【Matlab】Matlab導入多個.mat檔案并畫圖的過程詳解

Matlab導入多個.mat檔案并畫圖的過程詳解

• 0. 實驗背景
• 1. 導入.mat檔案存儲
• • 1.1 導入.mat檔案及作圖最簡單的方式：
  • 1.2 導入.mat檔案及作圖的腳本代碼
• 2. plot畫圖總結
• • 2.1 畫散點圖
  • • 2.1.1 點形狀
    • 2.1.2 點大小
    • 2.1.3 點顔色
    • 2.1.4 點填充
  • 2.2 畫折線圖
  • • 2.2.1 折線形狀
    • 2.2.2 折線粗細
    • 2.2.3 折線顔色
  • 2.3 多條線條顔色組合
  • • 2.3.1 matlab預設配色
    • 2.3.2 自定義RGB
  • 2.4 顯示網格
  • 2.5 顯示圖例
  • • 2.5.1 腳本代碼寫法
    • 2.5.2 figure視窗操作（推薦）
  • 2.6 設定坐标軸
  • • 2.6.1 坐标軸名稱
    • 2.6.2 坐标軸名稱的文字格式（字型、大小、加粗）
    • 2.6.3 坐标軸框線和刻度數字
  • 2.7 畫子圖（局部放大圖）
  • • 2.7.1 子圖的腳本代碼寫法
    • 2.7.2 子圖的figure視窗操作（推薦）
• 3. 常見資料參考

0. 實驗背景

需要導入多個.mat檔案，将多組資料畫在一個圖中，并設定圖例、坐标軸、散點圖、折線圖、子圖等。

• 由于存在重複操作，主要使用腳本檔案編寫代碼。
• figure視窗操作比較簡單，腳本檔案不好寫的部分可用figure視窗操作進行輔助。

1. 導入.mat檔案存儲

1.1 導入.mat檔案及作圖最簡單的方式：

在matlab工作檔案夾區域打開存有.mat檔案的檔案夾，輕按兩下.mat檔案則導入該檔案。

之後使用如下指令可畫圖:

>>plot(x,y);
>>hold on;
           

多種資料則重複此過程即可。

1.2 導入.mat檔案及作圖的腳本代碼

代碼如下，導入6個.mat檔案并作圖：

%load
m1=load('檔案1.mat');
m2=load('檔案2.mat');
m3=load('檔案3.mat');
m4=load('檔案4.mat');
m5=load('檔案5.mat');
m6=load('檔案6.mat');
%擷取資料，這裡可以這樣寫是因為我.mat檔案中隻存在兩個屬性x和y，不知道自己.mat檔案中有哪些屬性的話，可以點選工作區的m1~m6變量中的任何一個。
x1=m1.x;
y1=m1.y;
x2=m2.x;
y2=m2.y;
x3=m3.x;
y3=m3.y;
x4=m4.x;
y4=m4.y;
x5=m5.x;
y5=m5.y;
x6=m6.x;
y6=m6.y;
%多組資料畫圖
plot(x1,y1);
hold on;%hold on使得一張圖中可以顯示多個不同的圖像線條
plot(x2,y2);
hold on;
plot(x3,y3);
hold on;
plot(x4,y4);
hold on;
plot(x5,y5);
hold on;
plot(x6,y6);
hold on;
           

檢視.mat形成的結構體的屬性的方式如下：

2. plot畫圖總結

2.1 畫散點圖

畫散點圖可以使用

scatter()

函數，也可使用

plot()

函數，本文主要介紹使用

plot()

函數的方法。

2.1.1 點形狀

matlab中常用的點形狀如下所示：

+                 '+'号
o                 空心圓
*                 '*'号
.                 實心點,比空心圓小 
x                 'x'号
square or s   空心正方形
diamond or d  空心菱形
^                 空心上三角，尖頭朝上
v                 空心下三角，尖頭朝下
>                 空心右三角，尖頭朝右
<                 空心左三角，尖頭朝左
pentagram or p  空心五角星
hexagram or h   空心六邊形
           

plot函數執行個體:

plot(x,y,'+');%繪制散點圖，散點圖形狀為'+'。
plot(x,y,'s');%繪制散點圖，散點圖形狀為空心正方形，等同于plot(x,y,'square');
           

2.1.2 點大小

屬性：'Markersize'
           

plot函數執行個體:

plot(x,y,'+','Markersize',4);%繪制散點圖,點大小為4
           

2.1.3 點顔色

常用顔色：
r   Red
g   Green
b   Blue
c   Cyan
m   Magenta
y   Yellow
k   Black
w   White
           

plot函數執行個體:

%1.使用預設顔色
plot(x,y,'+r','Markersize',4);%繪制散點圖,點大小為4,顔色為紅色
%2.使用預設顔色的第二種方式：
plot(x,y,'+','Markersize',4);%繪制散點圖,點大小為4
                             %顔色為多組線條的預設值，第一條為藍色，第二條為橙色，...,詳見2.3.1節
%3.自定義顔色，RGB格式為[r g b],每個數值為0~1之間的小數值
plot(x,y,'+','Color',[0 0.321 0],'Markersize',4)%繪制散點圖,點大小為4
                                                %顔色為自定義的顔色，取色方式見2.3.2小節
           

注意，在用plot繪制散點圖添加各種屬性的時候，點形狀應該擺在第一位，如果先設定’Color’或者’Markersize’等屬性對，則會導緻點形狀無法和對應屬性配對。

（實際上是我不太知道plot函數裡點形狀的屬性名稱，是以這樣寫，如果能知道這個屬性名稱的話就無所謂了。）

2.1.4 點填充

屬性：'MarkerFaceColor'
           

plot函數執行個體:

plot(x,y,'s','Color',[0 0.321 1],...  %...用來拆分長指令
    'Markersize',4,'MarkerFaceColor',[0 0.321 1]);%空心正方形内部填充和邊框同樣的顔色
           

2.2 畫折線圖

畫折線圖主要使用的是

plot()

函數。

2.2.1 折線形狀

-      實線
--     虛線
:      點線（短虛線）
-.     點段線（類似-·-·-）
           

plot函數執行個體:

% 1.常用方式
plot(x,y,'--');%繪制折線圖，線為虛線
% 2.突出每個點的方式
plot(x,y,'--s');%線為虛線，每個點為空心正方形，點的屬性設定還是可以參考2.1的參數設定。
           

2.2.2 折線粗細

屬性：'linewidth'
           

plot函數執行個體:

% 1.常用方式
plot(x,y,'--s',...
    'linewidth',3);%設定線的粗細
           

2.2.3 折線顔色

和點的顔色設定類似。

常用顔色：
r   Red
g   Green
b   Blue
c   Cyan
m   Magenta
y   Yellow
k   Black
w   White
           

plot函數執行個體:

%1.使用預設顔色
plot(x,y,'--+r');
%2.使用預設顔色的第二種方式：
plot(x,y,'--+');%顔色為多組線條的預設值，第一條為藍色，第二條為橙色，...,詳見2.3.1節
%3.自定義顔色，RGB格式為[r g b],每個數值為0~1之間的小數值
plot(x,y,'--+','Color',[0 0.321 1])%顔色為自定義的顔色，取色方式見2.3.2小節
           

注意，在用plot繪制折線圖添加各種屬性的時候，如果隻有線形狀設定，可用屬性對

'linestyle','--'

擺在任何位置，如果還有點形狀的設定，則應該擺在x,y之後的第一位，否則會導緻點形狀無法和對應屬性配對。

2.3 多條線條顔色組合

matlab中作圖有的時候會有多組資料分别作圖，呈現在一張圖中，此時顔色的搭配就能夠展現出圖像的美觀。

2.3.1 matlab預設配色

matlab預設配色如下所示:

對應的rgb數值為：

[[0    0.4470    0.7410]
[0.8500    0.3250    0.0980]
[0.9290    0.6940    0.1250]
[0.4940    0.1840    0.5560]
[0.4660    0.6740    0.1880]
[0.3010    0.7450    0.9330]
[0.6350    0.0780    0.1840]]
           

plot函數執行個體:

plot(x,y,'--+');%該線條為第幾條，就對應哪種顔色
           

2.3.2 自定義RGB

使用者可使用

[value1 value2 value3]

的三元組方式設定任意顔色。

matlab中RGB數值需要01之間，而一般的顔色RGB數值為0255之間。兩種格式的轉變也很簡單：

常見格式：
[134 255 0]
轉為matlab可用格式：
[134/255 255/255 0/255]=[0.5255 1 0]
而從matlab可用格式轉為常見格式則*255即可。
           

下面主要介紹一下常用的取色方式：

1. PS取色

将截圖用PS打開，之後按照下圖操作:

2. PPT取色

将截圖插入ppt中，之後按照下圖操作

plot函數執行個體:

plot(x,y,'--+','Color',[0 0.321 1])%顔色為自定義的顔色
           

2.4 顯示網格

//顯示網格線
grid on;%預設顔色為灰色
//隐藏網格線（預設）
grid off;
           

2.5 顯示圖例

2.5.1 腳本代碼寫法

% 一般寫法
legend('圖1的标注，支援latex格式','圖2的标注，支援latex格式',……,'圖n的标注，支援latex格式');
           

legend也有很多參數可供調整,例如如下代碼:

lgd=legend('圖1的标注，支援latex格式','圖2的标注，支援latex格式',……,'圖n的标注，支援latex格式',...
    'Location','NorthOutside', ... %圖例的位置
    % 'Position',[左下點x相對坐标 左下點y相對坐标 圖例相對寬度 圖例相對高度]; %圖例位置的另一種寫法，可通過數值修改自由移動圖例位置，Position和Location二者選擇其一。
    'Orientation','horizontal',... % 水準顯示還是垂直顯示
    'FontName','Times New Roman','FontSize',23, 'FontWeight','bold');% 圖例字型
           

2.5.2 figure視窗操作（推薦）

1. 顯示圖例

• 使用plot()函數在腳本或者指令行生成figure圖像；
• 點選如下所示的按鈕顯示圖例：

  

1. 圖例屬性設定

• 點選如下按鈕，為後面選中圖例對象做準備：

  

• 選擇圖例對象，右鍵，選擇“打開屬性檢查器”
• 可在屬性檢查器中編輯修改圖例邊框、圖例位置等資訊

  

• 點選圖例之後，如果四周出現正方形辨別，可直接拖動legend對象改變位置，或者選擇四個角的任意一個改變圖例大小。

  

• 附上legend屬性和取值的參考

2.6 設定坐标軸

2.6.1 坐标軸名稱

%設定x坐标軸
xlabel('x坐标軸名稱，支援latex格式');
%設定y坐标軸
ylabel('y坐标軸名稱，支援latex格式');
           

2.6.2 坐标軸名稱的文字格式（字型、大小、加粗）

xlabel('x坐标軸名稱，支援latex格式',...
    'FontName','Times New Roman','FontSize',23,'FontWeight','bold');
    %分别設定字型風格、字型大小，字型效果(加粗)
ylabel('y坐标軸名稱，支援latex格式',...
    'FontName','Times New Roman','FontSize',23,'FontWeight','bold');
           

2.6.3 坐标軸框線和刻度數字

%設定刻度數字
set(gca,'FontName','Times New Roman','Fontsize',23,'FontWeight','bold');
        %設定字型風格、字型大小、字型效果(加粗)
%坐标軸框線加粗
set(gca,'linewidth',1.5);%1.5位置可自由設定合理的數值
           

2.7 畫子圖（局部放大圖）

2.7.1 子圖的腳本代碼寫法

有的時候需要顯示局部資料，是以需要在大圖中嵌入子圖。

%顯示子圖
axes('position',[0.15,0.55,0.2,0.23]);%設定子圖的出現位置
plot(x,y,'s','Color',[0.9216,0.7098,0.1294],...
    'Markersize',4,'MarkerFaceColor',[0.9216,0.7098,0.1294]);%設定子圖的資料、圖形狀、顔色等屬性
hold on;
           

我們通常會在論文圖中，看到子圖和大圖局部之間存在虛線框和箭頭，提示讀者子圖放大的是哪一部分的圖像。腳本代碼如下：

%子圖提示圖形--虛線框
xi=[214 214 216 216];%設定左下、左上、右上、右下（順時針方向）的x絕對坐标
yi=[0 3.3 3.3 0];%設定左下、左上、右上、右下（順時針方向）的y絕對坐标
plot(xi,yi,'b','LineWidth',2,'LineStyle','--');%畫出虛線框，顔色為藍色，線寬度為2，線形狀為虛線
%子圖提示圖形--箭頭
annotation('arrow',...%設定箭頭類型為‘單箭頭’，此外還有雙箭頭等
    [0.5,0.37],[0.5,0.7],... %設定箭頭起始位置和終止位置，[x1 x2],[y1 y2]表示從起點(x1,y1)到終點(x2,y2)，使用的是相對坐标。
    'color',[0 0 1],'LineWidth',2);%箭頭顔色為藍色，線條寬度為2
           

2.7.2 子圖的figure視窗操作（推薦）

• 選擇圖像整體

  

• ctrl+c複制整體，ctrl+v粘貼整體，對于新出現的圖像對象調整位置和大小。

• 

• 對于子圖中不需要的執行個體，我們可以選中，右鍵選擇“删除”
• 此時，子圖的橫縱坐标範圍依然和主圖保持一緻。

  

• 選擇子圖對象，右鍵，選擇“打開屬性檢查器”。設定x軸的坐标範圍和數值取值

  

• 屬性檢查器裡面還可以設定很多其他東西，具體和設定圖像的操作差不多，大家可以自己探索哦！
• 輔助提示的虛線框和箭頭，也可以用figure視窗來畫。
• 在figure上方工具欄選擇"插入"，選擇“矩形”或者“箭頭”，在圖像想作圖的為止，滑鼠操作拉出圖像。

  

  

• 右鍵，選擇“打開屬性檢查器”，可修改顔色、線型、線寬等參數。

  

  修改對應參數之後，虛線框成功畫出，且可自由調節位置和大小。

  

• 箭頭的作圖和矩形類似，在工具欄選擇“插入”，選擇“箭頭”，拉出箭頭線條，右鍵選擇“打開屬性檢查器”，改變顔色、線形、線寬等。

  

3. 常見資料參考

1.mathworks.cn

2.知乎大佬