绘制多个曲线的图及局部放大细节展示
在科学研究中，经常需要绘制多个曲线并展示局部放大的细节(如下图)。
本篇博客介绍了如何使用MATLAB绘制多个曲线，并在同一张图中添加局部放大图，以展示具体细节。
示例数据
首先，我们准备了一些示例数据，这些数据包括自变量 x 和三个因变量 y1、y2、y3，分别表示 sin(x)、cos(x) 和 exp(-x/5) * cos(2x)。
x = linspace(0, 10, 100);
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);
y3 = exp(-x/5) .* cos(2*x);
绘制多个曲线的图
我们将使用MATLAB的 plot 函数来绘制多个曲线，并为每个曲线选择不同的颜色、线型和标记。
colors = lines(3); % 颜色方案
line_styles = {
'-', '-', '-'}; % 曲线线型
marker_styles = {
'none', 'none', 'none'}; % 曲线标记
figure;
for i = 1:3
plot(x, eval(['y', num2str(i)]), 'Color', colors(i,:), 'LineStyle', line_styles{
i}, 'Marker', marker_styles{
i}, 'LineWidth', 1.5);
hold on;
end
legend('sin(x)', 'cos(x)', 'exp(-x/5)*cos(2*x)', 'Location', 'best');
title('包含多个曲线的图');
xlim([0, 10]);
ylim([-1.2, 3]);
xlabel('X轴');
ylabel('Y轴');
以上代码会创建一个新的图形窗口，并绘制了三个曲线，分别对应 sin(x)、cos(x) 和 exp(-x/5) * cos(2x)。我们选择了明亮的颜色方案，并为曲线选择了适当的线型和标记。同时，我们设置了图例和坐标轴的标签、标题以及范围。
展示局部放大图的细节
除了绘制多个曲线的整体图，我们还希望能够展示其中一个区域的细节。为此，我们将创建一个新的坐标系，并在该坐标系中绘制局部放大图。
ax = axes('Position',[0.2 0.6 0.25 0.25]);
box on;
hold on;
for i = 1:3
plot(x, eval(['y', num2str(i)]), 'Color', colors(i,:), 'LineStyle', line_styles{
i}, 'Marker', marker_styles{
i},LineWidth=1.5);
end
xlim([zoom_x_start, zoom_x_end]);
ylim([zoom_y_start, zoom_y_end]);
xlabel('X轴');
ylabel('Y轴');
title('局部放大图
- 细节显示');
grid on;
linkaxes([gca, ax], 'xy');
在上述代码中，我们使用 axes 函数创建了一个新的坐标系，并设置了它的位置和大小。然后，我们在新的坐标系中绘制了与整体图相同的三个曲线。通过设置坐标轴的范围，我们将局部放大的区域展示出来。同时，我们添加了网格线以增强可读性，并使用 linkaxes 函数将两个坐标系的缩放和平移功能链接起来。
至此，我们成功绘制了多个曲线的图，并在同一张图中展示了局部放大的细节。这种绘图方式可以帮助我们更好地理解数据的特征和细节，对于科研工作和论文写作非常有用。
完整代码如下
% 示例数据
x = linspace(0, 10, 100);
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);
y3 = exp(-x/5) .* cos(2*x);
% 创建新图形窗口
figure;
% 绘制曲线
colors = lines(3); % 颜色方案
line_styles = {
'-', '-', '-'}; % 曲线线型
marker_styles = {
'none', 'none', 'none'}; % 曲线标记
for i = 1:3
plot(x, eval(['y', num2str(i)]), 'Color', colors(i,:), 'LineStyle', line_styles{
i}, 'Marker', marker_styles{
i},LineWidth=1.5);
hold on;
end
% 图例
legend('sin(x)', 'cos(x)', 'exp(-x/5)*cos(2*x)', 'Location', 'best');
title('包含多个曲线的图');
% 设置坐标轴范围和标签
xlim([0, 10]);
ylim([-1.2, 3]);
xlabel('X轴');
ylabel('Y轴');
% 创建新的坐标系
ax = axes('Position',[0.2 0.6 0.25 0.25]); % 设置新坐标系的位置和大小
box on; % 绘制坐标系边框
hold on; % 在新坐标系上绘制多个曲线
% 绘制局部放大图
for i = 1:3
plot(x, eval(['y', num2str(i)]), 'Color', colors(i,:), 'LineStyle', line_styles{
i}, 'Marker', marker_styles{
i},LineWidth=1.5);
end
% 设置局部放大图坐标轴范围和标签
xlim([zoom_x_start, zoom_x_end]);
ylim([zoom_y_start, zoom_y_end]);
xlabel('X轴');
ylabel('Y轴');
title('局部放大图 - 细节显示');
% 添加网格线
grid on;
% 链接缩放和平移
linkaxes([gca, ax], 'xy');
希望本篇博客能够对您在MATLAB中绘制多个曲线和局部放大图有所帮助。感谢阅读！如有任何问题或建议，请在评论区留言。