1. 基本xy平面繪圖命令
MATLAB不但擅長於矩陣相關的數值運算，也適合用在各種科學目視表示（Scientific visualization）。
本節將介紹MATLAB基本xy平面及xyz空間的各項繪圖命令，包含一維曲線及二維曲面的繪製、列印及存檔。
plot是繪製一維曲線的基本函數，但在使用此函數之前，我們需先定義曲線上每一點的x 及y座標。
下例可畫出一條正弦曲線：
close all;
x=linspace(0, 2*pi, 100); % 100個點的x座標
y=sin(x); % 對應的y座標
plot(x,y);
小整理：MATLAB基本繪圖函數
plot: x軸和y軸均為線性刻度（Linear scale）
loglog: x軸和y軸均為對數刻度（Logarithmic scale）semilogx: x軸為對數刻度，y軸為線性刻度
semilogy: x軸為線性刻度，y軸為對數刻度
若要畫出多條曲線，只需將座標對依次放入plot函數即可：
plot(x, sin(x), x, cos(x));
若要改變顏色，在座標對後面加上相關字串即可：
plot(x, sin(x), 'c', x, cos(x), 'g');
若要同時改變顏色及圖線型態（Line style），也是在座標對後面加上相關字串即可：
plot(x, sin(x), 'co', x, cos(x), 'g*');
小整理：plot繪圖函數的叄數字元顏色字元圖線型態y 黃色。點k黑色o 圓w 白色x xb 藍色+ +g 綠色* *r 紅色- 實線c 亮青色: 點線m 錳紫色-. 點虛線-- 虛線圖形完成後，我們可用axis([xmin,xmax,ymin,ymax])函數來調整圖軸的範圍：
axis([0, 6, -1.2, 1.2]);
此外，MATLAB也可對圖形加上各種註解與處理：
xlabel('Input Value'); % x軸註解
ylabel('Function Value'); % y軸註解
title('Two Trigonometric Functions'); % 圖形標題
legend('y = sin(x)','y = cos(x)'); % 圖形註解
grid on; % 顯示格線
我們可用subplot來同時畫出數個小圖形於同一個視窗之中：
subplot(2,2,1); plot(x, sin(x));
subplot(2,2,2); plot(x, cos(x));
subplot(2,2,3); plot(x, sinh(x));
subplot(2,2,4); plot(x, cosh(x));
MATLAB還有其他各種二維繪圖函數，以適合不同的應用，詳見下表。
小整理：其他各種二維繪圖函數
bar 長條圖
errorbar 圖形加上誤差範圍
fplot 較精確的函數圖形
polar 極座標圖
hist 累計圖
rose 極座標累計圖
stairs 階梯圖
stem 針狀圖
fill 實心圖
feather 羽毛圖
compass 羅盤圖
quiver 向量場圖
以下我們針對每個函數舉例。
當資料點數量不多時，長條圖是很適合的表示方式：
close all; % 關閉所有的圖形視窗
x=1:10;
y=rand(size(x));
bar(x,y);
如果已知資料的誤差量，就可用errorbar來表示。下例以單位標準差來做資的誤差量：
x = linspace(0,2*pi,30);
y = sin(x);
e = std(y)*ones(size(x));
errorbar(x,y,e)
對於變化劇烈的函數，可用fplot來進行較精確的繪圖，會對劇烈變化處進行較密集的取樣，如下例：
fplot('sin(1/x)', [0.02 0.2]); % [0.02 0.2]是繪圖範圍
若要產生極座標圖形，可用polar：
theta=linspace(0, 2*pi);
r=cos(4*theta);
polar(theta, r);
對於大量的資料，我們可用hist來顯示資料的分 情況和統計特性。下面幾個命令可用來驗證randn產生的高斯亂數分 ：
x=randn(5000, 1); % 產生5000個 m=0，s=1 的高斯亂數
hist(x,20); % 20代表長條的個數
rose和hist很接近，只不過是將資料大小視為角度，資料個數視為距離，並用極座標繪製表示：
x=randn(1000, 1);
rose(x);
stairs可畫出階梯圖：
x=linspace(0,10,50);
y=sin(x).*exp(-x/3);
stairs(x,y);
stems可產生針狀圖，常被用來繪製數位訊號：
x=linspace(0,10,50);
y=sin(x).*exp(-x/3);
stem(x,y);
stairs將資料點視為多邊行頂點，並將此多邊行塗上顏色：
x=linspace(0,10,50);
y=sin(x).*exp(-x/3);
fill(x,y,'b'); % 'b'為藍色
feather將每一個資料點視複數，並以箭號畫出：
theta=linspace(0, 2*pi, 20);
z = cos(theta)+i*sin(theta);
feather(z);
compass和feather很接近，只是每個箭號的起點都在圓點：
theta=linspace(0, 2*pi, 20);
z = cos(theta)+i*sin(theta);
compass(z);
2．基本XYZ立體繪圖命令
在科學目視表示（Scientific visualization）中，三度空間的立體圖是一個非常重要的技巧。本章將介紹MATLAB基本XYZ三度空間的各項繪圖命令。
mesh和plot是三度空間立體繪圖的基本命令，mesh可畫出立體網狀圖，plot則可畫出立體曲面圖，兩者產生的圖形都會依高度而有不同顏色。
下列命令可畫出由函數形成的立體網狀圖:
x=linspace(-2, 2, 25); % 在x軸上取25點
y=linspace(-2, 2, 25); % 在y軸上取25點
[xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx和yy都是21x21的矩陣
zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 計算函數值，zz也是21x21的矩陣
mesh(xx, yy, zz); % 畫出立體網狀圖
surf和mesh的用法類似：
x=linspace(-2, 2, 25); % 在x軸上取25點
y=linspace(-2, 2, 25); % 在y軸上取25點
[xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx和yy都是21x21的矩陣
zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 計算函數值，zz也是21x21的矩陣
surf(xx, yy, zz); % 畫出立體曲面圖
為了方便測試立體繪圖，MATLAB提供了一個peaks函數，可產生一個凹凸有致的曲面，包含了三個局部極大點及三個局部極小點要畫出此函數的最快方法即是直接鍵入peaks：
peaks
z = 3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2) - (y+1).^2) ...
- 10*(x/5 - x.^3 - y.^5).*exp(-x.^2-y.^2) ...
- 1/3*exp(-(x+1).^2 - y.^2)
我們亦可對peaks函數取點，再以各種不同方法進行繪圖。
meshz可將曲面加上圍裙：
[x,y,z]=peaks;
meshz(x,y,z);
axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);
waterfall可在x方向或y方向產生水流效果：
[x,y,z]=peaks;
waterfall(x,y,z);
axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);
下列命令產生在y方向的水流效果：
[x,y,z]=peaks;
waterfall(x',y',z');
axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);
meshc同時畫出網狀圖與等高線：
[x,y,z]=peaks;
meshc(x,y,z);
axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);
surfc同時畫出曲面圖與等高線：
[x,y,z]=peaks;
surfc(x,y,z);
axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);
contour3畫出曲面在三度空間中的等高線：
contour3(peaks, 20);
axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);
contour畫出曲面等高線在XY平面的投影：
contour(peaks, 20);
plot3可畫出三度空間中的曲線：
t=linspace(0,20*pi, 501);
plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t);
亦可同時畫出兩條三度空間中的曲線：
t=linspace(0, 10*pi, 501);
plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t, t.*sin(t), t.*cos(t), -t);
3. 三維網圖的高級處理
3a. 消隱處理
例.比較網圖消隱前後的圖形
z=peaks(50);
subplot(2,1,1);
mesh(z);
title('消隱前的網圖')
hidden off
subplot(2,1,2)
mesh(z);
title('消隱後的網圖')
hidden on
colormap([0 0 1])
3b. 裁剪處理
利用不定數NaN的特點,可以對網圖進行裁剪處理
例.圖形裁剪處理
P=peaks(30);
subplot(2,1,1);
mesh(P);
title('裁剪前的網圖')
subplot(2,1,2);
P(20:23,9:15)=NaN*ones(4,7); %剪孔
meshz(P) %垂簾網線圖
title('裁剪後的網圖')
colormap([0 0 1]) %藍色網線
4. 三維旋轉體的繪製
為了一些專業用戶可以更方便地繪製出三維旋轉體,MATLAB專門提供了2個函數:柱面函數cylinder和球面函數sphere
(1) 柱面圖
柱面圖繪製由函數cylinder實現.
[X,Y,Z]=cylinder(R,N) 此函數以母線向量R生成單位柱面.母線向量R是在單位高度裡等分刻度上定義的半徑向量.N為旋轉圓周上的分格線的條數.可以用surf(X,Y,Z)來表示此柱面.
[X,Y,Z]=cylinder(R)或[X,Y,Z]=cylinder此形式為默認N=20且R=[1 1]
例.柱面函數演示舉例
x=0:pi/20:pi*3;
r=5+cos(x);
[a,b,c]=cylinder(r,30);
mesh(a,b,c)
例.旋轉柱面圖.
r=abs(exp(-0.25*t).*sin(t));
t=0:pi/12:3*pi;
r=abs(exp(-0.25*t).*sin(t));
[X,Y,Z]=cylinder(r,30);
mesh(X,Y,Z)
colormap([1 0 0])
(2) 球面圖
球面圖繪製由函數sphere來實現
[X,Y,Z]=sphere(N) 此函數生成3個(N+1)*(N+1)的矩陣,利用函數 surf(X,Y,Z) 可產生單位球面.
[X,Y,Z]=sphere 此形式使用了默認值N=20.
Sphere(N) 只是繪製了球面圖而不返回任何值.
例.繪製地球表面的氣溫分佈示意圖.
[a,b,c]=sphere(40);
t=abs(c);
surf(a,b,c,t);
axis('equal') %此兩句控制座標軸的大小相同.
axis('square')
colormap('hot')
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