Lez. 3 I grafici in MatLab

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1 Lez. 3 I grafici in MatLab Prof. Giovanni Mettivier 1 Dott. Giovanni Mettivier, PhD Dipartimento Scienze Fisiche Università di Napoli Federico II Compl. Univ. Monte S.Angelo Via Cintia, I-80126, Napoli mettivier@na.infn.it

2 Per default MATLAB traccia grafici sulla finestra 1 Se si vogliono aprire più finestre grafiche occorre digitare il comando figure (n) dove n definisce il numero della finestra La chiusura della finestra n-esima avviene con il comando close (n) Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 3 figure : crea una nuova finestra per la figura plot(x) : disegna un linea dei valori in base alla loro posizione nel vettore plot(x,y) : disegna una linea con coordinate x e y plot(x,y,'r--') : disegna una linea specificando lo stile, il colore. Etc. Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 4

3 Se x è un vettore contenente le ascisse dei punti di un fissato insieme di coppie del piano e y è il vettore delle corrispondenti ordinate, plot (x,y) disegna la spezzata congiungente tali punti Esempio >> x = [0:pi/200:2*pi]; >> y = sin(x); >> plot (x,y) Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 5 La funzione plot è in grado di tracciare le curve impiegando svariati simboli: Esempio: >> x = [0:0.01: 2*pi]; >> y = sin(x) + cos(2*x); >> plot (x,y, s ) Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 6

4 La sintassi di plot nel caso in cui si vogliano utilizzare simboli, colori o tipi diversi di linee è la seguente: Plot ((x,y, stile ) Linea continua Linea tratteggiata Linea punteggiata : Linea tratto punto -. Punto. Più + Cerchio o Stella * Croce x Quadrato s Rosso r Verde g Blu b Bianco w Invisibile i Esempio: >> plot (x,y, b+: ) Traccia una linea blu e punteggiata, con il simbolo + in corrispondenza di ogni valore) Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 7 Per creare degli assi cartesiani si usa la funzione axis >> axis ([x-min, x-max, y_min, y_max]) >> axis ( string ) Nella prima forma si impongono i limiti inferiore e superiore degli assi cartesiani Nella seconda forma, string indica l aspetto degli assi; Ad esempio: string = square; per avere i due assi uguale string = normal; per sfruttare tutto lo schermo string = auto; restituisce l asse in scala default, in maniera automatica Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 8

5 La funzione hold conserva il riferimento di assi cartesiani e il corrispondente grafico già esistente; il grafico successivo verrà sovrapposto al precedente. Si usa nella forma >> Hold on >> Hold off Esempio >> x = [0:0.01: 2*pi]; >> y = sin(x) + cos(2*x); >> plot (x,y); >> hold on >> plot (x,y, s ) Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 9 E possibille riportare sulla stessa figura più funzioni rappresentate da diverse coppie (x,y) Esempio >> x = [0 : pi/200 : 2*pi]; >> y = sin (x); >> y = sin (x-.40); >> y = sin (x -.8); >> y = sin (x 1.2); >> plot (x,y,x,y2,x,y3,x,y4) Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 10

6 Le istruzioni xlabel, ylabel e title etichettano gli assi e la figura. >> plot(glon,glat) >> xlabel('longitude'),ylabel('latitude') >> title('flight Track : CW ') Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 11 La funzione text permette di scrivere una didascalia sul grafico >> text (x,y, testo ) dove x,y sono le coordinate da cui inizierà il testo, sapendo che (0,0) è l angolo in basso a sinistra e (1,1) quello in alto a destra Esempio >> text (x,y, grafico ); Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 12

7 Grafici tridimensionali sono tipicamente tracciati per mezzo delle funzioni plot3, mesh e surf. La plot3 consente di tracciare una curva nello spazio a partire dalle sue equazioni parametriche. Esempio Dalle equazioni parametriche dell elicoide x = sin t y = cost z = t >> t = [0:pi/50:10*pi]; >> plot3 (sin(t), cos(t), t); Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 13 >> plot3(glon,glat,palt,'linewidth',2) >> grid >> xlabel('longitude'),ylabel('latitude') >> zlabel('altitude (m)') Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 14

8 Il comando subplot(m,n,p) divide la finestra corrente in m righe, n colonne e seleziona la finestra p-esima, Ad esempio: >> subplot (2,2,3) Spezza la finestra in quattro sottofinestre e seleziona quella in basso a sinistra (riga 2, colonna 1) Il comando subplot(m,n,p) deve essere, dunque usato prima del plot, per fornire informazioni sulla sottofinestra in cui visualizzare il grafico desiderato Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 15 >> subplot(2,3,1); >> subplot(2,3,4); P=1 P=2 P=3 n P=4 16 Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier m

9 contour(z) contour(z,n) : disegna i bordi di una matrice Z : disegna n bordi (n = integer) contour(z,v) : disegna i bordi di un dato valore specificato da un vettore v contour(x,y,z) : disegna i bordi su una griglia specificata da X e Y Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 17 contourf(z) clabel(c,h) : disegna i contorni con un dato colore : aggiunge etichette ai bordi clabel(c,h,v) : aggiunge etichette solo ai bordi specificati nel vettore v clabel(c,h,'manual') : aggiunge etichette ai bordi nelle locazioni specificate dal mouse Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 18

10 >> peaks; Peaks is an example function, useful for demonstrating 3D data, contouring, etc. Figure above is its default output. P=peaks; - return data matrix for replotting Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 19 >> P = peaks; >> contour(p) Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 20

11 >> contour(p,[-9:0.5:9]) Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 21 >> [C,h]=contour(P); >> clabel(c,h); Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 22

12 >> contourf(p,[-9:0.5:9]); >> colorbar Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 23 Le superfici aono colorate scalando i dati nel range della colormap definita. La colormap si applica a tutta la figura. Esistono molte colormaps predefinite ('jet' (the default), 'warm','cool','copper','bone','hsv'). >> colormap mapname >> colormap('mapname') La corrente colormap può essere conosciuta con >> map=colormap Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 24

13 >> colormap cool Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 25 >> caxis([0 8]) >> colorbar Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 26

14 Le colormap sono semplicemente matrici con 3 colonne di lunghezza arbitraria (default = 64 righe). Ogni riga contiene le componenti [RED GREEN BLUE] del colore richiesto, specificato nella scala 0 1. e.g. >> mymap = [ ] >> colormap(mymap) Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 27 Ogni oggetto grafico ha proprietà che possono essere modificate. es. per una linea: colour, width, line style, marker style, stacking order on plot, Molte proprietà possono essere modificate attraverso una finestra. Gli strumenti utilizzabili dipendono dalla versione che si utilizza. Più utili da usare sono i comandi in linea - più veloci, e possono essere inclusi in scripts o funzioni per automatizzare dei processi. Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 28

15 Object select Add/edit text Add arrow & line zoom 3D rotate Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 29 La funzione ginput fornisce i valori dei punti sezionati dal cursore sul grafico >> [x,y] = ginput(n) seleziona n valori >> [x,y] = ginput seleziona valori fino a quando non è premuto il tasto return NB. ginput lavora sugli assi definiti, e ritornerà valori esterni agli assi visibili se sono selezionati punti esterni al frame. Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 30

16 Il comando >> print invia la figura selezionata alla stampante di default. >> print fn stama la fugura numero n sulla stamapante di default Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 31 Una enorme quantità di file format per la stampa sono supportati; la forma generale è: >> print driver options filename e.g. >> print dps filename print postscript file >> print dpsc filename print colour postscript file >> print depsc filename print colour encapsulated postscript file Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 32

17 >> print djpeg filename print JPEG file (a BAD file format for almost any figure) >> print dpng r200 filename print PNG file at 200dpi. L opzione rnnn specifica la risoluzione di stampa (default = option to specify print 150 dpi) Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 33.png.jpg Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 34

18 Le funzioni hgsave e hgload salvano e caricano una figura da un file.fig questo contiene la descrizione grafica della figura, che può essere poi esere modificata in un secondo momento. NB: le variabili usate per creare la figura non sono salvate. >> hgsave(gcf,'filename') >> hgload('filename.fig') Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 35 Le slides seguenti mostrano lo sviluppo di una figura moderatamente complessa dai dati acquisiti: misurazioni di un aereo a bassa quota della metereologia di base mediate su intervalli di 5 km lungo il volo. Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 36

19 >> load /cw96/jun07/jun07_all_5km_means.mat >> who Your variables are: mq mlat mlon msst mtheta mthetav mu mv mws >> plot(mlon,mlat,'o') >> print -dpng -r100 figures/grid-1-data-points Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 37 >> [XX,YY]=meshgrid([-125.2:0.05:-124],[39.9:0.05:40.8]); >> gmws=griddata(mlon,mlat,mws,xx,yy); >> pcolor(xx,yy,gmws); shading flat; >> hbar=colorbar; >> hold on >> h1=plot(mlon,mlat,'ko'); >> print -dpng -r100 figures/grid-2-wind-field Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 38

20 >> gu=griddata(mlon,mlat,mu,xx,yy); >> gv=griddata(mlon,mlat,mv,xx,yy); >> quiver(xx,yy,gu,gv,'k-'); >> set(h1,'markeredgecolor','r','markersize',5) >> print -dpng -r100 figures/grid-3-wind-field-and-vectors Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 39 >> set(gca,'linewidth',2,'fontweight','bold') >> xlabel('longitude'); ylabel('latitude') >> set(hbar,'linewidth',2,'fontweight','bold') >> set(get(hbar,'xlabel'),'string','(m s^{-1})','fontweight','bold') >> xlabel('longitude'); ylabel('latitude') >> title('cw96 : June 07 : 30m wind field') >> load mendocinopatch.mat >> patch(mendocinopatch(:,1),mendocinopatch(:,2),[ ]) >> print -dpng -r100 figures/grid-4-wind-field-and-vectors-and-coast Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 40

21 % generate movie frames from LEM fields [XX,ZZ]=meshgrid(X,Z(iz)); [YY,ZZ]=meshgrid(Y*0,Z(iz)); ZH=ones([ ])*Z(3); for n=4:33 data1=q012d_k3{n}; data2=q012d_i50{n}(iz,:); surf(x,y,zh,data1);shading flat; set(gca,'xticklabel',{},'yticklabel',{},'zticklabel',{}); set(gca,'xlim',[min(x) max(x)],'ylim',[min(y) max(y)]) hold on surf(xx,yy,zz,data2);shading flat; set(gca,'zlim',[0 max(z(iz))]) Qframes(n-3)=getframe; % NB first n=4, force frames index to hold off % start at 1 to avoid empty frames End % play movie in matlab axis([ ]) set(gca,'visible','off') movie(qframes,5) % save movie to AVI file movie2avi(qframes,'testavi.avi','compression','none') Lez 2 - MATLAB - GRAFICI Giovanni Mettivier 41