MATLAB绘制平面填充图入门详解

一、引言

在画图的时候，为了让图形更加清晰突出，往往需要对某一条或几条曲线围成的区域进行填冲颜色，以得到填充图。对于平面图形的填充，可以matlab的命令fill和area等实现。

二、fill命令的简单用法

基于语法：
1）fill(x, y, ‘color’)
功能：以x为横坐标，y为纵坐标，绘制同色填充的区域图。
(1)如果(x,y)组成的图形式闭曲线，则用颜色color填充该闭区域；
(2)如果(x,y)组成的图形是曲线段，则填充以曲线段为上曲边，该曲线段的两个端点连城的直线为另外一条边，生成封闭区域，再用颜色color填充该区域；
(3)color可以是单一颜色，如r、g、b等，也可以是颜色矩阵，此时必须与x和y同维数。
2） fill(x1, y1, ‘color1’, x2, y2, ‘color2’, … )
功能：绘制多个填充区域图，其中以x1为横坐标，y1为纵坐标，围成一个闭区域（非封闭则自动补充曲线端点的连线，以构成闭区域），以x2为横坐标，y2为纵坐标，围成另一个闭区域，并分别用相应的颜色填充。

例1：绘制对称区间上正态分布概率密度曲线填充图
参考代码如下：

clear all
clc
%绘制正态概率密度函数对应的填充图
x1 = [ -8 : 0.2 : 8 ];
y1 = 2 * exp( -( x1 ).^2 / 2 );
fill( x1, y1, 'b' )
hold on
%绘制非对称区间上正态概率密度函数对应的填充图
x2 = [ 1: 0.1 : 10 ];
y2 = -2 * exp( -( x2 - 2  ).^2 / 2 );
fill( x2, y2, 'r' )
title( ' fill demo ' )

运行结果：

上面的图形也可以使用如下代码实现，也就是使用在fill中同时绘制两个图形。代码如下：

clear all
clc
x1 = [ -8 : 0.2 : 8 ];
y1 = 2 * exp( -( x1 ).^2 / 2 );
x2 = [ 1: 0.1 : 10 ];
y2 = -2 * exp( -( x2 - 2  ).^2 / 2 );
fill( x1, y1, 'b', x2, y2, 'r' )
title( ' fill demo ' )

例2： 使用颜色矩阵绘制填充图。
参考代码如下：

x3 = [ 1 : 0.5 : 5 ];
y3 = x3.^2;
c = [ randn(length(x3), 1) ];%颜色矩阵，可以根据自己的需要指定
fill( x3, y3, c )
hold on
y4 = -x3.^2;
fill( x3, y4, 'c' )%此处的c是青色
title( 'color matris fill demo' )

运行结果：

三、area命令的简单用法

基本语法
1）area(x, y, ‘name1’, value1, ‘name2’, value2, …)
功能：绘制曲线段(x,y)与x轴围成封闭图形的同色填充的区域图。
name的常用值如下：
FaceColor：填充的颜色，其值必须是rgb格式的颜色数组
EdgeColor:边缘线的颜色，其值必须是rgb格式的颜色数组
FaceAlpha:透明度，其值是0~1之间的实数
LineStyle:线元属性，即用什么样图元绘图，例如‘-’表示直线，‘:’表示虚线
2）area(X)
功能：X为矩阵，以 列 为单位绘制曲线，并用同色填充
例3：绘制曲线y=x^2在[-1,1]区间上的一段与x轴围成封闭图形的填充图。
参考代码：

clear all
clc
x = [ -1 : 0.01 : 1 ];
y = x.^2 ;
area( x, 2*y, 'FaceColor', [ 1, 0, 0 ] )
axis( [ -2, 2, 0, 2 ] )

运行结果：

例4：绘制正态概率密度函数曲线的填充图
参考代码如下：

clear all
clc
x = [ -8 : 0.2 : 8 ];
y1 = 0.6 * exp( -(x+3).^2 / 2 );
area( x, y1, 'FaceColor', [ 0, 1, 1 ], 'FaceAlpha', 0.5 );   hold on
y2 = 0.5 * exp( -x.^2 / 2 );
area( x, y2, 'FaceColor', [ 1, 0, 1 ], 'LineStyle', ':', 'FaceAlpha', 0.5 );
y3 = 0.4 * exp( -(x-2).^2 / 2 );
area( x, y3, 'FaceColor', [ 1, 1, 0 ], 'LineStyle', '-.', 'FaceAlpha', 0.6 );
%也可以使用函数normpdf获取指定均值和方差的正态分布概率密度曲线上的纵坐标
y4 = 0.2 * normpdf( x/5, 0, 1 );
area( x, y4, 'FaceColor', [ 0.5, 0.8, 0.2 ], 'FaceAlpha', 0.6, 'EdgeColor', [ 1, 0, 0 ] );

运行结果：

例5：绘制5阶魔方矩阵的填充图
参考代码如下：

clear all
clc
x = magic(5)
area( x )

运行结果：