MATLABとは
MATLAB は、MathWorks によって開発された高レベルのプログラミング環境です。科学および工学分野で数値計算、データ分析、視覚化に広く使用されています。 MATLAB は、データ操作に最適なプラットフォームとなる広範な組み込み関数とツールボックスのセットを提供します。
プロットの重要性
データのプロットは、データ分析と視覚化において重要な役割を果たします。プロットを作成することで、複雑なデータセットを視覚的に表現し、パターン、傾向、外れ値を特定し、洞察を効果的に伝えることができます。 MATLAB は、視覚的に魅力的で有益なプロットを作成できる包括的なプロット関数セットを提供します。
MATLAB での基本的なプロット
このセクションでは、MATLAB でのプロットの基本的な手順について説明します。プロットは、単純なデータ点のプロットまたは一連のデータ点のいずれかになります。
図形の作成
MATLAB では、Figure は 1 つ以上のプロットを保持するウィンドウまたはコンテナーです。の 形 コマンドはウィンドウ内に新しい Figure を作成します。以下に例を示します。
形;
このコマンドにより、プロットを追加できる空の Figure ウィンドウが開きます。
軸の追加
軸は、Figure 内の個々のプロットです。 Figure に軸を追加するには、と呼ばれる関数を使用できます。 軸 。以下に例を示します。
軸。デフォルトでは、MATLAB は Figure ウィンドウ全体を占めるように軸を自動的に配置します。軸のサイズと位置をカスタマイズすることもできます。
データのプロット
新しい Figure を作成して軸を定義したら、さまざまなデータ点をプロットして先に進むことができます。 MATLAB には、2D 折れ線プロット用のプロット、散布図用の散布図、棒プロット用の bar など、さまざまな種類のプロット用の関数がいくつか用意されています。
次のコマンドは、MATLAB プロット関数を使用して、Figure 上に点を表示します。
バツ = 1 : 10 ;と = ×.^ 2 ;
プロット ( バツ 、 と ) ;
このコードは、点 (1,1)、(2,4)、(3,9) などをプロットし、単純な放物線を作成します。
プロットのカスタマイズ
MATLAB を使用すると、プロットのさまざまな側面をカスタマイズして、より視覚的に魅力的で意味のあるものにすることができます。いくつかの一般的なカスタマイズ オプションを見てみましょう。
線のスタイルと色
さまざまな線のスタイルと色を指定することで、プロット線の外観をカスタマイズできます。
例えば では、実線には「-」文字、破線には「-」文字、点線には「:」文字、二点鎖線には「-.」文字を使用できます。さらに、事前定義された名前または RGB 値を使用して色を指定できます。
バツ = 1 : 10 ;y1 = ×.^ 2 ;
y2 = ×.^ 3 ;
プロット ( バツ 、 y1 、 「-r」 ) ; % 赤の実線
持続する ;
プロット ( バツ 、 y2 、 「--b」 ) ; % 青い破線
控える ;
上記のコマンドは、異なる線種と固有の色を含む 2 つの異なる曲線をプロットします。両方のholdコマンドにより、同じ図上に両方の曲線が確実にプロットされます。
タイトルとラベルの追加
プロットをより有益なものにするために、軸にタイトルとラベルを追加できます。 MATLAB は次のような関数を提供します。 タイトル 、 xlabel 、 と イラベル この目的のために。
以下に例を示します。
バツ = 1 : 10 ;と = ×.^ 2 ;
プロット ( バツ 、 と ) ;
タイトル ( 「x^2 のプロット」 ) ;
xlabel ( 'バツ' ) ;
イラベル ( 'と' ) ;
これらの関数を使用して、プロットにタイトルを追加し、それに応じて x 軸と y 軸にラベルを付けます。
軸の調整
場合によっては、デフォルトの軸の制限と目盛がデータに適さない場合があります。 MATLAB では、次のような関数を使用して軸の範囲と目盛りをカスタマイズできます。 xlim 、 上長 、 xティックス 、 と yティック 。
次の例を考えてみましょう。
バツ = 1 : 10 ;と = ×.^ 2 ;
プロット ( バツ 、 と ) ;
xlim ( [ 0 、 12 】 ) ; % X 軸の制限を設定する
上長 ( [ 0 、 120 】 ) ; % Y 軸の制限を設定する
xティックス ( 0 : 2 : 12 ) ; % X 軸の目盛りを設定する
yティック ( 0 : 二十 : 120 ) ; % y 軸の目盛りを設定します
このコードでは、軸の制限を調整し、両方の軸の目盛りを指定します。
高度なプロット技術
サブプロット
MATLAB では、サブプロットを使用して、1 つの Figure 内に複数のプロットを生成できます。サブプロットを使用すると、複数のデータセットを同時に視覚化して比較できます。この関数は、図をサブプロットに分割します。
以下に例を示します。
バツ = 1 : 10 ;y1 = ×.^ 2 ;
y2 = ×.^ 3 ;
サブプロット ( 1 、 2 、 1 ) ; % サブプロットの 1x2 グリッドを作成します 、 選択する 最初のサブプロット
プロット ( バツ 、 y1 ) ;
タイトル ( 「x^2 のプロット」 ) ;
サブプロット ( 1 、 2 、 2 ) ; % 2 番目のサブプロットを選択します
プロット ( バツ 、 y2 ) ;
タイトル ( 「x^3 のプロット」 ) ;
この例では、それぞれが異なる曲線を表示する 2 つのサブプロットを持つ Figure を作成します。
1 つの図に複数のプロットを表示
サブプロットとは別に、hold-on コマンドを使用して 1 つの Figure に複数のプロットを追加することもできます。これにより、異なるプロットを互いに重ね合わせることができます。次の例を考えてみましょう。
バツ = 1 : 10 ;y1 = ×.^ 2 ;
y2 = ×.^ 3 ;
プロット ( バツ 、 y1 ) ;
持続する ;
プロット ( バツ 、 y2 ) ;
控える ;
ここでは、両方の曲線が同じ図上にプロットされており、視覚的に比較できます。
3D プロット
2D プロットに加えて、MATLAB は 3D プロットを作成するための強力な機能を提供します。これらのプロットは、データを 3 次元で視覚化し、視覚化に深みを加えるのに役立ちます。関数 Lot3 は 3D プロットを作成します。
次の例を考えてみましょう。
t = リンスペース ( 0 、 10 *ピ 、 100 ) ;バツ = コス ( t ) ;
と = それなし ( t ) ;
と = t ;
プロット3 ( バツ 、 と 、 と ) ;
タイトル ( 「3Dプロット」 ) ;
xlabel ( 'バツ' ) ;
イラベル ( 'と' ) ;
ズラベル ( 'と' ) ;
このコードでは、x、y、z 座標を指定して 3D プロットを作成します。結果として得られるプロットは、3D 空間内のらせんを表します。
等高線図
等高線プロットは、3 次元データを 2 次元平面上で視覚化するのに役立ちます。 MATLAB は、等高線図を作成するための等高線関数を提供します。
以下に例を示します。
バツ = リンスペース ( - 2 、 2 、 100 ) ;と = リンスペース ( - 2 、 2 、 100 ) ;
[ バツ 、 と 】 = メッシュグリッド ( バツ 、 と ) ;
と = X.^ 2 +Y.^ 2 ;
輪郭 ( バツ 、 と 、 と ) ;
タイトル ( 「等高線図」 ) ;
xlabel ( 'バツ' ) ;
イラベル ( 'と' ) ;
この例では、関数 z = x^2 + y^2 の等高線プロットを作成します。結果のプロットには、関数の値を表す等高線が表示されます。
結論
MATLAB は、データ ポイントをプロットし、有益な視覚化を作成する方法を提供します。この記事で説明する手順に従うことで、点を効果的にプロットしたり、プロットをカスタマイズしたり、サブプロット、3D プロット、等高線プロットなどの高度なテクニックを探索したりすることができます。 MATLAB でのプロットについては、上記の記事を参照してください。これは、データを視覚的に分析し、それに応じて出力を生成するのに役立ちます。