【数学建模 | Matlab】二维绘图 和 三维绘图
- 第 115 篇 -
Date: 2025 - 07 - 23
Author: 郑龙浩（仟墨）
续写上一篇，如下文章：
【数学建模|Matlab】Matlab「基础知识」和「基础操作」
五 二维绘图
1 举例
% 二维平面绘图（扩展至 -2π 到 2π）
x = -2*pi:0.01:2*pi; % x范围扩展为[-2π, 2π]% 绘制基础正弦函数
y = sin(x);figure % 建立画布
plot(x, y, 'b', 'LineWidth', 1.5) % 蓝色实线，线宽1.5
title('y = sin(x)')
xlabel('x ')
ylabel('sin(x)')
% 如果不写这一行的话，在两侧留空白（如显示 [-1, 7] 而非 [0, 6.28]），而写了范围后就是[-1,7]
xlim([-2*pi 2*pi]) % 设置x轴范围（将x显示范围限制在这个区间）
grid on % 添加网格线
2 各种参数设置
① 颜色
| 颜色 | 字符 | 颜色 | 字符 |
|---|---|---|---|
| 红 | r | 粉红 | m |
| 绿 | g | 青 | c |
| 蓝 | b | 白 | w |
| 黄 | y | 黑 | k |
② 线型
| 线型 | 符号 | 正确示例 | MATLAB显示效果 |
|---|---|---|---|
| 实线 | - | ———————————————— | 连续无间隔的直线 |
| 虚线 | -- | —— —— —— —— —— | 中等长度线段+中等间隔 |
| 冒号线 | : | ·············· | 紧密排列的小点 |
| 点画线 | -. | —·—·—·—·—·—·—·—· | 交替的长线段和圆点 |
③ 标记点类型
| 符号 | 点类型 | 示例 | 符号 | 点类型 | 示例 |
|---|---|---|---|---|---|
| · | 点 | ···· | ^ | 上三角 | △△△△ |
| + | 十字号 | ++++ | v | 下三角 | ▽▽▽▽ |
| o | 圆圈 | ○○○○ | < | 左三角 | ◁◁◁◁ |
| * | 星号 | **** | > | 右三角 | ▷▷▷▷ |
| x | 叉号 | ×××× | p | 五角星 | ☆☆☆☆ |
| s | 正方形 | □□□□ | h | 六角星 | ⬡⬡⬡⬡ |
| d | 菱形 | ◇◇◇◇ |
3 双y轴绘图 yyaxis
yyaxis 的核心是左右Y轴切换其余操作与普通 plot 一致。
任务：
绘制双Y轴图形，左侧为 y1 = 0.5*exp(-x)（绿色实线），右侧为 y2 = 100*log(x+1)（黑色点线），并添加网格和图例。
人话就是：左侧Y轴是绿色实线的指数函数图像的，右侧Y轴是黑色电线的对数图像的
x = 0:0.1:5;
y1 = exp(-x);
y2 = log(x+1);figure;
yyaxis left;
plot(x, y1, 'g-', 'LineWidth', 1.5);
ylabel('exp(-x)'); % 左侧Y轴的名字yyaxis right;
plot(x, y2, 'k:', 'LineWidth', 2);
ylabel('ln(x+1)'); % 右侧Y轴的名字图像：
六 三维绘图
1 基本介绍
绘制二维图用的是plot()，绘制三维图用的是plot3
plot3(X, Y, Z, '参数')
属性的话，可以写到一起，不是必须得分开的
plot3(x, y, z, 'r--0') % 意思就是红色虚线原点标记三维图像
当然，生成三维图像不是只可以从一个角度看，可以进行旋转，从多个角度去观看
2 用view()去调整
1）简单介绍
当然也可以用view(n,m)去观察角度
n 表示的是方位角
m 表示的是仰角
角度都是°
2）用view(30, 30)举例来说明：
第一个 30：方位角
- 定义：观察者绕 Z 轴（垂直屏幕的轴）逆时针旋转的角度
0°：正对 X 轴正方向（从正前方看）90°：正对 Y 轴正方向（从右侧看）30°：介于正前方和右侧之间的斜视角。
- 类比：像人站在物体周围 水平移动（左右转头）
2. 第二个 30：仰角
- 定义：观察者相对于 XY 平面（水平面）的俯仰角度。
0°：平视（视线与 XY 平面平行）。90°：正上方俯视（鸟瞰图）。30°：轻微俯视（视线从斜上方看向物体）。
- 类比：像人 抬头或低头 看物体。
3. view(30, 30) 的视觉效果
- 方位角 30°：视角从正前方偏右 30° 方向观察。
- 仰角 30°：视线从斜上方 30° 向下看。
常用视角如下
| 代码 | 视角描述 | 适用场景 |
|---|---|---|
view(0, 90) | 正上方俯视（只看 XY 平面） | 二维数据的热力图 |
view(0, 0) | 平视（沿 X 轴） | 侧视轮廓分析 |
view(30, 30) | 斜向上 30° 看 | 展示三维立体效果（默认） |
view(-37.5, 30) | MATLAB 默认三维视角 | 通用三维图形 |
3 举例
① 三维直线
红色+圆圈+实线
X = [1, 2]; % X坐标
Y = [1, 3]; % Y坐标
Z = [1, 4]; % Z坐标plot3(X, Y, Z, 'ro-', 'LineWidth', 2); % 红色圆圈标记+实线
xlabel('X');
ylabel('Y');
zlabel('Z');
title('3D 直线');
grid on;
② 3D 螺旋线图
t = 0:0.1:10*pi; % 参数 t
x = sin(t);
y = cos(t);
z = t;plot3(x, y, z, 'b:', 'LineWidth', 1.5);
xlabel('X');
ylabel('Y');
zlabel('Z');
title('3D 螺旋线图');
grid on;
view(30, 30); % 调整视角
③ 3D 散点图
rng(0); % 固定随机数种子
X = rand(20, 1); % 20个随机X坐标
Y = rand(20, 1); % 20个随机Y坐标
Z = rand(20, 1); % 20个随机Z坐标plot3(X, Y, Z, 'b.', 'MarkerSize', 20);
xlabel('X'); ylabel('Y'); zlabel('Z');
title('3D 散点图');
grid on;
view(30, 30)
