylabel 函数分别设置 $x$ 轴和 $y$ 轴的文字，用 title 函数设置图片标题

>> plot(x2, y2, '.-r');
>> axis([-1.2, 1.2, -1.2, 1.2]);
>> xlabel('x'); ylabel('y'); title('unit circle');

其中 '.-' 表示带点的连线，点的坐标由 x2 和 y2 决定（另外 '+-' 表示带加号的连线，'o-' 表示带圆圈的连线）。axis 中行矢量中的四个数分别是 $x$ 轴的最小最大值和 $y$ 轴的最小最大值。结果如图 3 （左）所示。

　　 要改变当前窗口中的字号，例如 set(gca, 'FontSize', 14);。其中 gca 获取当前坐标系的对象（get current axis），set 函数设置该对象的 FontSize 属性为 14。在画图窗口菜单中的 View -> Property Inspector 可以查看和修改一张图中任何对象的属性，包括画图窗口的大小和位置。

　　 除了 plot 以外，常用的还有 scatter 函数，用于画散点图。格式与 plot 相似。默认的散点形状是圆圈，但也可以在第三个变量中设置颜色和 '+'，'x'，'.' 等形状。例如

>> hold on; scatter(0, 0, 'b');

结果如图 3 （右）所示。

　　 如果直接通过菜单保存图片，会默认使用显示器的分辨率，要按指定的分辨率保存图片例如 exportgraphics(gcf, '文件名.png', 'Resolution', 300)。另外也可以用菜单或者 saveas() 保存为矢量图等格式。另外还有 print 函数也可以保存当前图片窗口：print('图片名', '-dpng', '-r300');。

　　 最后，如果要关闭当前画图窗口，用 close 函数（无输入变量），如果要关闭所有窗口，用 close all 即可。

坐标显示

　　 可以用 axis 对象的 XTick 和 XTickLabel 属性来设置坐标点和显示的文字，例如

figure; plot([1,2,3,2*pi],[1,2,3,5]);
set(gca,'XTick',0:pi/2:2*pi); % gca 用户获取当前的坐标轴对象
set(gca,'XTickLabel',{'0','\pi/2','\pi','3\pi/2','2\pi'});

1. pdf 导出

　　 如果直接用 Figure 窗口中的另存为或者命令 saveas()，那么导出的 pdf 可能有非常宽的白边。这时可以通过 Figure 的 Paper* 属性来控制页面的大小以及 pdf 在页面上的位置。

figure;
plot(1:10, rand(1, 10));

% Set the desired paper size (in inches)
paperWidth = 6;
paperHeight = 4;
set(gcf, 'PaperUnits', 'inches');
set(gcf, 'PaperSize', [paperWidth paperHeight]);

% Set the position and size of the figure on the paper
left = 0.5; % left margin (in inches)
bottom = 0.5; % bottom margin (in inches)
width = paperWidth - 1; % width of the figure (in inches)
height = paperHeight - 1; % height of the figure (in inches)
set(gcf, 'PaperPosition', [left bottom width height]);

% Save the figure as a PDF
saveas(gcf, 'figure.pdf');