Matlab画图技巧： 不需要敲代码的傻瓜式操作流程

前言

Matlab已经成为画曲线图最好用的语言之一了， 但是许多人并没有发现他的最好用之处——相比于大部分语言，需要记住一堆API函数才能绘制出想要的曲线， matlab提供了可视化的界面进行傻瓜式的画图操作， 实现指哪打哪的功能而不需要任何代码。 可以这么说， 如果其他语言是Photoshop， matlab就可以当做美图秀秀。 这里就介绍一下matlab通过可视化界面来画图的操作。

需求

以一个最简单的案例开始来说。

用下面这段简单的代码可以画出

     [ 
    
   
     − 
    
   
     2 
    
   
     π 
    
   
     , 
    
   
     2 
    
   
     π 
    
   
     ] 
    
   
  
    [-2\pi, 2\pi] 
   
  
</span><span class="katex-html"><span class="base"><span class="strut" style="height: 1em; vertical-align: -0.25em;"></span><span class="mopen">[</span><span class="mord">−</span><span class="mord">2</span><span class="mord mathdefault" style="margin-right: 0.03588em;">π</span><span class="mpunct">,</span><span class="mspace" style="margin-right: 0.166667em;"></span><span class="mord">2</span><span class="mord mathdefault" style="margin-right: 0.03588em;">π</span><span class="mclose">]</span></span></span></span></span>区间内的<span class="katex--inline"><span class="katex"><span class="katex-mathml"> 
 
  
   
   
     cos 
    
   
     ⁡ 
    
   
     ( 
    
   
     x 
    
   
     ) 
    
   
  
    \cos(x) 
   
  
</span><span class="katex-html"><span class="base"><span class="strut" style="height: 1em; vertical-align: -0.25em;"></span><span class="mop">cos</span><span class="mopen">(</span><span class="mord mathdefault">x</span><span class="mclose">)</span></span></span></span></span>和<span class="katex--inline"><span class="katex"><span class="katex-mathml"> 
 
  
   
   
     sin 
    
   
     ⁡ 
    
   
     ( 
    
   
     x 
    
   
     ) 
    
   
  
    \sin(x) 
   
  
</span><span class="katex-html"><span class="base"><span class="strut" style="height: 1em; vertical-align: -0.25em;"></span><span class="mop">sin</span><span class="mopen">(</span><span class="mord mathdefault">x</span><span class="mclose">)</span></span></span></span></span>的函数曲线图：</p> 

x = - 2*pi : 0.01 : 2*pi;
y1 = cos(x);
y2 = sin(x);
plot(x,y1)
hold on 
plot(x, y2)
1
2
3
4
5
6

仅仅运行上述代码的话，可以得到下图的效果。 可以看到，因为没有对曲线进行额外的API操作，表现效果是比较朴素丑陋的。

对曲线，坐标轴字体等进行美化，增加图例，网格后， 可以得到下图中展示的图片。 可以看到， 相比于上图，下面这张图看起来要美观了许多。

你以为我是用了‘LineWideth’这种难记的属性值来改变曲线粗细的？或是用难记的线型代号来指定线型？还是说用legend， xlabel等一系列的API来实现这些改动的？ 都不是， 接下来我所要讲述的就是，如何不敲一行代码，就能通过matlab可视化界面随心所欲地优化仿真图形。

Matlab图窗工具

通过上面这个例子，就是为了引出这个强无敌且极为人性化的工具， 这一节中，也沿用上面这个例子，细致地说下如何使用这个工具。

x = - 2*pi : 0.01 : 2*pi;
y1 = cos(x);
y2 = sin(x);
plot(x,y1)
hold on 
plot(x, y2)
1
2
3
4
5
6

运行完这段简单的代码后，不出意外你matlab会跳出来这个图：（笔者用的是Matlab2018b，但是以笔者的经验这个方法适用于所有版本，远古版本除外）

这时候，点开第一排菜单栏的 查看, 有绘图浏览器和属性编辑器两个选项，这个就是我说的通过matlab可视化来美化图片的入口。 一般来说我会两个都点一下， 进入可视化界面， 不过今天重点就讲属性编辑器这个功能，满足大部分需求了。

点击属性编辑器， 刚刚的小窗口图片就变成了如下的大窗口：（这里你的布局可能和我不一样，这个和默认配置及桌面尺寸等有关系，但大致内容与元素肯定是一致的）

进入这个界面， 就如同进入了美图秀秀， 接下来就是随意表演的时候了！

属性编辑器

顾名思义， 在这个界面里， 你可以更改编辑任何你所能想到的图片元素的属性， 包括曲线，坐标轴， 网格~等等之类，重要的是这里你不需要记任何API函数， 可以直接可视化操作。

比如，

     cos 
    
   
     ⁡ 
    
   
     ( 
    
   
     x 
    
   
     ) 
    
   
  
    \cos(x) 
   
  
</span><span class="katex-html"><span class="base"><span class="strut" style="height: 1em; vertical-align: -0.25em;"></span><span class="mop">cos</span><span class="mopen">(</span><span class="mord mathdefault">x</span><span class="mclose">)</span></span></span></span></span> 和 <span class="katex--inline"><span class="katex"><span class="katex-mathml"> 
 
  
   
   
     sin 
    
   
     ⁡ 
    
   
     ( 
    
   
     x 
    
   
     ) 
    
   
  
    \sin(x) 
   
  
</span><span class="katex-html"><span class="base"><span class="strut" style="height: 1em; vertical-align: -0.25em;"></span><span class="mop">sin</span><span class="mopen">(</span><span class="mord mathdefault">x</span><span class="mclose">)</span></span></span></span></span> 两根线太细了，看上去很单薄，想改变线宽。 如果用API敲代码的话，就需要用<code>plot(x, y1, 'LineWidth', 3)</code>这样的代码来实现， 但如果像我这样比较懒的记不住或者懒得敲代码呢？很简单：</p> 

首先，用鼠标点击想要编辑属性的曲线。 如上图， 我选中了红的这条

     sin 
    
   
     ⁡ 
    
   
     ( 
    
   
     x 
    
   
     ) 
    
   
  
    \sin(x) 
   
  
</span><span class="katex-html"><span class="base"><span class="strut" style="height: 1em; vertical-align: -0.25em;"></span><span class="mop">sin</span><span class="mopen">(</span><span class="mord mathdefault">x</span><span class="mclose">)</span></span></span></span></span>曲线。 <strong>这时，左边的属性编辑器就自动变成了这条曲线的属性，而你对他所有的修改就会直接体现在图形上。</strong> 点击红箭头所指的线条的第二个选项， 这个就是编辑曲线的粗细， 也就是对应于<code>plot(x, y1, 'LineWidth', 3)</code>中， ‘LineWidth’所对应的参数。 这里手动选择6.0， 算是比较粗的线了。 可以看到，选完之后，右边的图片马上立竿见影的体现了：<br> <img src="https://img-blog.csdnimg.cn/2020041519363544.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zOTI3NDY1OQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70" alt="在这里插入图片描述"><br> 类似地， 可以通过线条的第一个选框， 选择不同的线型， 有虚线，实线，点画线等~同理， 也可以改变蓝线的属性， 改变完之后如下：（颜色也可以改变）</p> 

线变大了， 但是现在的问题是，坐标轴显得很丑， 不仅是范围区间比较傻（两端没有点）， 而且字体太小，很影响观感。 但显然，举一反三， 我们也可以通过属性编辑器，轻松实现改善：

点击坐标轴（x轴或者y轴都可以）， 选中坐标轴（坐标轴上出现小方格，表示已选中），这时左边的属性编辑器就展现了坐标轴的属性， 有x轴，y轴等等。 先如上红箭头所示， 点击字体，可以选择字体大小，调节坐标轴字体的大小，一般选24以上。

顺便可以把左下的网格勾上， 这个对应的是代码的 “grid on”。可以看到坐标轴的字体变大了， 但是显示的非常丑， 我们需要改变x轴和y轴的刻度。 如果用代码的话， 一般都是用"xlabel", "ylabel"这些api去做，但这样很累，我喜欢傻瓜式的：

首先，上图增加了坐标轴的间隔点数，如右边红箭头所示。 这个可以通过点击x轴属性的刻度（左边红箭头有指）进行编辑。 进入后，选择间隔值，我这里选择了2， 然后就会自动按间隔2生成坐标轴的点。 点击应用即可。 你还可以选择手动插入， 理论上可以做到任何敲代码所能实现的效果， 但我一般比较懒，直接指定间隔值，去生成即可。 同理可以指定y轴的间隔值来改变。 接下来再修改坐标轴的区间，来去除两端的空白：

因为我们的曲线的定义域是

     [ 
    
   
     − 
    
   
     2 
    
   
     π 
    
   
     , 
    
   
     2 
    
   
     π 
    
   
     ] 
    
   
  
    [-2\pi, 2\pi] 
   
  
</span><span class="katex-html"><span class="base"><span class="strut" style="height: 1em; vertical-align: -0.25em;"></span><span class="mopen">[</span><span class="mord">−</span><span class="mord">2</span><span class="mord mathdefault" style="margin-right: 0.03588em;">π</span><span class="mpunct">,</span><span class="mspace" style="margin-right: 0.166667em;"></span><span class="mord">2</span><span class="mord mathdefault" style="margin-right: 0.03588em;">π</span><span class="mclose">]</span></span></span></span></span>， 这里我们也可以指定x轴范围如上。 注意我们可以直接输入-2<em>pi，matlab会自己去计算的（右边的6.2832就是我输入2</em>pi的结果），同理可以改变y轴的范围。<br> <img src="https://img-blog.csdnimg.cn/20200415195526211.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zOTI3NDY1OQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70" alt="在这里插入图片描述"><br> 最后，可以插入坐标轴与图例：<br> <img src="https://img-blog.csdnimg.cn/20200415195616132.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zOTI3NDY1OQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70" alt="在这里插入图片描述"><br> 点击最上面的插入， 就可以找到。 <strong>x轴和y轴也可以通过属性编辑器直接实现</strong>：<br> <img src="https://img-blog.csdnimg.cn/20200415195659422.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zOTI3NDY1OQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70" alt="在这里插入图片描述"><br> 在这里直接输入就可以了。</p> 

插入图例的话，matlab就会自动根据图线生成图例：

这里可以直接点击图例，就可以对文字进行编辑，如右边红箭头所示。 左边的话，可以通过点击位置，来改变图例所在的位置， 对应于api中的“NorhEast”等方位，也可以手动调整（通过鼠标拖动），同样的，可以通过修改字体大小，改变字体。

涉及一些符号的，可以通过右键图例， 在菜单栏的解释器一栏中，选择"latex"，用latex语法写出图例。 至此，就实现了我一开始展示的优化结束的效果啦。

END

这里用一个简单的例子介绍了matlab的可视化画图工具，应该可以感受到他的实用性。 这里我觉得大家不要捧一踩一， 我想给大家介绍这种工具的傻瓜式画图的方便性， 但也不代表函数式画图就没有用了。事实上， 两者相互配合才能发挥出最强的效果。 有一些功能上，一些简洁的API，比可视化工具更为方便，值得掌握。 另外，如果需要大量画图的时候， 可以先通过可视化工具， 可视化地定下最终想要的图片效果后， 再按这些参数写成API程序， 来重复运行， 这样就可以避免每次都要手动编辑的弊病。 基本上， 所有API编程能实现的画图效果， 可视化工具都能实现。 而反之亦然。