MATLAB
PODSTAWY PROGRAMOWANIA
Ćwiczenia 3
WIZUALIZACJA DANYCH - WYKRESY
Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
copyleft by Marcin Kujawa & A
ukasz Smakosz
Operacje na łańcuchach
Zmienna typu łańcuchowego jest to zmienna zawierająca dane tekstowe. Definiuje się
jÄ… poprzez ograniczenie wprowadzanego tekstu apostrofami.
Uwaga: Przy kopiowaniu gotowych skryptów należy pamiętać o tym, że Matlab nie rozpoznaje
apostrofu drukarskiego używanego jako domyślny w edytorach tekstowych!
Przykład:
Zdefiniuj wektor b zawierający frazę  matlab jest super . Stwórz macierz B, której
kolejne wiersze zawierają kolejne słowa tej frazy. Wykonaj transpozycję dla wektora b i
macierzy B.
clear, clc
b='matlab jest super'
B=['matlab';'jest**';'super*']
b'
B'
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
2/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
Operacje na łańcuchach
Zmienną typu łańcuchowego można wykorzystać do wyświetlania na ekranie
wskazówek dla użytkownika. Wykorzystuje się ją w tym celu jako argument funkcji
input.
Przykład:
clear, clc
a=input('Jak sie nazywasz? ','s')
% 's' oznacza, ze zmienna zostanie zapisana jako lancuch
b=input('Jaki jest Twój ulubiony kolor? ','s')
c=input('Z jaka predkoscia leci jaskolka bez obciążenia? ')
% brak 's' oznacza, ze zmienna zostanie zapisana jako
liczba
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
3/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
Operacje na łańcuchach
Zmienną typu łańcuchowego można wykorzystać do wyświetlania na ekranie
wskazówek dla użytkownika. Wykorzystuje się ją w tym celu jako argument funkcji
input.
Przykład:
Alternatywny zapis
clear, clc
s1='Jak sie nazywasz? ';
s2='Jaki jest Twoj ulubiony kolor? ';
s3='Z jaka predkoscia leci jaskolka bez obciążenia? ';
a=input(s1,'s')
b=input(s2,'s')
c=input(s3)
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
4/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
Operacje na łańcuchach
W zmiennej typu łańcuchowego można zawrzeć instrukcję, która będzie traktowana
jak łańcuch tekstowy, ale może być wykonana przy użyciu funkcji eval.
Przykład:
clear, clc
a=input('Wprowadz funkcje zmiennej x: ','s')
% a zostanie przypisana zmienna tekstowa
x=input('Wprowadz wartosc x: ')
% pod x zostanie podstawiona liczba
disp('Wartosc f(x) wynosi:')
eval(a) % matlab wykona instrukcje ze zmiennej tekstowej o
ile ma ona prawidlowa skladnie
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
5/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
Wykresy dwuwymiarowe funkcji
Funkcja plot
plot(x)  rysuje wektor x w funkcji indeksu, w przypadku macierzy traktuje jÄ… jak
zestaw wektorów
plot(x,y)  wykreśla wektor y w funkcji wektora x; gdy x lub y jest macierzą to
wektor jest rysowany odpowiednio w funkcji kolumn lub wierszy
plot(x,y,s)  wykreśla jak funkcja plot(x,y) ale dodatkowo pozwala wybierać
kolor, rodzaj linii i symbole punktów
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
6/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
Przykład:
·ð WykreÅ›l wektor y=x2 w funkcji wektora x o elementach od 0 do 10.
·ð WykreÅ›l ten wykres w kolorze niebieskim zaznaczajÄ…c go krzyżykami.
·ð WykreÅ›l funkcje y=x2 oraz y=2x2 w jednym ukÅ‚adzie współrzÄ™dnych.
x=[0:10];, y=x.^2; % generacja wektorow x i y
plot(x,y) % kreślenie wykresu funkcji y(x)
plot(x,y,'bx') % kreślenie wykresu z dod. oznaczeniami
plot(x,y,'bx',x,y*2,'r*') % kreślenie 2 wykresow
Funkcja fplot
fplot(F,P)  wykreśla funkcję F daną w postaci łańcucha na przedziale P.
Przykład:
Wykreśl wykres funkcji 2sin(x) w przedziale od 0 do 2Ą.
fplot('2*sin(x) ',[0 2*pi])
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
7/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
Opisywanie wykresów
title ('Nazwa wykresu')  wstawia tytuł na wykresie
grid on  włącza wyświetlanie siatki
xlabel('1 oś')  wstawia podpis dla osi poziomej w układzie płaskim
ylabel('2 oś')  wstawia podpis osi pionowej w układzie płaskim
zlabel('3 oś')  wstawia podpis dla trzeciej osi w układzie przestrzennym
text(m,n,'Opis')  wstawia opis na wykresie w punkcie o wsp. (m,n)
Niestandardowe znaki w opisie wykresów
Do wypisywania niestandardowych znaków wykorzystywana jest składnia
TeX. Przykładowo:
text(0.2,0.4,'\alpha^{3/2}')  wstawia tekst w punkcie (0.2,0.4).
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
8/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
Skalowanie osi wykresów
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
9/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
Przykład:
Stwórz skrypt, którego wynikiem będzie wykres przedstawiony na rysunku:
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
10/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
Przykład:
Stwórz skrypt, którego wynikiem będzie wykres przedstawiony na rysunku:
x1 x2 x3
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
11/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
clear, clc, clf
k=0.01; % steruje zageszczeniem punktow wykresu
% definicja odcinkow dziedziny
x1=[0:k:3];, x2=[3:k:6];, x3=[6:k:9];
% definicja odcinkow przeciwdziedziny
y1=5*sin(x1*pi/6);, y2=-5/3*x2+10;, y3=0*x3;
% zlozenie dziedziny i przeciwdziedziny
x=[x1 x2 x3];, y=[y1 y2 y3];
plot(x,y,'k')
grid on % siatka
xlabel('t [s]') % opis osi poziomej
ylabel('P [kN]') % opis osi pionowej
axis([0,10,-1,6]) % zakres osi
%opisy na wykresie
text(0.5,5.5,'y(x)=sin(x*pi/6)')
text(4.5,3.5,'y(x)=-5/3*x+10')
text(6.5,0.5,'y(x)=x*0')
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
12/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
Otwieranie wielu okien graficznych
figure(m)  otwiera nowe okno graficzne o numerze m
close  zamyka okno aktywne
cla  czyści bieżący wykres
clf  czyści aktywne okno graficzne
Rysowanie wykresów w jednym układzie współrzędnych
hold on  wstrzymuje czyszczenie okna graficznego
hold off  przywraca tryb domyślny (każdorazowe czyszczenie okna).
Rysowanie wielu wykresów w jednym oknie graficznym
subplot(m,n,p)  wyÅ›wietla wykres w oknie graficznym o wymiarach m × n
na pozycji numer p
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
13/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
ZADANIE DO WYKONANIA NA ZAJ
CIACH
·ð Narysuj wykresy funkcji 20 kolorem czarnym
przerywany i 20 2 kolorem fioletowym kropkowany.
·ð Umieść je w jednym ukÅ‚adzie współrzÄ™dnych.
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
14/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
Sposób 1.:
clear, clc, clf
k=0.1; % steruje zageszczeniem punkow wykresu
x=[0:k:10];
% przeciwdziedzina, op. tablicowa!!
y=20*sin(x)+x.^2;, y2=20*sin(2*x)+x.^2;
plot(x,y,'k--')
text(7,100,'y(x)=20sin(x)+x^2') % opis
hold on % zatrzymuje wczesniejsze dane graficzne
plot(x,y2,'mo')
text(3,45,'y(x)=20sin(2x)+x^2') % opis
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
15/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
Sposób 2.:
clear, clc, clf
k=0.1; % steruje zageszczeniem punkow wykresu
x=[0:k:10];
% przeciwdziedzina, op. tablicowa!!
y=20*sin(x)+x.^2;, y2=20*sin(2*x)+x.^2;
plot(x,y,'k--',x,y2,'mo') % 2 wykresy w 1 plot
text(7,100,'y(x)=20sin(x)+x^2') % opis
text(3,45,'y(x)=20sin(2x)+x^2') % opis
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
16/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
Funkcje hist, stairs, bar, stem
Przykład:
Wykreśl wektor y=sin(x) w funkcji wektora x o elementach od -5 do 5
wykorzystując powyższe polecenia.
clear, clc, clf
x=[-5:5];, y=sin(x);
figure(1), hist(y)
figure(2), stairs(x,y)
figure(3), bar(x,y)
figure(4), stem(x,y)
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
17/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
Rysowanie liniÄ… Å‚amanÄ…
Za pomocą komend line(x,y) oraz fill(x,y) można tworzyć wielokąty
poprzez połączenie współrzędnych zebranych w wektorach x i y.
Przykład:
Narysuj kontur trójkąta prostokątnego o bokach długości 3, 4 i 5. Kąt prosty
trójkąta ustaw w punkcie o współrzędnych (0,0). W osobnym oknie narysuj ten
sam trójkąt wypełniony kolorem żółtym.
clear, clc, clf
x=[0, 4, 0, 0]; % wektor wsp. x
y=[0, 0, 3, 0]; % wektor wsp. y
figure(1) figure(2)
line(x,y); fill(x,y,'y');
axis([-1,5,-1,4]) axis([-1,5,-1,4])
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
18/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
Grafika trójwymiarowa
plot3(x,y,z)  rysuje w przestrzeni krzywÄ… opisanÄ… przez wektory x, y i z
[x,y]=meshgrid(X,Y)  tworzy macierze x i y opisujące położenie węzłów
na płaszczyz
nie opisanej przez wektory X i Y
Y=[0:b]
b
X=[0:a]
0
a
mesh(x,y,z)  rysuje siatkÄ™ powierzchni opisanej przez macierze x, y i z
surf(x,y,z)  rysuje powierzchniÄ™ opisanÄ… przez macierze x, y i z
shading  funkcja umożliwiająca wybór typu cieniowania powierzchni spośród
opcji flat, interp, faceted
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
19/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
ZADANIE DO WYKONANIA NA ZAJ
CIACH
Dla x z zakresu od -5 do 5 narysuj w przestrzeni krzywą opisaną równaniami:
3 4 , 10 .

MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
20/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
ZADANIE DO WYKONANIA NA ZAJ
CIACH
Dla x z zakresu od -5 do 5 narysuj w przestrzeni krzywą opisaną równaniami:
3 4 , 10 .

clear, clc
x=[-5:0.1:5];
y=3+cos(4*x);
z=10*sin(y/2)+2*x.^2;
plot3(x,y,z) % generacja krzywej w przestrzeni
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
21/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
Rysowanie powierzchni
Przykład:

)# *#
Narysuj powierzchnię opisaną równaniem dla , " 1,1 ,
przyjmij odpowiednią gęstość dziedziny. Zastosuj różne typy cieniowania,
wykresy zestaw ze sobÄ… za pomocÄ… funkcji subplot.
clear, clc
Generacja danych
k=0.1; % gestosc siatki
X=[-1:k:1];, Y=[-1:k:1]; % generacja wektorow
[x,y]=meshgrid(X,Y); % generacja siatki wezlow
z=exp(-x.^2-y.^2); % potegowanie tablicowe!!
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
22/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów
subplot(2,2,1) % siatka, wyk. 1 w oknie 2x2
mesh(x,y,z);
title('siatka')
subplot(2,2,2) % powierzchnia, wyk. 2 w oknie 2x2
surf(x,y,z);, shading flat
title('shading flat')
subplot(2,2,3) % powierzchnia, wyk. 3 w oknie 2x2
surf(x,y,z);, shading faceted
title('shading faceted')
subplot(2,2,4) % powierzchnia, wyk. 4 w oknie 2x2
surf(x,y,z);, shading interp
title('shading interp')
MATLAB ·ð 3. Wizualizacja danych  wykresy ·ð 2013/2014
23/23
Marcin Kujawa ·ð A
ukasz Smakosz ·ð Politechnika GdaÅ„ska ·ð WILiÅš ·ð Katedra Mechaniki Budowli i Mostów