从本文开始，讲述使用MATLAB绘制等高线图，相关函数包括：
% | L5 P& f# h3 o6 g. S- u- 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0 M( _( e9 R3 @6 f
本文讲述contour和contourf两个函数，用得最广泛，论文中经常能看到。
& H0 l2 G2 c. J/ n; m4 v7 v8 b. U* h1 常用函数" E' A: |1 f6 @- O: g
+ { {: E! _; ^2 v9 F& r
在介绍等高线函数前，先介绍几个常用函数。
& F+ i, E! w! E5 k2 s4 H9 F1.1 linspace函数
" F! V" V: o& f3 g. U+ L9 @linspace函数用于生成线性等间距矢量。
7 K% q' x" y9 |" [+ N用法如下0 s$ F: K L' b' [. I- d& z
y = linspace(x1,x2)y = linspace(x1,x2,n)
, r# q5 I' ~, T& s" k4 k0 B7 [用于在两点间均匀产生n个点，默认是100个点。5 \( ]2 K; X9 X; w) a+ |7 w: I$ x
y = linspace(0,pi,150);length(y)
5 v- } [( B7 p7 P& F! c返回值为150。" L4 y* X U# c' x, X) L q+ D" n
1.2 meshgrid函数; v3 j1 p4 s; c7 [) f5 J
等高线图的对象为矩阵，因此需要将向量转化为矩阵。) C l6 i- v. U9 w# K6 p
可采用meshgrid函数。
! R* j0 w. k( J& b用法
6 B! d. ]7 x% c[X,Y] = meshgrid(x,y)[X,Y] = meshgrid(x)[X,Y,Z] = meshgrid(x,y,z)[X,Y,Z] = meshgrid(x)* g' J- {' M; k
例如& T4 J Z3 E4 q
clc %更多文章，www.52ocean.cn allclose ally = linspace(0,pi,4);Y = meshgrid(y);yY, S: a0 P, j) u& {8 O" S i: G
运行结果为2 u. i% g! S; J( x! _. B
y = 0 1.0472 2.0944 3.1416Y = 0 1.0472 2.0944 3.1416 0 1.0472 2.0944 3.1416 0 1.0472 2.0944 3.1416 0 1.0472 2.0944 3.1416( {$ b% A7 R4 T
2. contour和contourf函数 z% C; n2 U# i2 y! {
: V. {0 @7 V" N' ^9 k1 s0 n4 \) C# o2.1 用法$ ?1 Q/ O/ N( f3 f1 A
contourf(Z)contourf(X,Y,Z)contourf(___,levels)contourf(___,LineSpec)contourf(___,Name,Value)contourf(ax,___)M = contourf(___)[M,c] = contourf(___)
: y/ K- L: K, M* T- {. dcontourf(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。( j2 h* B2 s0 |; L5 A
contourf(X,Y,Z) 指定 Z 中各值的 x 和 y 坐标。
3 m7 M! d `; Q5 ^. |2 q7 D- Ncontourf(___,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]。
' i/ M6 {+ r: |+ k4 \0 mcontourf(___,LineSpec) 指定等高线的线型和颜色。
, c( R; r4 F4 pcontourf(___,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。
, o8 g6 }( N1 ?0 Icontourf(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。$ c$ T1 U8 ?( g6 Q6 i N p, L
M = 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。
+ T8 @9 c5 B- \) q4 k( t# C- { m[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。
& g# k4 c7 a, j$ j- O# U/ P2.2 示例1
7 [9 @' k/ p' N9 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)! M+ F/ |1 ^2 v6 F
这里绘制 函数在 和 上的图像。
5 ^) H$ c- b6 X* C# A. R, c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。
4 j; }% U- t8 }3 k8 l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。, J& Q" V, e3 m3 K8 f0 s% Y
2.3 示例2：改变等高线数目
7 s, [* [ x- [9 lclc %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)
; n. L4 Z5 f: |* Q0 m+ r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。, L- ?8 }4 H$ K% a
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。& T+ I- B& {) w( v7 j3 K. Z3 P7 K6 L+ S" D
2.4 示例3：显示特定层级+ y# R8 d0 _6 Q2 h
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, [-0.5 0.5])subplot(1,2,2)contourf(X, Y, Z, [-0.5 0.5])# Z' U! w$ N3 S- h+ a/ i
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。
2 L1 p" ^) t8 d6 @: r1 i2.5 示例4：属性控制7 e9 P# E8 p" ?% y* x, [% R, I5 R4 N
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。
0 Y9 z$ b/ n8 J- ~& s- X D* Rclc %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')# K k; _1 N5 i) ~$ R* g
如，为每一条等高线添加数值标签，这个用的很多。1 J& c3 j1 i' ~+ B' E% l
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)
0 R/ k% o/ J7 _5 S9 f也能改变线型和线宽。
- Z+ [$ I3 ~4 B J( |' u2.6 示例5：不显示某些特定值或区域
; A. q- @: t" w& o. w# |clc %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)) b; y& c# }3 a+ l
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。
" Q8 U, k- L" m* f' \8 R6 Q% FNaN即not a number。
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: k/ e* Z7 v9 Z5 }' C* b0 |$ j3 m
$ a. H3 V1 b" B2 S& P& i* C) ~专栏：MATLAB科学绘图
1 P8 o8 R6 v! u! ]' b& F( D- C ~+ J- G9 Z( }2 e' V6 U
MATLAB画图技巧与实例：目录
$ N; e) r2 x1 L4 H) o
5 w7 W0 d& C7 D7 R' MMATLAB画图技巧与实例（一）：常用函数! p( [+ f5 g. A/ K) A
) y" r+ D+ o9 }
; J1 ^9 @5 `6 L参考
$ q& ^3 C1 Z2 r0 c4 T' v% D# O
* m6 ~* a$ q+ H- d1 P+ g0 }& X" D# w5 `; e
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