【数学建模 | Matlab】二维绘图 和 三维绘图

- 第 115 篇 -
Date: 2025 - 07 - 23
Author: 郑龙浩（仟墨）

续写上一篇，如下文章：
【数学建模|Matlab】Matlab「基础知识」和「基础操作」

五 二维绘图

1 举例

% 二维平面绘图（扩展至 -2π 到 2π）x = -2*pi:0.01:2*pi; % x范围扩展为[-2π, 2π]% 绘制基础正弦函数y = sin(x);figure % 建立画布plot(x, y, \'b\', \'LineWidth\', 1.5) % 蓝色实线，线宽1.5title(\'y = sin(x)\')xlabel(\'x \')ylabel(\'sin(x)\')% 如果不写这一行的话，在两侧留空白（如显示 [-1, 7] 而非 [0, 6.28]），而写了范围后就是[-1,7]xlim([-2*pi 2*pi]) % 设置x轴范围（将x显示范围限制在这个区间）grid on % 添加网格线

2 各种参数设置

① 颜色

颜色 字符 颜色 字符 红 r 粉红 m 绿 g 青 c 蓝 b 白 w 黄 y 黑 k

② 线型

线型 符号 正确示例 MATLAB显示效果 实线 - ———————————————— 连续无间隔的直线 虚线 -- —— —— —— —— —— 中等长度线段+中等间隔 冒号线 : ·············· 紧密排列的小点 点画线 -. —·—·—·—·—·—·—·—· 交替的长线段和圆点

③ 标记点类型

符号 点类型 示例 符号 点类型 示例 · 点 ···· ^ 上三角 △△△△ + 十字号 ++++ v 下三角 ▽▽▽▽ o 圆圈 ○○○○ < 左三角 ◁◁◁◁ * 星号 **** > 右三角 ▷▷▷▷ x 叉号 ×××× p 五角星 ☆☆☆☆ s 正方形 □□□□ h 六角星 ⬡⬡⬡⬡ d 菱形 ◇◇◇◇

3 双y轴绘图 yyaxis

yyaxis 的核心是左右Y轴切换其余操作与普通 plot 一致。

任务：

绘制双Y轴图形，左侧为 y1 = 0.5*exp(-x)（绿色实线），右侧为 y2 = 100*log(x+1)（黑色点线），并添加网格和图例。

人话就是：左侧Y轴是绿色实线的指数函数图像的，右侧Y轴是黑色电线的对数图像的

x = 0:0.1:5;y1 = exp(-x);y2 = log(x+1);figure;yyaxis left;plot(x, y1, \'g-\', \'LineWidth\', 1.5);ylabel(\'exp(-x)\'); % 左侧Y轴的名字yyaxis right;plot(x, y2, \'k:\', \'LineWidth\', 2);ylabel(\'ln(x+1)\'); % 右侧Y轴的名字

图像：

六 三维绘图

1 基本介绍

绘制二维图用的是plot()，绘制三维图用的是plot3

plot3(X, Y, Z, \'参数\')

属性的话，可以写到一起，不是必须得分开的

plot3(x, y, z, \'r--0\') % 意思就是红色虚线原点标记三维图像

当然，生成三维图像不是只可以从一个角度看，可以进行旋转，从多个角度去观看

2 用view()去调整

1）简单介绍

当然也可以用view(n,m)去观察角度

n 表示的是方位角

m 表示的是仰角

角度都是°

2）用view(30, 30)举例来说明：

第一个 30：方位角

• 定义：观察者绕 Z 轴（垂直屏幕的轴）逆时针旋转的角度
  • 0°：正对 X 轴正方向（从正前方看）
  • 90°：正对 Y 轴正方向（从右侧看）
  • 30°：介于正前方和右侧之间的斜视角。
• 类比：像人站在物体周围 水平移动（左右转头）

2. 第二个 30：仰角

• 定义：观察者相对于 XY 平面（水平面）的俯仰角度。
  • 0°：平视（视线与 XY 平面平行）。
  • 90°：正上方俯视（鸟瞰图）。
  • 30°：轻微俯视（视线从斜上方看向物体）。
• 类比：像人 抬头或低头 看物体。

3. view(30, 30) 的视觉效果

• 方位角 30°：视角从正前方偏右 30° 方向观察。
• 仰角 30°：视线从斜上方 30° 向下看。

常用视角如下

代码 视角描述 适用场景 view(0, 90) 正上方俯视（只看 XY 平面） 二维数据的热力图 view(0, 0) 平视（沿 X 轴） 侧视轮廓分析 view(30, 30) 斜向上 30° 看 展示三维立体效果（默认） view(-37.5, 30) MATLAB 默认三维视角 通用三维图形

3 举例

① 三维直线

红色+圆圈+实线

X = [1, 2]; % X坐标Y = [1, 3]; % Y坐标Z = [1, 4]; % Z坐标plot3(X, Y, Z, \'ro-\', \'LineWidth\', 2); % 红色圆圈标记+实线xlabel(\'X\'); ylabel(\'Y\'); zlabel(\'Z\');title(\'3D 直线\');grid on;

② 3D 螺旋线图

t = 0:0.1:10*pi; % 参数 tx = sin(t);y = cos(t);z = t;plot3(x, y, z, \'b:\', \'LineWidth\', 1.5);xlabel(\'X\'); ylabel(\'Y\'); zlabel(\'Z\');title(\'3D 螺旋线图\');grid on;view(30, 30); % 调整视角

③ 3D 散点图

rng(0); % 固定随机数种子X = rand(20, 1); % 20个随机X坐标Y = rand(20, 1); % 20个随机Y坐标Z = rand(20, 1); % 20个随机Z坐标plot3(X, Y, Z, \'b.\', \'MarkerSize\', 20);xlabel(\'X\'); ylabel(\'Y\'); zlabel(\'Z\');title(\'3D 散点图\');grid on;view(30, 30)