Построение 2D и 3D графиков. Оформление графиков

Курс «Программирование» Лекция 5. Построение 2D и 3D графиков. Оформление графиков. Преподаватель: Лысенко Александр Юрьевич Национальный исследовательский университет «МИЭТ». Институт Биомедицинских Систем Организационная часть • Допуск к лабораторной работе: тест в Moodle. o Пропуск теста: -2 балла. o Меньше 50% правильных ответов: -1 балл. o В обоих случаях тест пересдаётся в устной форме. • В случае, если студент не сдал л/р в течение двух занятий, то его работа оценивается по загруженному в систему коду. При такой форме сдачи снимается 3 балла. • В пятой лабораторной работе будет оцениваться не только выполнение задания, но и оформление фигур. Слайд 2/25 Создание графического окна Синтаксис: figure; figure(номер фигуры); Слайд 3/25 Построение двумерного графика Синтаксис: plot(x, y); Пример: plot(1:10, 10:1); plot(-pi:(2*pi/99):pi, sin(-pi:(2*pi/99):pi)); Слайд 4/25 Оформление графика Заголовок: title(‘Название’); Подпись по оси x: xlabel(‘Подпись’); Подпись по оси y: ylabel(‘Подпись’); Слайд 5/25 Пример оформления графика Код: x = linspace(-pi, pi, 100); % -pi:((pi-(-pi))/99):pi y = sin(x); plot(x, y); title(‘График функции y = sin(x)’); xlabel(‘x’); ylabel(‘y’); Слайд 6/25 Смена шрифтов для элементов графика Код: x = linspace(-pi, pi, 100); % -pi:((pi-(-pi))/100):pi y = sin(x); plot(x, y); title('График функции y = sin(x)', 'FontName', 'Times New Roman'); xlabel('x', 'FontName', 'Times New Roman'); ylabel('y', 'FontName', 'Times New Roman'); Слайд 7/25 Несколько функций на одном графике В одном вызове plot: plot(x1, y1, x2, y2, x3, y3, ...); С помощью функции hold: hold on; plot(x1, y1); plot(x2, y2); plot(x3, y3, x4, y4); Слайд 8/25 Стили линий Синтаксис: plot(x1, y1, ‘style’, ...); Обозначение Стиль - Сплошная линия -- Пунктирная линия : Штриховая линия -. Штрих-пунктирная линия Обозначение Стиль r Красный g Зелёный b Синий c Голубой m Пурпурный y Жёлтый k Чёрный w Белый Слайд 9/25 Стили маркеров Синтаксис: plot(x1, y1, ‘style’, ...); Обозначение Стиль + Плюсики o Кружки * Звёздочки . Точки x Крестики s Квадраты d Ромбы ^ Треугольник вверх v Треугольник вниз < Треугольник влево > Треугольник вправо p Пятиугольник h Шестиугольник Слайд 10/25 Пример стилей линий hold on; plot(-10:10, plot(-10:10, plot(-10:10, plot(-10:10, plot(-10:10, plot(-10:10, ones(1, ones(1, ones(1, ones(1, ones(1, ones(1, 21) 21) 21) 21) 21) 21) * * * * * * 5, 4, 3, 2, 1, 0, '-r.'); '--g*'); '-.bp'); ':co'); 'm>'); 'kv'); Слайд 11/25 Подписи графиков (legend) Синтаксис: legend(‘Подпись первого графика’, ‘подпись второго’, ...); Пример: legend('-r.', '--g*', '-.bp', ':co', 'm>', 'kv'); Слайд 12/25 Масштабирование графика Синтаксис: axis([xmin, xmax, ymin, ymax]); axis(‘стиль’) Пример: axis([-11, 11, -1, 6]); Стиль Результат normal Стандартный режим tight Вписать график в прямоугольник без пустого места equal Равное соотношение сторон image tight + equal square Вписать график в квадрат fill Растянуть график, заполнив всё свободное место vis3d Заморозить аспектное соотношение Слайд 13/25 Несколько графиков на одной фигуре Синтаксис: subplot(число строк, число столбцов, номер); Пример: subplot(3, subplot(3, subplot(3, subplot(3, 3, 3, 1, 3, 1); 3); 2); 8); Слайд 14/25 Трёхмерный график Синтаксис: surf(x, y, z); mesh(x, y, z); Рис. 1. График surf Рис. 2. График mesh Слайд 15/25 Режимы отрисовки трёхмерных графиков Синтаксис: shading режим shading(‘режим’); Режим Результат faceted (по умолчанию) Цвет грани постоянный. Рёбра окрашены в чёрный цвет. flat Цвет грани постоянный. Рёбра не отображаются. interp Цвет грани интерполируется. Рёбра не отображаются. Слайд 16/25 Открытие изображения Синтаксис: переменная = imread(‘путь к файлу’); переменная = imread(‘путь к файлу’, ‘формат’); Пример: img1 = imread(‘C:/Users/Alex/1.jpg’); img2 = imread(‘C:/Users/Alex/1.jpg’, ‘bmp’); Слайд 17/25 Отображение изображения (imshow, imagesc) Синтаксис: imshow(переменная, []); imagesc(переменная); Рис. 1. Изображение imshow Рис. 2. Изображение imagesc Слайд 18/25 Шкала изображения Синтаксис: colorbar Слайд 19/25 Цветовая карта изображения (colormap) Синтаксис: colormap карта colormap(‘карта’); Название карты Карта Jet Summer Winter Autumn Слайд 20/25 Сохранение фигуры Синтаксис: saveas(gcf, ‘имя файла’); saveas(gca, ‘имя файла’); Слайд 21/25 Закрытие окна (close) Синтаксис: close; close(номер фигуры); Слайд 22/25 Справочная информация Слайд 23/25 Список функций для графиков Функция Описание Пример figure Создание нового окна figure(2) plot Построение 2D графика plot(x, y) title Добавление подписи к графику xlabel Добавление подписи к оси X legend Добавление легенды axis Масштабирование рисунка subplot Управление режимом отображения нескольких графиков на одном окне hold Управление режимом добавления нескольких графиков на один рисунок surf Построение 3D графика surf(x, y, z) mesh Построение 3D графика mesh(x, y, z) shading Управление режимом отображения 3D графика shading interp colorbar Добавление цветовой шкалы colormap Изменение цветовой карты close Закрыть окно title(‘plot’) xlabel(‘x’) legend(‘sin(x)’) axis tight subplot(1, 3, 2); hold on colorbar colormap winter close(2) Слайд 24/25 Список функций для изображений Функция Описание Пример imread Загрузка изображения из файла A = imread(‘img.png’) imshow Отображение изображения в чернобелой цветовой шкале imshow(A, []) imagesc Отображение изображения с осями imagesc(A) saveas Сохранение фигуры в файл saveas(A, ‘img.png’) imwrite Сохранение переменной в файл imwrite(A, ‘img.png’) Слайд 25/25 Список использованных источников 1. Документация MatLab https://www.mathworks.com/help/matlab/ 2. Документация MatLab на русском языке https://docs.exponenta.ru/R2019a/matlab/index.html 3. Википедия https://ru.wikipedia.org/wiki/Цикл_(программирование) 4. Википедия https://ru.wikipedia.org/wiki/Массив_(тип_данных) Слайд 26/25