从本文开始，讲述使用MATLAB绘制等高线图，相关函数包括：; v9 g, b1 U% h; Q
- contour-矩阵的等高线图
- contourf-填充的二维等高线图
- contourc-低级等高线图计算
- contour3-三维等高线图
- contourslice-在三维体切片平面中绘制等高线
- clabel-为等高线图添加高程标签
- fcontour-绘制等高线- D5 q% Q+ U Z0 B9 X+ r
本文讲述contour和contourf两个函数，用得最广泛，论文中经常能看到。
, x2 o) x5 i, @1 v4 y7 G' B2 T1 常用函数
: c/ e9 I5 T/ B+ h4 o/ E5 Q
# o6 p. Q" a4 T6 o在介绍等高线函数前，先介绍几个常用函数。
: L" m# o X8 Y' [7 x, F. {. U1.1 linspace函数3 L- c% H5 P! R: Q, `0 n- U
linspace函数用于生成线性等间距矢量。* o4 ?# z. `' R- U- g$ q5 }
用法如下7 t Y; D6 e# N) o
y = linspace(x1,x2)y = linspace(x1,x2,n)
% h. j1 r9 m+ }% N3 {用于在两点间均匀产生n个点，默认是100个点。
* r0 Z: U" U8 K b2 |y = linspace(0,pi,150);length(y) C. p7 X5 j# k1 l2 b& t
返回值为150。
" M; h; c ~2 c5 Y1.2 meshgrid函数, j, @6 `1 q4 Z" ?2 T
等高线图的对象为矩阵，因此需要将向量转化为矩阵。
& ?! s$ J! U' S( a) n# e+ Y可采用meshgrid函数。
5 g1 Z9 T8 a5 E0 p用法; A9 o3 ?1 p# z* [, M1 h2 e
[X,Y] = meshgrid(x,y)[X,Y] = meshgrid(x)[X,Y,Z] = meshgrid(x,y,z)[X,Y,Z] = meshgrid(x)+ V- Y) O( Z" o0 t9 m# _" i
例如! C' G0 b6 ^! d7 L
clc %更多文章，www.52ocean.cn allclose ally = linspace(0,pi,4);Y = meshgrid(y);yY3 `+ m, `: ?6 o( g
运行结果为1 c# S5 H K% r# n
y = 0 1.0472 2.0944 3.1416Y = 0 1.0472 2.0944 3.1416 0 1.0472 2.0944 3.1416 0 1.0472 2.0944 3.1416 0 1.0472 2.0944 3.1416
% T' L; C4 M* S& {! p6 S( o2. contour和contourf函数; O0 d. c7 Z( e. F
3 k/ ~/ c1 Z5 a; A) [* Z
2.1 用法/ I% {) y$ O; X/ ]4 [
contourf(Z)contourf(X,Y,Z)contourf(___,levels)contourf(___,LineSpec)contourf(___,Name,Value)contourf(ax,___)M = contourf(___)[M,c] = contourf(___)
, h& q# m# q4 m) S' Q' y' @2 Mcontourf(Z) 创建一个包含矩阵 Z 的等值线的填充等高线图，其中 Z 包含 x-y 平面上的高度值。MATLAB® 会自动选择要显示的等高线。Z 的列和行索引分别是平面中的 x 和 y 坐标。
: ~- G" N% v9 j4 econtourf(X,Y,Z) 指定 Z 中各值的 x 和 y 坐标。% H" q. s& J1 \% Q
contourf(___,levels) 将要显示的等高线指定为上述任一语法中的最后一个参数。将 levels 指定为标量值 n，以在 n 个自动选择的层级（高度）上显示等高线。要在某些特定高度绘制等高线，请将 levels 指定为单调递增值的向量。要在一个高度 (k) 绘制等高线，请将 levels 指定为二元素行向量 [k k]。
& C8 v; |9 \9 g; ~* t# s: Zcontourf(___,LineSpec) 指定等高线的线型和颜色。
* Z9 g5 e6 Y* W2 acontourf(___,Name,Value) 使用一个或多个名称-值对组参数指定等高线图的其他选项。请在所有其他输入参数之后指定这些选项。有关属性列表，请参阅 Contour 属性。
3 X! G& E+ s+ q8 Wcontourf(ax,___) 在目标坐标区中显示等高线图。将坐标区指定为上述任一语法中的第一个参数。
& ~6 r' [# C6 G; Y4 aM = contourf(___) 返回等高线矩阵 M，其中包含每个层级的顶点的 (x, y) 坐标。
3 d9 `' [3 I$ `1 s8 v[M,c] = contourf(___) 返回等高线矩阵和等高线对象 c。显示等高线图后，使用 c 设置属性。[1][2] contour和contourf函数用法完全一致。+ a( H( D+ u7 C/ z' j4 o* _( C
2.2 示例1
% ?. z* J5 i" h' Sclc %更多文章，www.52ocean.cn allclose allx = linspace(0,10,100);y = linspace(0,10,100);[X, Y] = meshgrid(x,y);Z = cos(5*X/pi) + sin(5*Y/pi);subplot(1,2,1)contour(X, Y, Z)subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z)
- k! W& t5 b& r* k( H0 ]6 x这里绘制 函数在 和 上的图像。# |0 T/ N8 T$ j5 u3 ~7 h1 i* D
左图为等高线图，只有线，颜色表示值的大小，黄色表示峰，蓝色表示谷。
6 d4 x: V+ W& A# c/ R/ V* S5 N3 j右图为填充等高线图，色彩较为明艳，比较好看，因此用得比左图多。/ _) Z- C. C0 O- ]8 ^1 s+ a. b0 D
2.3 示例2：改变等高线数目/ g8 P, Y) `5 ?5 h) C
clc %更多文章，www.52ocean.cn allclose allx = linspace(0,10,100);y = linspace(0,10,100);[X, Y] = meshgrid(x,y);Z = cos(5*X/pi) + sin(5*Y/pi);subplot(1,2,1)contour(X, Y, Z, 14)subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z, 14)( m) f* G2 K. N- d( \
等高线数目是等高线图的重要参数，2.2中的图从最高点到最低点，默认为7个线条。
1 R3 ]* C; X8 ^$ ~: t4 J2 a9 ~( l! A$ ]& Q这里，数量增加到14。不建议数目太多，看起来感觉乱，Ps密集恐惧症简直要犯了，也不建议太少。% S( n; _7 W' G* t6 K
2.4 示例3：显示特定层级
3 d+ g: D1 c! sclc %更多文章，www.52ocean.cn allclose allx = linspace(0,10,100);y = linspace(0,10,100);[X, Y] = meshgrid(x,y);Z = cos(5*X/pi) + sin(5*Y/pi);subplot(1,2,1)contour(X, Y, Z, [-0.5 0.5])subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z, [-0.5 0.5])
. X1 ?( Q% _2 h: x y我们可以控制显示区间，例如这里只显示[-0.5 0.5]之间的数据，大于0.5位黄色，小于-0.5白色，深蓝色为中间值。
% [6 ^( r% a# p' J2.5 示例4：属性控制- O. z1 x U0 q" [1 }! z/ B. \ p
在图形句柄中有很多参数可以设定，包括颜色、线型、线宽、标签值等等。
: N% b( n. T% L: x) [' |clc %更多文章，www.52ocean.cn allclose allx = linspace(0,10,100);y = linspace(0,10,100);[X, Y] = meshgrid(x,y);Z = cos(5*X/pi) + sin(5*Y/pi);subplot(1,2,1)contour(X, Y, Z, 4, 'ShowText','on')subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z, 4,'ShowText','on')
' |4 B. c* C$ y9 F) ^* s如，为每一条等高线添加数值标签，这个用的很多。7 G9 n" C' z) {8 f9 X `; A
clc %更多文章，www.52ocean.cn allclose allx = linspace(0,10,100);y = linspace(0,10,100);[X, Y] = meshgrid(x,y);Z = cos(5*X/pi) + sin(5*Y/pi);subplot(1,2,1)contour(X, Y, Z, '--','linewidth',2)subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z, 4,'-.','linewidth',2), V/ I/ i6 N$ _/ l4 Q t
也能改变线型和线宽。
$ _, n- j5 @" t8 ?8 C! D2.6 示例5：不显示某些特定值或区域
" p" b# J- { u* S5 e1 iclc %更多文章，www.52ocean.cn allclose allx = linspace(0,8,100);y = linspace(0,5,100);[X, Y] = meshgrid(x,y);Z = cos(5*X/pi) + sin(5*Y/pi);X(45:55, = NaN;Y(:,45:55) = NaN;contourf(X, Y, Z)
$ A! N5 r l1 }' a% H论文中经常遇到某些值、区域不想显示出来，留作空白。那么可以让这些区域的坐标或者值抠除即可，采用NaN赋值即可，如上图所示。
8 ~ X5 n- z8 R4 A- z% RNaN即not a number。
, Q1 X* |" k# C& m; B4 B; W% `持续更新，更多文章请见专栏和目录8 F+ z* n( l' u6 p h$ T. V
3 ?) q" c0 C" Q# s专栏：MATLAB科学绘图7 H. k6 K( a# V/ U
* C* U4 a) d0 V M, X, ~MATLAB画图技巧与实例：目录# Q8 g7 e8 [2 g% J0 z
# u* h, _" h: M1 f( A, @1 VMATLAB画图技巧与实例（一）：常用函数% j$ H5 j! G7 u6 c: {
- n" K5 n4 ?; q) r
/ x9 B3 z: P0 w g( |参考+ u3 }! n( y B# Y
+ ]0 s4 e9 s; s$ j& b
1 \- q7 v5 }! `4 X8 r! B
|
