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Grundlegende Plotfunktionen

Erstellen eines Plots

Die Funktion plot stellt abhängig von den Eingabeargumenten verschiedene Formen zur Verfügung.

• Wenn y ein Vektor ist, erstellt plot(y) ein stückweise lineares Diagramm der Elemente von y im Vergleich zum Index der Elemente von y.

• Wenn Sie zwei Vektoren als Argumente angeben, erstellt plot(x,y) ein Diagramm von y im Vergleich zu x.

Verwenden Sie den Doppelpunktoperator, um einen Vektor der x-Werte zu erstellen, die von 0 bis $$2\pi$$ reichen, die Sinusfunktion dieser Werte zu berechnen und das Ergebnis zu plotten.

x = 0:pi/100:2*pi;
y = sin(x);
plot(x,y)

Fügen Sie Achsenbeschriftungen und einen Titel hinzu. Die Zeichen \pi in der Funktion xlabel erstellen das Symbol $$\pi$$. Die Eigenschaft FontSize in der Funktion title vergrößert den Text, der für den Titel verwendet wird.

xlabel('x = 0:2\pi')
ylabel('Sine of x')
title('Plot of the Sine Function','FontSize',12)

Plotten mehrerer Datensätze in einem Diagramm

Mehrere x-y-Paar-Argumente erstellen mehrere Diagramme mit einem einzigen Aufruf zum Plotten (plot). MATLAB® verwendet für jede Linie eine andere Farbe.

Beispielsweise plotten die folgenden Anweisungen drei in Beziehung stehende Funktionen von x:

x = 0:pi/100:2*pi;
y = sin(x);
y2 = sin(x-.25);
y3 = sin(x-.5);
plot(x,y,x,y2,x,y3)

Die Funktion legend stellt eine einfache Möglichkeit zum Identifizieren der einzelnen Linien zur Verfügung:

legend('sin(x)','sin(x-.25)','sin(x-.5)')

Angeben von Linienstilen und -farben

Sie können Farbe, Linienstile und Markierungen (zum Beispiel Pluszeichen oder Kreise) angegeben werden, wenn Sie Ihre Daten mithilfe des Befehls plot plotten:

plot(x,y,'color_style_marker')

color_style_marker enthält ein bis vier Zeichen (in einfachen Anführungszeichen eingeschlossen), die aus einer Farbe, einem Linienstil und einem Markierungstyp bestehen. Beispielsweise plottet

plot(x,y,'r:+')

die Daten mithilfe einer rot gepunkteten Linie und positioniert die Markierung + an jedem Datenpunkt.

color_style_marker besteht aus Kombinationen der folgenden Elemente:

Typ	Werte	Bedeutungen
Farbe	'c' 'm' 'y' 'r' 'g' 'b' 'w' 'k'	Zyan Magenta Gelb Rot Grün Blau Weiß Schwarz
Linienstil	'-' '--' ':' '-.' kein Zeichen	Durchgezogen Gestrichelt Gepunktet Strich-Punkt keine Linie
Markierungstyp	'+' 'o' '*' 'x' 's' 'd' '^' 'v' '>' '<' 'p' 'h' kein Zeichen	Pluszeichen Nicht gefüllter Kreis Sternchen Buchstabe x Nicht gefülltes Quadrat Nicht gefüllte Raute Nicht gefülltes, aufwärts zeigendes Dreieck Nicht gefülltes, abwärts zeigendes Dreieck Nicht gefülltes, nach rechts zeigendes Dreieck Nicht gefülltes, nach links zeigendes Dreieck Nicht gefülltes Pentagramm Nicht gefülltes Hexagramm Keine Markierung

Plotten von Linien und Markierungen

Wenn Sie einen Markierungstyp, aber keinen Linienstil angeben, erstellt MATLAB^® das Diagramm ausschließlich mit Markierungen und ohne Linie. Beispielsweise plottet

plot(x,y,'ks')

schwarze Quadrate an jedem Datenpunkt, verbindet die Markierungen jedoch nicht mit einer Linie.

Die Anweisung

plot(x,y,'r:+')

plottet eine rot gepunktete Linie und platziert Pluszeichenmarkierungen an jedem Datenpunkt.

Platzieren von Markierungen an jedem zehnten Datenpunkt

Dieses Beispiel veranschaulicht, wie zum Plotten der Markierungen weniger Datenpunkte als zum Plotten der Linien verwendet werden können. Dieses Beispiel plottet die Daten zweimal und verwendet dabei eine andere Anzahl von Punkten für die Plots der gepunkteten Linie und der Markierungen.

x1 = 0:pi/100:2*pi;
x2 = 0:pi/10:2*pi;
plot(x1,sin(x1),'r:',x2,sin(x2),'r+')

Grafische Darstellung imaginärer und komplexer Daten

Wenn Sie komplexe Werte als Argumente an plot übergeben, ignoriert MATLAB den Imaginärteil, es sei denn Sie übergeben ein einzelnes komplexes Argument. In diesem speziellen Fall ist der Befehl eine Abkürzung für das Diagramm des Imaginärteils im Vergleich zum Realteil. Daher ist

plot(Z)

(wobei Z ein komplexer Vektor oder eine Matrix ist) äquivalent zu

plot(real(Z),imag(Z))

Die folgenden Anweisungen zeichnen ein 20-seitiges Polygon mit kleinen Kreisen an den Scheitelpunkten.

t = 0:pi/10:2*pi;
plot(exp(1i*t),'-o')
axis equal

Der Befehl axis equal erstellt die einzelnen Achsenteilstrichinkremente auf den x- und y-Achsen mit derselben Länge, wodurch dieser Plot kreisförmiger angezeigt wird.

Hinzufügen von Plots zu einem vorhandenen Diagramm

Mit dem Befehl hold können Sie einem vorhandenen Diagramm Plots hinzufügen. Wenn Sie

hold on

eingeben, ersetzt MATLAB das vorhandene Diagramm nicht, wenn Sie einen anderen Plotbefehl eingeben. Stattdessen kombiniert MATLAB das neue Diagramm mit dem aktuellen Diagramm.

Mit den folgenden Anweisungen wird beispielsweise zuerst ein Oberflächenplot der Funktion peaks erstellt, der dann mit einem Konturplot derselben Funktion überlagert wird.

[x,y,z] = peaks;
% Create surface plot
surf(x,y,z)
% Remove edge lines a smooth colors
shading interp
% Hold the current graph 
hold on
% Add the contour graph to the pcolor graph
contour3(x,y,z,20,'k')
% Return to default
hold off

Abbildungsfenster

Plotfunktionen öffnen automatisch ein neues Abbildungsfenster, sofern noch kein Abbildungsfenster erstellt wurde. Wenn mehrere Abbildungsfenster geöffnet sind, verwendet MATLAB das Fenster, das als „aktuelle Abbildung“ festgelegt ist (in der Regel die zuletzt verwendete Abbildung).

Um ein vorhandenes Abbildungsfenster zur aktuellen Abbildung zu machen, können Sie auf die Maus klicken, während sich der Zeiger in diesem Fenster befindet, oder Sie können

figure(n)

eingeben, wobei n die Nummer in der Titelleiste der Abbildung ist.

Wenn Sie ein neues Abbildungsfenster öffnen und als aktuelle Abbildung festlegen möchten, geben Sie Folgendes ein:

figure

Löschen der Abbildung für einen neuen Plot

Wenn bereits eine Abbildung vorhanden ist, löschen die meisten Plotbefehle die Achsen und verwenden diese Abbildung, um den neuen Plot zu erstellen. Allerdings werden mit diesen Befehlen nicht die Abbildungseigenschaften wie Hintergrundfarbe oder Farbzuordnung zurückgesetzt. Wenn Sie im vorherigen Plot Abbildungseigenschaften festgelegt haben, können Sie den Befehl clf mit der Option reset verwenden,

clf reset

bevor Sie Ihren neuen Plot erstellen, um die Abbildungseigenschaften auf ihre Standardwerte zurückzusetzen.

Anzeigen mehrerer Plots in einer Abbildung

Mit dem Befehl subplot können Sie mehrere Plots im selben Fenster anzeigen oder diese auf demselben Blatt Papier drucken. Durch Eingabe von

subplot(m,n,p)

wird das Abbildungsfenster in eine m-mal-n-Matrix kleiner Unterplots unterteilt und der p. Unterplot wird für den aktuellen Plot ausgewählt. Die Plots werden entlang der ersten Zeile des Abbildungsfensters nummeriert, anschließend entlang der zweiten Zeile usw. Mit den folgenden Anweisungen werden beispielsweise Anweisungen in drei Unterbereichen des Abbildungsfensters geplottet.

x = 0:pi/20:2*pi;
subplot(3,1,1); plot(sin(x))
subplot(3,1,2); plot(cos(x))
subplot(3,1,3); plot(sin(x).*cos(x))

Steuern der Achsen

Der Befehl axis stellt verschiedene Optionen für das Festlegen der Skalierung, Orientierung und des Seitenverhältnisses von Diagrammen zur Verfügung.

Automatische Achsengrenzwerte und Teilstriche

Standardmäßig findet MATLAB die Maximal- und Minimalwerte der Daten und wählt die Achsengrenzwerte für diesen Bereich aus. MATLAB wählt die Grenzwerte und Achsenteilstrichwerte so aus, dass ein Diagramm erstellt wird, mit dem die Daten eindeutig angezeigt werden. Allerdings können Sie mithilfe der Funktionen axis oder xlim, ylim und zlim Ihre eigenen Grenzwerte festlegen.

Hinweis

Wenn Sie die Grenzwerte einer Achse ändern, kann dies dazu führen, dass auch die anderen Grenzwerte geändert werden, um die Daten besser darstellen zu können. Zum Deaktivieren der automatischen Festlegung von Grenzwerten geben Sie den Befehl axis manual ein.

Festlegen von Achsengrenzwerten

Mit dem Befehl axis können Sie die Grenzwerte selbst festlegen:

axis([xmin xmax ymin ymax])

Oder für dreidimensionale Diagramme:

axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax])

Verwenden Sie den Befehl

axis auto

um die automatische Grenzwertauswahl erneut zu aktivieren.

Festlegen des Seitenverhältnisses der Achsen

Mit dem Befehl axis können Sie auch verschiedene vordefinierte Modi festlegen. Beispielsweise erhalten mit

axis square

die x-Achse und die y-Achse dieselbe Länge. Und mit

axis equal

erhalten die einzelnen Teilstrichinkremente der x-Achsen und y-Achsen dieselbe Länge. Dies bedeutet, dass

plot(exp(1i*(0:pi/10:2*pi)))

gefolgt von axis square oder axis equal aus dem Oval einen richtigen Kreis macht:

axis auto normal

setzt die Achsenskalierung auf den automatischen Modus der Standardeinstellung zurück.

Festlegen der Achsensichtbarkeit

Mit dem Befehl axis können Sie die Achse sichtbar oder unsichtbar machen.

axis on

macht die Achsen sichtbar. Dies ist die Standardeinstellung.

axis off

macht die Achsen unsichtbar.

Festlegen von Rasterlinien

Mit dem Befehl grid werden die Rasterlinien ein- und ausgeblendet. Die Anweisung

grid on

blendet die Rasterlinien ein und die Anweisung

grid off

blendet sie wieder aus.

Hinzufügen von Achsenbeschriftungen und Titeln

Dieses Beispiel veranschaulicht, wie Sie ein Diagramm erstellen und seine Darstellung verbessern:

• Definieren Sie die Grenzwerte der x- und y-Achsen (axis)

• Beschriften Sie die x- und y-Achsen (xlabel, ylabel)

• Fügen Sie einen Titel hinzu (title)

• Fügen Sie in das Diagramm einen Texthinweis ein (text)

Erstellen Sie mathematische Symbole mithilfe der LaTeX-Schreibweise.

Informationen zur Positionierung von Pfeilen, Feldern und Kreisen in Ihrem Diagramm finden Sie im Abschnitt zur Funktion annotation.

Speichern von Abbildungen

Speichern Sie eine Abbildung, indem Sie die Option Save im Menü File auswählen. Auf diese Weise wird die Abbildung zusammen mit ihren Eigenschaftsdaten, Menüs, UI-Steuerelementen und allen Anmerkungen (also das gesamte Fenster) in eine Datei geschrieben. Wenn Sie die Abbildung zuvor noch nicht gespeichert haben, wird das Dialogfenster Save As angezeigt. Dieses Dialogfenster enthält Optionen zum Speichern der Abbildung als .fig-Datei oder zum Exportieren der Abbildung in ein Grafikformat.

Wenn Sie die Abbildung zuvor bereits gespeichert haben, wird sie mithilfe des Befehls Save erneut ohne Rückfrage gespeichert, ohne das Dialogfenster Save As anzuzeigen.

Zum Speichern einer Abbildung in einem Standardgrafikformat (zum Beispiel TIFF oder JPG), um sie in anderen Anwendungen verwenden zu können, wählen Sie Save As (oder Export Setup für zusätzliche Steuerungsoptionen) im Menü File aus.

Hinweis

Sobald Sie beim Speichern einer Abbildung ein Format angeben, wird dieses Dateiformat auch beim nächsten Speichern dieser Abbildung oder beim Speichern einer neuen Abbildung verwendet. Wenn Sie die Abbildung nicht im zuvor verwendeten Format speichern möchten, verwenden Sie die Option Save As und legen Sie im Dropdown-Menü Save as type den gewünschten Dateityp fest.

Sie können eine Abbildung auch über die Befehlszeile speichern:

• Mithilfe der Funktion savefig speichern Sie eine Abbildung und alle in ihr enthaltenen Grafikobjekte als .fig-Datei.

• Mit dem Befehl saveas und seinen entsprechenden Optionen können Sie die Abbildung in den unterschiedlichsten Formaten speichern.

Laden einer Abbildung

Sie können Abbildungen mithilfe der folgenden Funktionen in MATLAB laden:

• Verwenden Sie die Funktion openfig, um Abbildungen zu laden, die als .fig-Dateien gespeichert sind.

• Verwenden Sie die Funktion imread, um Standardgrafikdateien (einschließlich gespeicherte Abbildungen) in MATLAB einzulesen.

Generieren von MATLAB Programmcode zum erneuten Erstellen einer Abbildung

Sie können MATLAB Programmcode generieren, um eine Abbildung und das in ihr enthaltene Diagramm erneut zu erstellen, indem Sie Generate code aus dem Menü File der Abbildung auswählen. Diese Option ist besonders nützlich, wenn Sie ein Diagramm mithilfe von Plotting-Tools entwickelt haben und ein ähnliches Diagramm mit denselben oder mit anderen Daten erstellen möchten.

Speichern von Arbeitsbereichsdaten

Sie können die Variablen in Ihrem Arbeitsbereich speichern, indem Sie die Option Save Workspace As im Menü File der Abbildung auswählen. Sie können die gespeicherten Daten mithilfe der Option Import Data im Menü File der Abbildung erneut laden. MATLAB unterstützt verschiedene Datendateiformate wie zum Beispiel MATLAB Datendateien mit der Erweiterung .mat.

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