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【高级绘图】绘图风格(1)绘制好看的笛卡尔坐标系

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发表于 2021-10-27 00:00:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
点击上方蓝字和“好玩的matlab”一起快乐的玩耍吧/ n% p2 f9 _. ^

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好玩的matlab$ Q+ W; n: s% X8 k4 X9 }
带你学会不一样的matlab新玩法5 f3 j0 Q/ T$ @3 [/ P' |

. O% K- @! e$ s, E今天教大家不一样的matlab绘图风格!希望大家喜欢!- C/ p: T/ L1 B9 k3 m

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. ^; }5 p4 ^+ B5 z- e5 h- tPS:源码可以自己copy公众号源码,或者点击"阅读原文" 下载源码。3 o9 ~9 L. K: x6 W* ^
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绘图效果1demo1* F' X+ p4 i9 L! u0 t

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3 |5 q( [, e1 ~1 i
画图demo源码7 l( o5 P8 N- l) Q& Q# t+ ?
2
9 w8 Z% w; ?6 @& j( H! o4 Bdemo1
  • clear;figure('color', [1, 1, 1]);x = linspace(-3, 4, 100);y = x.^2;plot(x, y, 'Color', [0,1,1], 'LineWidth', 1.5);% 调用 DrawAxisWithArrow 即可在当前坐标轴绘制带箭头坐标轴param = struct('XLabel', '$x$', 'YLabel', '$y$', 'OLabel', '$O$');DrawAxisWithArrow(gca, param);%% 保存图像if true    img_name = SaveFig2Img(gcf, 'figures\demo01.png');    fprintf('图像保存为: %s
    2 E# U; {5 b* _. Y', img_name);enddemo2
    4 [) m" |7 i+ |& I8 v
  • clearback_color = [1, 1, 1];h_f = figure('Color', back_color);%% 绘制 sinsin_axis = subplot(211);x = linspace(-3*pi, 3*pi, 200);y = sin(x);plot(sin_axis, x, y, 'g-');xlim([-3*pi, 3*pi]);ylim([-1.2, 1.2]);% 绘制坐标轴param = struct('XLabel', '$x$', 'YLabel', '$\sin x$', 'OLabel', '$O$');DrawAxisWithArrow(sin_axis, param);%% 绘制 coscos_axis = subplot(212);y2 = cos(x);plot(cos_axis, x, y2, 'y-');xlim([-3*pi, 3*pi]);ylim([-1.2, 1.2]);param = struct('XLabel', '$x$', 'YLabel', '$\cos x$', 'OLabel', '$O$');DrawAxisWithArrow(cos_axis, param);% T1 Z% A% I; F# Z* _2 o
    %% 保存为图像if true    img_name = SaveFig2Img(h_f, 'figures\demo02.png');    fprintf('图像保存为: %s8 C: ^, G3 N) ~8 n
    ', img_name);end
    + i* q5 Q' S* a$ i# wdemo3) j+ |' y6 |; g* l, \- h4 P) b# v7 @
  • clear%% 创建 figure, 并设置背景颜色back_color = [1, 1, 1];h_f = figure('Color', back_color);; ?! B1 U  M& n; H4 P  o
    %% 创建 axesh_a = axes('Parent', h_f);set(h_a, 'NextPlot', 'add'); % 相当于 hold on4 y2 W4 C8 p% c' _5 ?
    %% 创建 plot% 绘制正弦积分函数fun = @(x)(sinc(x/pi));x = linspace(-1, 4, 400);y = zeros(1, length(x));3 H, Y+ n7 e. e# v; l* \
    wc = pi; % 截止频率td = 1;  % 时延for i = 1:length(x)    tmp = (x(i) - td)*wc;    y(i) = integral(fun, 0, tmp)/pi + 0.5;endplot(x, y, 'LineStyle', '-', 'Color', [0, 1, 1], 'LineWidth', 1.5);3 D2 s% L3 z5 o6 e, f8 @
    wc = 2*pi; % 增加截止频率td = 1;    % 时延for i = 1:length(x)    tmp = (x(i) - td)*wc;    y(i) = integral(fun, 0, tmp)/pi + 0.5;endplot(x, y, 'LineStyle', '-', 'Color', [0.39, 0.83, 0.07], 'LineWidth', 1.5);/ F1 U! \2 w, m/ G2 E8 g
    % 其他标线lcolor = [0.39, 0.83, 0.07];plot([td, td], [0, 0.5], 'LineStyle', '--', 'Color', lcolor, 'LineWidth', 1.5)plot([0, td], [0.5, 0.5], 'LineStyle', '--', 'Color', lcolor, 'LineWidth', 1.5)plot([0, td+pi/wc], [1,1]*max(y), 'LineStyle', '--', 'Color', lcolor, 'LineWidth', 1)plot([1,1]*(td+pi/wc), [0, max(y)], 'LineStyle', '--', 'Color', lcolor, 'LineWidth', 1)plot([0, td-pi/wc], [1,1]*min(y), 'LineStyle', '--', 'Color', lcolor, 'LineWidth', 1)plot([1,1]*(td-pi/wc), [0, min(y)], 'LineStyle', '--', 'Color', lcolor, 'LineWidth', 1)plot([0,4], [1,1], 'LineStyle', '-.', 'Color', [1, 0, 1], 'LineWidth', 1);
    ) j( o/ Z& s1 k. T5 y% Y% 设置坐标轴的范围xlim([-1, 4]);ylim([-0.3, 1.5]);2 a3 {# H/ i: Q3 }" r! I
    %% 绘制 arrowparam = struct('XLabel', '$t$', 'YLabel', '$s(t)$', 'OLabel', '$O$');DrawAxisWithArrow(h_a, param);%% 添加一些标注% 在axes上的(0,1)左侧添加标注fp = CoorFromAxis2Fig(h_a, [0,1]); % 将axes的坐标转化为figure上的坐标,下同param = struct('Color', [0.8, 0.52, 0.98], 'FontSize', 14);FigPointLabel(fp, '1.0', 'west', param);% 在axes上的(0,0.5)左侧添加标注fp = CoorFromAxis2Fig(h_a, [0,0.5]);param = struct('Color', [0.8, 0.52, 0.98], 'FontSize', 14);FigPointLabel(fp, '0.5', 'west', param);% 在axes上的(td,0)下方添加标注fp = CoorFromAxis2Fig(h_a, [td,0]);param = struct('Color', [0.8, 0.52, 0.98], 'FontSize', 14);FigPointLabel(fp, '$t_d$', 'south', param);% 在axes上的(td+pi/wc,0)下方添加标注fp = CoorFromAxis2Fig(h_a, [td+pi/wc,0]);param = struct('Color', [0.8, 0.52, 0.98], 'FontSize', 12);FigPointLabel(fp, '$t_d+\frac{\pi}{w_c}$', 'south', param);% 在axes上的(td-pi/wc,0)下方添加标注fp = CoorFromAxis2Fig(h_a, [td-pi/wc, min(y)]);param = struct('Color', [0.8, 0.52, 0.98], 'FontSize', 12);FigPointLabel(fp, '$t_d-\frac{\pi}{w_c}$', 'south', param);%% 保存图像if true    img_name = SaveFig2Img(h_f, 'figures\demo03.png');    fprintf('图像保存为: %s
    - d4 C. ]* ^4 _. `', img_name);end
    ( [9 s* M6 `8 K9 l, l! {画图所需要的自定义函数
    2 b- L. \- f4 k2 m6 j/ S
    3
  • function [fp] = CoorFromAxis2Fig(h_axi, ap)%CoorFromAxis2Fig - 将点在 axis 的坐标转换为该点在 figure 上的坐标%% Syntax: [fp] = CoorFromAxis2Fig(h_axi, ap)% % Input: h_axi 坐标轴句柄%        ap 点在h_axi上的坐标%% Output:%    fp 该点在figure上的坐标
    , ~6 P% G+ p2 jx_range = get(h_axi, 'XLim'); % axis的x轴范围y_range = get(h_axi, 'YLim'); % axis的y轴范围rec = get(h_axi, 'Position'); % axis在fig的坐标(x,y,w,h)fp(1) = (ap(1)-x_range(1))*rec(3) / (x_range(2)-x_range(1)) + rec(1);fp(2) = (ap(2)-y_range(1))*rec(4) / (y_range(2)-y_range(1)) + rec(2);. n% K! H/ F. w6 i7 u/ \3 ^) J
    end
    2 W5 f) y+ k  V! q4 M: i; l  |. N
  • function [xarrow, yarrow] = DrawAxisWithArrow(h_axi, varargin)%DrawAxisWithArrow - 绘制带箭头的坐标轴%% Syntax: [xarrow, yarrow] = DrawAxisWithArrow(h_axi[, param])%% Input: h_axi 坐标轴句柄%        param 可选参数,要求输入参数为一个结构体,成员如下:%               Color 坐标轴的颜色%               HeadWidth 箭头大小%               XLabel x轴的标签(在箭头上方)%               YLabel y轴的标签(在箭头右方)%               Olabel 原点的标签(两坐标轴交点的左下角)%               若结构体未包含某项成员,则使用默认值               %% Output: xarrow x坐标轴对象%         yarrow y坐标轴对象    %% 输入参数处理n = length(varargin);if n == 0    arrow_color = [0, 0, 0]; % arrow 的默认颜色    head_width = 6; % 箭头的默认大小    xlabel_str = ''; % x 轴的标签    ylabel_str = ''; % y 轴的标签    olabel_str = ''; % x 轴与y轴交点的标签elseif n == 1    % 坐标轴颜色    if isfield(varargin{1}, 'Color')        arrow_color = varargin{1}.Color;    else        arrow_color = [0, 0, 0];    end    % 箭头大小    if isfield(varargin{1}, 'HeadWidth')        head_width = varargin{1}.HeadWidth;    else        head_width = 6;    end    % x轴标签    if isfield(varargin{1}, 'XLabel')        xlabel_str = varargin{1}.XLabel;    else        xlabel_str = '';    end    % y轴标签    if isfield(varargin{1}, 'YLabel')        ylabel_str = varargin{1}.YLabel;    else        ylabel_str = '';    end    % 原点标签    if isfield(varargin{1}, 'OLabel')        olabel_str = varargin{1}.OLabel;    else        olabel_str = '';    endelse    error('DrawAxisWithArrow: 输入参数太多');end
    ) R8 Y* |4 {' S$ t$ n& ^: `! C# K%% 获得坐标原点的位置,% 若坐标轴的范围不包含坐标原点,则选择最靠近原点的一角作为坐标轴的交点,% 坐标轴的箭头指向正向x_range = get(h_axi, 'XLim');y_range = get(h_axi, 'YLim');op = [0, 0]; % 默认交点为坐标原点if x_range(1) > 0    op(1) = x_range(1);elseif x_range(2)     op(1) = x_range(2);else    op(1) = 0;endif y_range(1) > 0    op(2) = y_range(1);elseif y_range(2)     op(2) = y_range(2);else    op(2) = 0;endop = CoorFromAxis2Fig(h_axi, op); % 转换为在fig上的坐标
    ! O9 n. Y6 e& Q, f# `% 获得axis的坐标axis_rec = get(h_axi, 'Position'); % axis在fig的坐标(x,y,w,h)% 获得fig句柄h_fig = get(h_axi, 'Parent');% 绘制 x 坐标轴xarrow_x = [axis_rec(1)-0.05*axis_rec(3), axis_rec(1)+1.05*axis_rec(3)];xarrow_y = [op(2), op(2)];xarrow = annotation(h_fig, 'arrow', xarrow_x, xarrow_y);set(xarrow, 'HeadStyle', 'plain', 'HeadWidth', head_width, 'Color', arrow_color);% 绘制 y 坐标轴yarrow_x = [op(1), op(1)];yarrow_y = [axis_rec(2)-0.05*axis_rec(4), axis_rec(2)+1.05*axis_rec(4)];yarrow = annotation(h_fig, 'arrow', yarrow_x, yarrow_y);set(yarrow, 'HeadStyle', 'plain', 'HeadWidth', head_width, 'Color', arrow_color);% 关闭默认的坐标轴set(h_axi, 'Visible', 'off');
    + j2 o$ K/ x" I4 Y  o: U3 W( S$ `%% 是否显示坐标标签if xlabel_str    XArrowLabel(xarrow, xlabel_str);endif ylabel_str    YArrowLabel(yarrow, ylabel_str);endif olabel_str    OriginLabel(op, olabel_str);end
    $ J6 h, }! Y1 P+ i- A' H& ~end
    ( d8 |3 P. O5 [1 B. Q3 jfunction YArrowLabel(arrow, str)% 给 y 坐标轴添加标签p = [0, 0];arrow_x = get(arrow, 'X');arrow_y = get(arrow, 'Y');p(1) = arrow_x(2);p(2) = arrow_y(2);+ P2 w; J* u0 R9 j) k# V
    param.Color = [0, 0, 0];param.FontSize = 14;
    ' I+ }4 [- e/ C) vFigPointLabel(p, str, 'east', param);end$ _# S4 k( X( [) h- }
    function XArrowLabel(arrow, str)% 给 x 坐标轴添加标签p = [0, 0];arrow_x = get(arrow, 'X');arrow_y = get(arrow, 'Y');p(1) = arrow_x(2);p(2) = arrow_y(2);! n/ M2 N& o* X
    param.Color = [0, 0, 0];param.FontSize = 14;  t7 c5 [  @4 t& C) j9 R- |( h
    FigPointLabel(p, str, 'north', param);end0 h9 D' c5 D3 F9 B$ v% {4 D" d
    function OriginLabel(p, str)% 给 x 坐标轴添加标签param.Color = [0, 0, 0];param.FontSize = 14;
    - g2 y, U1 E+ p7 v! @9 L6 Q' YFigPointLabel(p, str, 'southwest', param);end' _$ t( L) r- t% a3 ^5 U

    : b+ Q6 O/ W/ f7 Z" l: p& h" s
  • function FigPointLabel(p, str, loc, varargin)%FigPointLabel - 向figure上的点添加文本说明% % Syntex: FigPointLabel(p, str, loc[, param]) %% Input: p 点在figure上的坐标%        str 待标注的文本%        loc 文本相对点的位置, 可选值包括:%            east, west, south, north, northwest, northeast, southwest, southeast%        param 可选参数,要求输入参数为一个结构体,成员如下:%               Color 字体的颜色%               FontSize 字体大小%              若结构体未包含某项成员,则使用默认值    % % Output: None
    # o) w7 b& X7 G3 b- V5 g%% 输入参数处理n = length(varargin);if n == 0    color = [0.8, 0.52, 0.98]; % label 的默认颜色    fontsize = 14; % 字体的默认大小elseif n == 1    if isfield(varargin{1}, 'Color')        color = varargin{1}.Color;    else        waring("FigPointLabel: Color设置为默认值8 q$ Y$ x8 |; d9 Z! {! |6 V
    ");        color = [0.8, 0.52, 0.98];    end    if isfield(varargin{1}, 'FontSize')        fontsize = varargin{1}.FontSize;    else        fontsize = 14;        waring("FigPointLabel: FontSize设置为默认值; W6 K$ Q9 L6 D" N
    ");    endelse    error('FigPointLabel: 输入参数太多');end
    * n4 [7 {4 k# s  f4 X' y%% 在坐标轴上的指定某点添加标注ptx = p(1); pty = p(2);switch loc    case 'north'        label_pos = [ptx-0.05, pty-0.01, 0.1, 0.1];        hAlign = 'center';        vAlign = 'bottom';    case 'south'        label_pos = [ptx-0.05, pty-0.1, 0.1, 0.1];        hAlign = 'center';        vAlign = 'top';    case 'east'        label_pos = [ptx, pty-0.05-0.008, 0.1, 0.1];        hAlign = 'left';        vAlign = 'middle';    case 'west'        label_pos = [ptx-0.1, pty-0.05-0.008, 0.1, 0.1];        hAlign = 'right';        vAlign = 'middle';    case 'northwest'        label_pos = [ptx-0.1, pty-0.01, 0.1, 0.1];        hAlign = 'right';        vAlign = 'bottom';    case 'northeast'        label_pos = [ptx, pty-0.01, 0.1, 0.1];        hAlign = 'left';        vAlign = 'bottom';    case 'southwest'        label_pos = [ptx-0.1, pty-0.1, 0.1, 0.1];        hAlign = 'right';        vAlign = 'top';    case 'southeast'        label_pos = [ptx, pty-0.1, 0.1, 0.1];        hAlign = 'left';        vAlign = 'top';    otherwise        label_pos = [ptx-0.05, pty-0.01, 0.1, 0.1];        hAlign = 'center';        vAlign = 'bottom';endannotation(gcf, 'textbox', ...        label_pos, ...        'Color', color, ...        'String', str, ...        'Interpreter', 'latex', ...        'FontSize', fontsize, ...        'EdgeColor', 'None', ...        'FitBoxToText', 'On', ...        'VerticalAlignment', vAlign, ...        'HorizontalAlignment', hAlign);end
    $ d4 x5 }7 d& M7 M* ^
  • function [img_name] = SaveFig2Img(h_f, varargin)%SaveFig2Img - 将fig保存为图片%  % Syntax: img_name = SaveFig2Img(h_f[, img_name])% % Input: h_f 待保存figure的句柄%        img_name 保存图像路径%% Output: img_name 保存图像路径/ H- _5 m* e" ]" n
    %% 输入参数处理n = length(varargin);if n == 0    [file,path] = uiputfile('.\*.png');    img_name = fullfile(path,file);elseif n == 1    img_name = varargin{1};else    error('SaveFig2Img: 输入参数太多');end%% 保存为图片frame = getframe(h_f);img = frame2im(frame);imwrite(img, img_name);endEND
    4 |: ]0 a# G- K4 r+ k, r) I好书推荐:1 E3 l, p9 {' t6 m- i! R

    + R6 A: c6 |+ a& F0 g
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    ( N0 E2 t4 b/ i+ Z5 c9 r4 i* ?好玩的matlab 1分钟前6 N4 @! A) i( Z' F1 M
    聪明的我,掐指一算你正在玩手机
    8 }( H+ {, T# z2 S
    4 S( d/ Z- |$ \. Q# [!还不赶快去测试代码。7 [9 p+ ~' ^; q! s9 m" e
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    + m( x2 I+ S. S  g' p& W/ O谢谢大家!% W, e# g- x. [$ ?( z

    9 w0 o7 Z# T' I5 X参考资料:+ c3 ^5 [# a% X5 \- K; m
    【1】https://ww2.mathworks.cn/* s) P$ f# T3 l; y- E7 d$ {6 v) E
    【2】https://gitee.com/iDmatlab/drawing-style-1/tree/master// U* L! ^4 K6 R$ Y. V2 N0 i# v, ^

    + L, {* e# n2 u7 s8 ?, d. ]6 T往期精彩回顾1 t- f$ q! W# L9 K( Y

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