【高級(jí)繪圖】繪圖風(fēng)格(1)繪制好看的笛卡爾坐標(biāo)系

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好玩的matlab
6 G$ U1 P4 u1 J: i8 b/ L) W7 {9 D帶你學(xué)會(huì)不一樣的matlab新玩法

今天教大家不一樣的matlab繪圖風(fēng)格！希望大家喜歡！

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) ^8 h8 G& ~1 r3 c繪圖效果1demo1
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; q. ~6 L& c+ ^5 P% P( ^demo2
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demo3


畫圖demo源碼
" E7 w! Z; b5 @* u2
9 q7 d# y8 ?" @/ odemo1

clear;figure('color', [1, 1, 1]);x = linspace(-3, 4, 100);y = x.^2;plot(x, y, 'Color', [0,1,1], 'LineWidth', 1.5);% 調(diào)用 DrawAxisWithArrow 即可在當(dāng)前坐標(biāo)軸繪制帶箭頭坐標(biāo)軸param = struct('XLabel', '$x$', 'YLabel', '$y$', 'OLabel', '$O$');DrawAxisWithArrow(gca, param);%% 保存圖像if true    img_name = SaveFig2Img(gcf, 'figures\demo01.png');    fprintf('圖像保存為: %s
', img_name);enddemo2

clearback_color = [1, 1, 1];h_f = figure('Color', back_color);%% 繪制 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]);% 繪制坐標(biāo)軸param = struct('XLabel', '$x$', 'YLabel', '$\sin x$', 'OLabel', '$O$');DrawAxisWithArrow(sin_axis, param);%% 繪制 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);
9 f, |' `5 L7 ~9 N) |%% 保存為圖像if true    img_name = SaveFig2Img(h_f, 'figures\demo02.png');    fprintf('圖像保存為: %s
" o/ Y) i" D* ~# b- T, d* X', img_name);end
demo3
3 ^3 p+ W, b: y  [

clear%% 創(chuàng)建 figure, 并設(shè)置背景顏色back_color = [1, 1, 1];h_f = figure('Color', back_color);
# T5 H8 k$ }# X( n+ x. @%% 創(chuàng)建 axesh_a = axes('Parent', h_f);set(h_a, 'NextPlot', 'add'); % 相當(dāng)于 hold on
9 Z6 h! e  u2 F" g%% 創(chuàng)建 plot% 繪制正弦積分函數(shù)fun = @(x)(sinc(x/pi));x = linspace(-1, 4, 400);y = zeros(1, length(x));
wc = pi; % 截止頻率td = 1;  % 時(shí)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);
wc = 2*pi; % 增加截止頻率td = 1;    % 時(shí)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);
! r7 u" M. M8 `* P! o# O% 其他標(biāo)線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);
% 設(shè)置坐標(biāo)軸的范圍xlim([-1, 4]);ylim([-0.3, 1.5]);
%% 繪制 arrowparam = struct('XLabel', '$t$', 'YLabel', '$s(t)$', 'OLabel', '$O$');DrawAxisWithArrow(h_a, param);%% 添加一些標(biāo)注% 在axes上的(0,1)左側(cè)添加標(biāo)注fp = CoorFromAxis2Fig(h_a, [0,1]); % 將axes的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為figure上的坐標(biāo)，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)左側(cè)添加標(biāo)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)下方添加標(biāo)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)下方添加標(biāo)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)下方添加標(biāo)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);%% 保存圖像if true    img_name = SaveFig2Img(h_f, 'figures\demo03.png');    fprintf('圖像保存為: %s
', img_name);end
: c4 T& ~, d# G, p4 c1 g畫圖所需要的自定義函數(shù)
0 w! l, a2 ~$ m* y3 R3

function [fp] = CoorFromAxis2Fig(h_axi, ap)%CoorFromAxis2Fig - 將點(diǎn)在 axis 的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為該點(diǎn)在 figure 上的坐標(biāo)%% Syntax: [fp] = CoorFromAxis2Fig(h_axi, ap)% % Input: h_axi 坐標(biāo)軸句柄%        ap 點(diǎn)在h_axi上的坐標(biāo)%% Output:%    fp 該點(diǎn)在figure上的坐標(biāo)
x_range = get(h_axi, 'XLim'); % axis的x軸范圍y_range = get(h_axi, 'YLim'); % axis的y軸范圍rec = get(h_axi, 'Position'); % axis在fig的坐標(biāo)(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);
end
; k2 O0 Q( I) I5 l  ~; s0 f

function [xarrow, yarrow] = DrawAxisWithArrow(h_axi, varargin)%DrawAxisWithArrow - 繪制帶箭頭的坐標(biāo)軸%% Syntax: [xarrow, yarrow] = DrawAxisWithArrow(h_axi[, param])%% Input: h_axi 坐標(biāo)軸句柄%        param 可選參數(shù)，要求輸入?yún)��?shù)為一個(gè)結(jié)構(gòu)體，成員如下：%               Color 坐標(biāo)軸的顏色%               HeadWidth 箭頭大小%               XLabel x軸的標(biāo)簽(在箭頭上方)%               YLabel y軸的標(biāo)簽(在箭頭右方)%               Olabel 原點(diǎn)的標(biāo)簽(兩坐標(biāo)軸交點(diǎn)的左下角)%               若結(jié)構(gòu)體未包含某項(xiàng)成員，則使用默認(rèn)值               %% Output: xarrow x坐標(biāo)軸對(duì)象%         yarrow y坐標(biāo)軸對(duì)象    %% 輸入?yún)��?shù)處理n = length(varargin);if n == 0    arrow_color = [0, 0, 0]; % arrow 的默認(rèn)顏色    head_width = 6; % 箭頭的默認(rèn)大小    xlabel_str = ''; % x 軸的標(biāo)簽    ylabel_str = ''; % y 軸的標(biāo)簽    olabel_str = ''; % x 軸與y軸交點(diǎn)的標(biāo)簽elseif n == 1    % 坐標(biāo)軸顏色    if isfield(varargin{1}, 'Color')        arrow_color = varargin{1}.Color;    else        arrow_color = [0, 0, 0];    end    % 箭頭大小    if isfield(varargin{1}, 'HeadWidth')        head_width = varargin{1}.HeadWidth;    else        head_width = 6;    end    % x軸標(biāo)簽    if isfield(varargin{1}, 'XLabel')        xlabel_str = varargin{1}.XLabel;    else        xlabel_str = '';    end    % y軸標(biāo)簽    if isfield(varargin{1}, 'YLabel')        ylabel_str = varargin{1}.YLabel;    else        ylabel_str = '';    end    % 原點(diǎn)標(biāo)簽    if isfield(varargin{1}, 'OLabel')        olabel_str = varargin{1}.OLabel;    else        olabel_str = '';    endelse    error('DrawAxisWithArrow: 輸入?yún)��?shù)太多');end
%% 獲得坐標(biāo)原點(diǎn)的位置，% 若坐標(biāo)軸的范圍不包含坐標(biāo)原點(diǎn)，則選擇最靠近原點(diǎn)的一角作為坐標(biāo)軸的交點(diǎn)，% 坐標(biāo)軸的箭頭指向正向x_range = get(h_axi, 'XLim');y_range = get(h_axi, 'YLim');op = [0, 0]; % 默認(rèn)交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)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); % 轉(zhuǎn)換為在fig上的坐標(biāo)
3 N$ j# `  _) ~0 @! L: ?% 獲得axis的坐標(biāo)axis_rec = get(h_axi, 'Position'); % axis在fig的坐標(biāo)(x,y,w,h)% 獲得fig句柄h_fig = get(h_axi, 'Parent');% 繪制 x 坐標(biāo)軸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);% 繪制 y 坐標(biāo)軸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);% 關(guān)閉默認(rèn)的坐標(biāo)軸set(h_axi, 'Visible', 'off');
# n* N: x! l' q! w; r+ j8 I%% 是否顯示坐標(biāo)標(biāo)簽if xlabel_str    XArrowLabel(xarrow, xlabel_str);endif ylabel_str    YArrowLabel(yarrow, ylabel_str);endif olabel_str    OriginLabel(op, olabel_str);end
end
, |9 u+ }* \3 \3 A* _( Rfunction YArrowLabel(arrow, str)% 給 y 坐標(biāo)軸添加標(biāo)簽p = [0, 0];arrow_x = get(arrow, 'X');arrow_y = get(arrow, 'Y');p(1) = arrow_x(2);p(2) = arrow_y(2);
param.Color = [0, 0, 0];param.FontSize = 14;
+ m  z! E% f3 L! BFigPointLabel(p, str, 'east', param);end
function XArrowLabel(arrow, str)% 給 x 坐標(biāo)軸添加標(biāo)簽p = [0, 0];arrow_x = get(arrow, 'X');arrow_y = get(arrow, 'Y');p(1) = arrow_x(2);p(2) = arrow_y(2);
5 k# M- N, D- s- Y# Lparam.Color = [0, 0, 0];param.FontSize = 14;
FigPointLabel(p, str, 'north', param);end
& A4 n4 M7 Z# {3 t/ N+ Ofunction OriginLabel(p, str)% 給 x 坐標(biāo)軸添加標(biāo)簽param.Color = [0, 0, 0];param.FontSize = 14;
FigPointLabel(p, str, 'southwest', param);end
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5 Q2 _+ l# j3 n, L8 B: z

function FigPointLabel(p, str, loc, varargin)%FigPointLabel - 向figure上的點(diǎn)添加文本說明% % Syntex: FigPointLabel(p, str, loc[, param]) %% Input: p 點(diǎn)在figure上的坐標(biāo)%        str 待標(biāo)注的文本%        loc 文本相對(duì)點(diǎn)的位置, 可選值包括：%            east, west, south, north, northwest, northeast, southwest, southeast%        param 可選參數(shù)，要求輸入?yún)��?shù)為一個(gè)結(jié)構(gòu)體，成員如下：%               Color 字體的顏色%               FontSize 字體大小%              若結(jié)構(gòu)體未包含某項(xiàng)成員，則使用默認(rèn)值    % % Output: None
%% 輸入?yún)��?shù)處理n = length(varargin);if n == 0    color = [0.8, 0.52, 0.98]; % label 的默認(rèn)顏色    fontsize = 14; % 字體的默認(rèn)大小elseif n == 1    if isfield(varargin{1}, 'Color')        color = varargin{1}.Color;    else        waring("FigPointLabel: Color設(shè)置為默認(rèn)值
");        color = [0.8, 0.52, 0.98];    end    if isfield(varargin{1}, 'FontSize')        fontsize = varargin{1}.FontSize;    else        fontsize = 14;        waring("FigPointLabel: FontSize設(shè)置為默認(rèn)值
");    endelse    error('FigPointLabel: 輸入?yún)��?shù)太多');end
%% 在坐標(biāo)軸上的指定某點(diǎn)添加標(biāo)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
) ]$ C2 ^' a' V/ L' w2 E

function [img_name] = SaveFig2Img(h_f, varargin)%SaveFig2Img - 將fig保存為圖片%  % Syntax: img_name = SaveFig2Img(h_f[, img_name])% % Input: h_f 待保存figure的句柄%        img_name 保存圖像路徑%% Output: img_name 保存圖像路徑
! `2 n( d/ a) [$ G. K4 {7 ]+ a: u%% 輸入?yún)��?shù)處理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: 輸入?yún)��?shù)太多');end%% 保存為圖片frame = getframe(h_f);img = frame2im(frame);imwrite(img, img_name);endEND
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# s, e$ G; w/ H4 g' T
# g- z3 L1 [: c* ~！還不趕快去測(cè)試代碼。
; }9 K$ V) t% y& g# h別忘記給我點(diǎn)贊！
+ X: g/ C- R( [- j
' B# a0 g! @5 b8 S( [: ]- ?9 X謝謝大家！
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1 Y9 ?6 h9 y& W. h, u7 x參考資料：
【1】https://ww2.mathworks.cn/
【2】https://gitee.com/iDmatlab/drawing-style-1/tree/master/

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