一、图形窗口与坐标轴
1、图形对象句柄
（1）句柄概念
在MATLAB中，每一个具体的图形都是有若干个不同的图形对象组成的，用句柄来标识对象，通过句柄来访问相应对象的属性。
例子：绘制多个图形，并保持图形句柄
t=0:pi/10:2*pi; h1=plot3(t+pi,t-2*pi,sin(t),'r'); hold on [x,y]=meshgrid(t); z=sin(x); h2=mesh(t-2*pi,t+pi,z); [x3,y3,z3]=cylinder(t); h3=surf(x3,y3,z3);
（2）访问图形对象
访问图形对象是指获取或设置图形对象的属性。不同图形对象具有的属性不同，但访问方法一样。
对象句柄.属性名
例子：
（3）获取特定图形对象句柄的函数
- gcf：获取当前窗口的句柄。
- gca：获取当前坐标区的句柄。
- gco：获取最近被选中的图形对象的句柄。
- findobj：按照指定的属性来获取图形对象的句柄。
2、图形对象属性
（1）图形对象的常用公共属性
- Children属性：该对象的所有子对象的句柄组成的一个向量。
- Parent属性：该对象的父对象的句柄。
- Type属性：对象的类型，这是一个只读属性。
- Tag属性：用于给对象定义一个标识符。
例子：分别在两个子图中绘制曲线和曲面。然后设置子图1的背景颜色为黄色，曲线线条颜色为红色。设置子图2背景色为青色。
subplot(1,2,1) h1=fplot(@(t)t.*sin(t),@(t)t.*cos(t),[0,6*pi]); axis equal subplot(1,2,2) [x,y,z]=peaks(20); h2=mesh(x,y,z); h10=h1.Parent; h10.Color='y'; h1.Color='r'; h2.Parent.Color='cyan';
（2）图形对象的常用动态属性
- KeyPressFcn属性：定义按下键盘按键事件的响应。
- CreateFcn属性：定义创建图形对象时做出的响应。
- DeleteFcn属性：定义取消图形对象时做出的响应。
- WindowButtonDownFcn或ButtonDownFcn属性：定义鼠标键按下事件的响应。
3、图形窗口的操作
（1）建立图形窗口对象
MATLAB通过figure函数来创建窗口对象，格式如下：
- 句柄变量=figure（属性1，属性值1，属性2，属性值2，……）
其中属性用于设置图形窗口的特征。 - 句柄变量=figure
按MATLAB默认的属性值建立图形窗口。 - figure（窗口句柄）
设定该句柄对应得窗口为当前窗口。
（2）图形窗口属性 - MenuBar属性：控制图形窗口是否具有菜单条，其取值为’none’或’figure’。
- Name属性：指定图形窗口得标题。
- NumberTitle属性：决定在图形窗口的标题是否以‘Figure n：’为标题前缀。
- Color属性：设定图形窗口背景得颜色。
- Position属性：定义图形窗口对象在屏幕上的位置和大小，值是一个4元行向量：[x,y,w,h]
- Units属性：定义图形窗口使用的度量单位，将影响一切定义大小的属性项。
– ‘pixels’：指定度量单位为像素（默认值）。
– ‘inches’：指定度量单位为英寸。
– ‘centimeters’：指定度量单位为厘米。
–‘points’：指定度量单位为磅。
– ‘normalized’：指定用相对单位。
例子：建立一个图形窗口。该图形窗口没有菜单条，标题名为“图形窗口示例”，起始于屏幕左下角、宽度和高度分别为300像素点和150像素点，背景颜色为青色，且当用户从键盘按下任意一个键时，然后在窗口中单击鼠标左键，在鼠标指针所在位置将显示“Hello ,World!”
hf=figure;%按MATLAB默认的属性值建立图形窗口 hf.Color=[0,1,1];%窗口背景颜色为青色 hf.Position=[1,1,300,150];%指定图形窗口位置 hf.Name='图形窗口示例';%指定图形窗口的名称 hf.NumberTitle='off';%图形窗口的标题不以‘Figure n：’为标题前缀 hf.MenuBar='none';%图形窗口不具有菜单条 hf.ButtonDownFcn='gtext("Hello World!")';%定义鼠标键按下事件的响应
4、坐标轴对象的操作
（1）建立坐标轴对象
使用axes函数，格式如下：
- 句柄变量=axes(属性1，属性值1，属性2，属性值2，……)，其中属性用于设置坐标轴的外观和行为。
- 句柄变量=axes，按MATLAB默认的属性值在当前图形窗口创建坐标轴。
- axes(坐标轴句柄)，设定该句柄代表的坐标轴为当前的坐标轴。
（2）坐标轴对象的属性
- Position属性：定义坐标轴在图形窗口中的位置和大小。
- Units属性：定义坐标轴使用的度量单位，默认是‘normalized’。
- Box属性：决定坐标轴是否带有边框，可取值是‘on’或者‘off’。‘off’是默认值。
- GridLineStyle属性：用于定义网格线的类型，可取值是‘:’(默认值)、‘-’、‘-.’、‘–’、‘none’。
- Title属性：用于对坐标轴标题对象进行操作，取值是通过title函数建立的标题对象的句柄。
- XLabel、YLabel、Zlabel数学：取值分别是通过xlabel、ylabel、zlabel函数建立的标签对象的句柄。
- XLim、YLim、ZLim属性：分别定义各坐标轴的下限和上限，取值是2元向量[Lmin,Lmax]，默认值是[0,1]。
- XScale、YScale、ZScale属性：定义各坐标轴的刻度类型。可取值是‘linear’、‘log’。
- View属性：定义视点，取值是2元向量[az,el]，az定义方位角，el定义仰角。坐标轴默认方位角是0°，仰角是90°。
例子：利用坐标轴对象实现图形窗口的分割。
ha=axes('Position',[0.1,0.1,0.7,0.7]);%创建坐标轴，原点位于窗口0.1宽和0.7高交点处，坐标轴宽度和高度均为窗口的0.7 contour(peaks(20))%等高线 ha.Title=title('等高线'); ha.YLabel=ylabel('南北向'); ha.XLabel=xlabel('东西向'); hb=axes('Position',[0.65,0.7,0.28,0.28]); surf(peaks); hb.View=[-30,45];
- ColorOrder属性：用于设置多条曲线的颜色顺序，是一个n*3矩阵，每行用RGB三元组表示一种颜色，默认n为7.
例子：定义包含4种颜色的ColorOrder属性，绘制6条曲线。
x=[0,0];y=[0,1]; ha=axes; ha.ColorOrder=[0,0,0;1,0,0;0,1,0;0,0,1];%定义四种颜色 hold on plot(x,y,x+0.5,y,x+1,y,x+1.5,y,x+2,y,x+2.5,y); ha.XLim=[-0.2,3]; ha.YLim=[-0.2,1.2];
二、曲线与曲面对象
1、曲线对像
（1）建立曲线对象
line函数的调用格式：
句柄变量=line(x,y,z,属性1,属性值1,属性2,属性值2,……)
其中，x,y,z存储数据点的坐标，与plot、plot3函数含义相同。
（2）曲线对象常用属性
- Color属性：定义曲线的颜色，默认值为[0 0 0]。
- LineStyle属性：定义线型，默认为’-’。
- LineWidth属性：定义线宽，默认值为0.5磅。
- Marker属性：定义数据点标记符号，默认值为’none’。
- MarkerSize属性：定义数据点标记符号的大小，默认值为6磅。
- XData、YData、ZData属性：用于设置3个坐标轴的数据源。
例子：利用曲线对象绘制五环图案
t=-0.1:0.1:2*pi; x=cos(t);y=sin(t); line(x,y,'Color','b') line(x+1.2,y-1,'Color','y') line(x+2.4,y,'Color','k') line(x+3.6,y-1,'Color','g') line(x+4.8,y,'Color','r') ha=gca;%获取当前坐标区的属性 for n=1:size(ha.Children)%将子对象（即所有线条）的线宽设置为5磅 ha.Children(n).LineWidth=5; end ha.XLim=[-2,7]; ha.YLim=[-3,2];
2、曲面对象
（1）建立曲面对象
使用surface函数，调用格式为：
句柄变量=surface(x,y,z,c,属性1,属性值1,属性2,属性值2,……)
其中，x,y,z存储数据点的坐标，与mesh、surf函数含义相同；c用于指定在不同高度下的曲面颜色。
surf函数每调用一次，就会刷新坐标轴，清空原有图形，在绘制新的图形。而surface函数生成的曲面则在已有图形上叠加显示。
利用surface函数建立的曲面对象，默认视点在图形正上方，即方位角为0°，仰角为90°。
（2）与曲面形态有关的属性
- FaceColor属性：定义曲面网格片的颜色，可取值：
– ‘flat’：每一个网格片用单一颜色填充。
– ‘interp’：用渐变方式填充网格片。
– ‘none’：网格片无颜色。
– ‘texturemap’：用Cdata属性定义的颜色填充网格片。
– RGB向量或代表颜色的字符
- EdgeColor属性：定义曲面网格线的颜色。
例子：利用曲面对象绘制立体圆环，圆环方程为：
r=linspace(0,2*pi,100); [u,v]=meshgrid(r); x=(8+3*cos(v)).*cos(u); y=(8+3*cos(v)).*sin(u); z=3*sin(v); axes('view',[-37.5,30]); hs=surface(x,y,z); axis equal; hs.EdgeColor='none'; hs.FaceColor='interp';
3、光照处理
（1）创建光源对象
light函数的调用格式：
对象句柄=light(属性1,属性值1,属性2,属性值2,……)，其中属性指定光源的特性。
（2）光源对象的属性
- Color属性：设置光的颜色。
- Style属性：设置光源类型，其取值为‘infinite’（默认值）或‘local’。
- Position属性：指定光源位置，值是一个3元向量。
（3）设置光照模式
利用lighting命令可以设置光照模式，格式如下：
lighting 选项
其中，选项可取值：
- flat：使得入射光均匀洒落在图形对象的每个面上（默认值）。
- gouraud：先对顶点颜色插补，再对顶点勾画的面上颜色进行插补。
- phong：对顶点处的法线插值，再计算各个像素的反光。
- none：关闭所有光源。
例子：绘制光照处理后的圆环面并观察不同光照模式下的效果。
r=linspace(0,2*pi,100);[u,v]=meshgrid(r); x=(8+3*cos(v)).*cos(u);y=(8+3*cos(v)).*sin(u);z=3*sin(v); axes('Position',[0.05,0.675,1.0,0.3],'view',[-37.5,30]); hs1=surface(x,y,z);axis equal; hs1.EdgeColor='none';hs1.FaceColor='interp'; axes('Position',[0.05,0.35,1.0,0.3],'view',[-37.5,30]); hs2=surface(x,y,z);axis equal; hs2.EdgeColor='none';hs2.FaceColor='interp'; light('Position',[0,0,8])%入射光源[0,0,8] lighting flat%均匀洒落 axes('Position',[0.05,0.025,1.0,0.3],'view',[-37.5,30]); hs2=surface(x,y,z);axis equal; hs2.EdgeColor='none';hs2.FaceColor='interp'; light('Position',[0,0,8])%入射光源[0,0,8] lighting phong%顶点插值处理
4、图形对象的反射特性
- SpecularStrength属性：控制对象表面镜面反射的强度，属性值取0~1之间的数，默认为0.9。
- DiffuseStrength属性：控制对象表面漫反射的强度，属性值取0~1之间的数，默认为0.6。
- AmbientStrength属性：确定环境光的强度，属性值取0~1之间的数，默认为0.3。
- SpecularExponent属性：控制光的强度，属性值取0~1之间的数，默认为0.3。
- BackFaceLighting属性：控制对象内表面和外表面的差别，取值为：
– ‘unlit’
– ‘lit’
–‘reverselit’（默认值）
