MATLAB | 科研绘图第二十二期信号分解中用于展示效果的三维瀑布图

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绘图教程及颜色数据链接见文末哦~

1 出图效果

好看的图幅是一篇SCI被录用的关键~

2 部分绘图代码


%% Made by Lwcah in 2023-07-09（公众号：Lwcah）
%% 公众号：Lwcah
%% 知乎、B站、小红书、视频号、抖音同名账号:Lwcah，感谢关注~
%% 更多MATLAB+SCI绘图教程敬请观看~

%% 绘制模板
close all;clear all;clc;

%% 1行1列
%% 一幅图的时候figureWidth = 8.5;figureHeight = 8;调整这两个参数就可以
%定义整幅图出现的在电脑屏幕上的位置以及长和宽
%这里有必要解释一下为什么figureWidth要设置为8.5;
%因详细解释需要很长的篇幅，请转公众号观看该天的文章。
figureHandle = figure;
figureUnits = 'centimeters';
figureWidth = 15;
figureHeight = 9;
set(gcf, 'Units', figureUnits, 'Position', [28 10 figureWidth figureHeight]);
% 注：28代表出图时图的左下角相对于整个电脑屏幕的左下角向左偏移28个单位，向上偏移20个单位。
% 可自行调节两个数字让图出在自己屏幕的某个位置

%% 定义字体和字号大小
%% 通常的SCI一般Arial字体和10字号通用
fontnamed='Arial';%字号名字
ssize=10;%字号大小
%% 如果是中文论文可以相应的更改字号名字如下
% '华文中宋' '华文仿宋' '华文宋体' '华文新魏' '华文楷体'
% '华文琥珀' '华文细黑' '华文行楷' '华文隶书' '宋体'
% '方正姚体' '微软雅黑' '方正舒体' '新宋体'
% '幼圆' '楷体' '等线' '隶书' '黑体'

%% 一、信号分解并出图
% 加载数据
load data              
x=data(:,1);
y=data(:,2);
% 展开信号分解
[imf,residual]=emd(y);
residual      = residual.*ones(size(y))';
modes         = [imf;residual];

%% 构造XYZ数据集
% X轴应该为Imf代表的分量数
[m,n] = size(modes);% m为几个IMF分量；n为分量的数据长度。
X1    = (1:1:m)';
X2    = ones(size(modes));
X     = X1.*X2;
X     = X';
% Y轴应该为Imf代表的分量数据长度
Y1    = (1:1:n);
Y2    = ones(size(modes));
Y     = Y1.*Y2;
Y     = Y';
% Z轴呈现的为信号分解的数据(为了使画图更好看所以要调整顺序)
Z     = modes;
Z     = [modes(8,:);modes(7,:);modes(6,:);modes(5,:);modes(4,:);modes(3,:);modes(2,:);modes(1,:)];

%% 绘图
plot3(X,Y,Z,'linewidth',1);
hTitle = title('Three-dimensional waterfall map');
hXLabel = xlabel('X');
hYLabel = ylabel('Y');
hZLabel = zlabel('Z');

%% 画图的标准格式代码
% text(0.5,0.9,'(a) XXX','fontsize',ssize,'FontName',fontnamed);%,'horiz','center'
xlabel('X-axis','fontsize',ssize,'FontName',fontnamed);
ylabel('Y-axis','fontsize',ssize,'FontName',fontnamed);
zlabel('Z-axis','fontsize',ssize,'FontName',fontnamed);
% axis([0 7 0 0.7 50 250]);%XYZ轴的范围
% xticks([1 2 3 4 5 6]);%画格网的时候的小刻度
% xticklabels({'1','2','3','4','5','6'});%加x轴刻度标注
% yticks([0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6]);%画格网的时候的小刻度
% yticklabels({'0.1','0.2','0.3','0.4','0.5','0.6'});%加y轴刻度标注
% zticks([50 100 150 200 250]);%画格网的时候的小刻度
% zticklabels({'50','100','150','200','250'});%加z轴刻度标注
set(gca,'linewidth',1,'fontsize',ssize,'FontName',fontnamed);
% set(gca,'zticklabel',[]);%z轴不显示
% set(gca,'yticklabel',[]);%y轴不显示
% set(gca,'xticklabel',[]);%x轴不显示
grid on;box on;hold on;

%% 画legend
%方法一
kk=legend('L8','L7','L6','L5','L4','L3','L2','L1');
set(kk,'location','NorthEast','Box', 'off','fontsize',ssize,'FontName',fontnamed);%'orientation','horizontal',
%方法二
% columnlegend(2,{'L1','L2','L3','L4','L5','L6'},'North');%表示一行放三个图例以及图例的位置
%% Matlab中有许多位置可以选择：
% 'North' inside plot box near top
% 'South' inside bottom
% 'East' inside right
% 'West' inside left
% 'NorthEast' inside top right (default for 2-D plots)
% 'NorthWest' inside top left
% 'SouthEast' inside bottom right
% 'SouthWest' inside bottom left
% 'NorthOutside' outside plot box near top
% 'SouthOutside' outside bottom
% 'EastOutside' outside right
% 'WestOutside' outside left
% 'NorthEastOutside' outside top right (default for 3-D plots)
% 'NorthWestOutside' outside top left
% 'SouthEastOutside' outside bottom right
% 'SouthWestOutside' outside bottom left
% 'Best' least conflict with data in plot 与绘图中的数据冲突最小
% 'BestOutside' least unused space outside plot

%% 背景颜色
set(gcf,'Color',[1 1 1])
%% 设置完毕后，按照所需分辨率、格式输出
figW = figureWidth;
figH = figureHeight;
set(figureHandle,'PaperUnits',figureUnits);
set(figureHandle,'PaperPosition',[0 0 figW figH]);
fileout = '三维瀑布图';
print(figureHandle,[fileout,'.png'],'-r600','-dpng');





%% 一幅图的时候figureWidth = 8.5;figureHeight = 8;调整这两个参数就可以
%定义整幅图出现的在电脑屏幕上的位置以及长和宽
%这里有必要解释一下为什么figureWidth要设置为8.5;
%因详细解释需要很长的篇幅，请转公众号观看2023-03-21的文章观看。
figureHandle = figure;
figureUnits  = 'centimeters';
figureWidth  = 8.5;
figureHeight = 14;
set(gcf, 'Units', figureUnits, 'Position', [20 12 figureWidth figureHeight]);
%% 展开信号分解
[imf,residual]=emd(y);
residual      = residual.*ones(size(y))';
modes         = [imf;residual];
%信号重构
d1           = modes(1,:);
d2           = modes(2,:);
d3           = modes(3,:);
d4           = modes(4,:);
d5           = modes(5,:);
d6           = modes(6,:);
d7           = modes(7,:);
d8           = modes(8,:);
% d9           = modes(9,:);
% d10          = modes(10,:);
%% 画图
subplot(9,1,1)
plot(x,y);
ylabel('原信号');hold on;
subplot(9,1,2)
plot(x,d1);
ylabel('d1');hold on;
subplot(9,1,3)
plot(x,d2);
ylabel('d2');hold on;
subplot(9,1,4)
plot(x,d3);
ylabel('d3');hold on;
subplot(9,1,5)
plot(x,d4);
ylabel('d4');hold on;
subplot(9,1,6)
plot(x,d5);
ylabel('d5');hold on;
subplot(9,1,7)
plot(x,d6);
ylabel('d6');hold on;
subplot(9,1,8)
plot(x,d7);
ylabel('d7');hold on;
subplot(9,1,9)
plot(x,d8);
ylabel('d8');hold on;
% subplot(11,1,10)
% plot(x,d9);
% ylabel('d9');hold on;
% subplot(11,1,11)
% plot(x,d10);
% ylabel('d10');hold on;
xlabel('X-axis');
%% 背景颜色
set(gcf,'Color',[1 1 1])
%% 图片输出
figW    = figureWidth;
figH    = figureHeight;
set(figureHandle,'PaperUnits',figureUnits);
set(figureHandle,'PaperPosition',[0 0 figW figH]);
fileout = '原始数据分解各分量';
print(figureHandle,[fileout,'.png'],'-r600','-dpng');




3 如何绘制满足 SCI 要求的单幅图

单幅图在我看来就是一行一列的子图，只是他的子图只有一个而已。持续关注后期会更新符合 SCI 要求的一行两列的子图、一行三列的子图、两行两列的子图、两行三列的子图、两行一列的子图、三行一列的子图、六行一列的子图，这是我目前 SCI 绘制过程中常遇到的图形绘制格式。

这里有必要解释一下为什么 figureWidth 要设置为 8.5，这是因为双栏排版的情况下，用于插入图的空间有限。

那么是如何计算的呢，A4 纸规格尺寸：210mm×297mm。A4 纸是由国际标准化组织 ISO 216 定义的，规格为 210mm×297mm，世界上多数国家所使用的纸张尺寸都是采用这一国际标准。

论文页边距的要求为：上 (T)：25 mm；下 (B)：25 mm；左 (L)：20 mm；右 (R)：20 mm。

也就是说论文须用 A4（210mm×297mm）标准大小白纸印制，要求纸的四周留足空白边缘，以便装订、复制和批注。每一面的上方（天头）和下方（地脚）应分别留边 25mm，左侧（订口）和右侧（切口）应分别留边 20mm。这是相对于一般的投稿期刊来说的。

那么 210mm- 20mm- 20mm=170mm，则双栏排版的话，留给单栏用于放置图片的空间仅剩 85mm，也即 8.5cm。只有这样出的图，在导入 Word 中的时候，字号大小会保持不变。而若是出图 10cm，导入 Word 后被压缩到 8.5cm，则图中 10 号字体也相应被压缩，已经不是原先的 10 号字体了，这也解释了为什么某些 SCI 中，每幅图的图中字体大小不一。

4 产品代码获取

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