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| 內容簡介： |
本书以常见学术期刊对图表的要求为标准，结合若干实例，手把手地教大家使用MATLAB绘图。不
仅学习使用MATLAB已经定制好的函数绘图，还学习使用各种渲染方法对已有MATLAB图表进行美
化，同时使用不同的方式创建MATLAB中没有的新的图表类型。本书介绍的绘图方法，将为你的学术报
告和论文增加一抹亮色。
本书内容丰富，覆盖面广，可使读者在MATLAB绘图、科研绘图、图形学、统计数据可视化、科学计算
可视化、数学可视化、文本数据可视化、计算几何和三维动画仿真等方面有所提升。
本书适合大学生、科研人员、数据分析人员、工程师、程序员以及所有对MATLAB、科技绘图和学术图
表绘制感兴趣的人员阅读。
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| 目錄：
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第1章概述
1.1科研绘图概述
1.1.1科研绘图的主要内容和作用
1.1.2科研绘图的常见要求
1.1.3常见科研绘图软件
1.2用MATLAB实现科研绘图
1.2.1MATLAB的主要绘图功能
1.2.2用APP创建和编辑MATLAB图表
1.2.3编程创建和美化MATLAB图表
1.2.4用MATLAB创建新的图表类型
1.3如何使用本书
1.3.1不懂MATLAB编程的读者也可以使用本书
1.3.2使用本书源码
1.3.3关于源码的更多说明
第2章数据基础
2.1数据分类
2.1.1标量、向量和矩阵
2.1.2数值型数据
2.1.3分类型数据
2.1.4表数据
2.1.5时间序列数据
2.2数据导入和导出
2.3数据整理
2.3.1列数据的获取
2.3.2列数据的类型转换
2.3.3列数据的筛选
2.4数据预处理
2.4.1缺失值的处理
2.4.2异常值的处理
2.4.3数据转换
2.4.4数据平滑
第3章图表基础
3.1图表分类
3.1.1按变量个数分类
3.1.2按数据类型分类
3.1.3按功能分类
3.2MATLAB图表的创建
3.2.1创建MATLAB图表的一般过程
3.2.2多图布局和组合
3.2.3组成图表的基本图形元素
3.3度量的表示
3.3.1维度
3.3.2形状
3.3.3颜色
3.3.4线型
3.3.5标记
3.3.6大小
3.3.7分面
3.4坐标系
3.4.1创建坐标系
3.4.2坐标轴的设置
3.4.3刻度相关的设置
3.4.4网格相关的设置
3.4.5坐标系外框
3.4.6多轴图
3.4.7对数坐标系
3.4.8反转坐标轴的方向
3.4.9纵横比
3.4.10叠加绘图
3.5图表元素
3.5.1标题
3.5.2绘图区
3.5.3数据标签
3.5.4图例
3.5.5色条
第4章美化MATLAB图表
4.1修改图表中基本图形元素的属性
4.1.1获取和修改图表中的序列
4.1.2获取和修改图表序列中的点
4.1.3获取图元控制点的坐标
4.1.4修改点的属性
4.1.5修改线的属性
4.1.6修改面的属性
4.1.7修改文本的属性
4.2着色与配色
4.2.1颜色的表示
4.2.2配色理论
4.2.3配色工具和资源
4.2.4为一组对象着色
4.2.5曲面的索引着色
4.2.6曲面的真彩色着色
4.2.7面片着色
4.3更多渲染
4.3.1设置透明度
4.3.2纹理映射
4.3.3添加光照
4.3.4设置材质
4.4样式和布局
4.4.1MATLAB和Python默认图表样式的比较
4.4.2留白
4.4.3主次
4.4.4疏密
4.4.5取舍
4.4.6图表样式
4.5高质量图表输出
4.5.1图表的大小
4.5.2字体的设置
4.5.3图表的保存
4.5.4分辨率的设置
4.5.5矢量格式输出
第5章创建新图表类型
5.1用低级函数创建基本图元
5.1.1创建点
5.1.2创建线段、多义线和曲线
5.1.3创建矩形、圆角矩形、椭圆、圆及对应的区域图形
5.1.4创建面片
5.1.5创建曲面
5.1.6创建图像
5.1.7添加文本
5.2用基本图元创建新图表
5.2.1用球面创建三维散点图
5.2.2创建三元散点图
5.2.3创建三元色谱图
5.3修改已有图表创建新图表
5.3.1颜色渐变填充柱状图中的柱形
5.3.2用图片填充柱状图中的柱形
5.3.3修改柱状图中的矩形为三角形
5.3.4用高度数据渐变填充柱状图中的柱形
5.3.5替换三维柱状图的长方柱体
5.3.6为线形图添加背景
5.3.7三维图添加坐标轴面板背景
5.4组合已有类型的图表创建新图表
5.4.1创建带误差条的柱状图
5.4.2自行创建帕累托图
5.5标注
5.5.1标注对象
5.5.2创建标注对象
5.6图形几何变换
5.6.1几何变换的基本原理
5.6.2实现图形变换
5.7图形块
第6章分类数据可视化
6.1线形图
6.1.1简单线形图
6.1.2复合线形图
6.1.3三维线形图
6.1.4极坐标线形图
6.1.5点图
6.1.6带形图
6.2柱状图
6.2.1简单柱状图
6.2.2复合柱状图
6.2.3堆叠柱状图
6.2.4百分比堆叠柱状图
6.2.5重叠柱状图
6.2.6二维半柱状图
6.2.7三维柱状图
6.2.8三维柱状图渐变着色
6.3条形图
6.3.1二维条形图
6.3.2二维半条形图
6.3.3三维条形图
6.4面积图
6.4.1简单面积图
6.4.2堆叠面积图
6.4.3百分比堆叠面积图
6.4.4渐变色填充面积图
6.5饼图
6.5.1二维饼图
6.5.2三维饼图
6.6环形图
6.7误差条图
第7章数值数据可视化
7.1直方图
7.1.1一元直方图
7.1.2二元直方图
7.1.3极坐标直方图
7.2核密度估计图
7.2.1一元核密度估计图
7.2.2用颜色填充核密度估计图
7.2.3核函数
7.2.4带宽
7.2.5分面核密度估计图
7.2.6山脊图
7.2.7二元核密度估计图
7.3散点图
7.3.1二维散点图
7.3.2三维散点图
7.3.3极坐标散点图
7.3.4边际图
7.3.5抖动散点图和蜂巢散点图
7.4气泡图
7.4.1二维气泡图
7.4.2三维气泡图
7.4.3极坐标气泡图
7.5火柴杆图
7.6阶梯图
7.7矩阵数据可视化
7.7.1热力图
7.7.2探查稀疏矩阵的结构
7.8曲面数据绘图
7.8.1规则网格曲面
7.8.2不规则网格曲面
7.9体数据绘图
第8章统计数据可视化
8.1数据探查和预处理
8.1.1描述性统计
8.1.2频数分析
8.1.3数据分布形状
8.1.4核密度估计
8.1.5异常值检验： 箱形图
8.2概率分析图表
8.2.1分布的图形
8.2.2QQ图
8.2.3不同分布形状数据的QQ图
8.2.4经验累加分布函数图
8.2.5KS检验
8.2.6威布尔分布检验
8.3均值比较
8.3.1两个总体的均值比较
8.3.2方差分析表和箱形图
8.3.3多重比较图
8.3.4散点误差柱状图
8.3.5散点箱形图
8.3.6为误差柱状图标注检验显著性
8.4回归分析
8.4.1一元线性回归
8.4.2置信区间
8.4.3残差图
8.4.4可进行线性转换的曲线模型
第9章多元统计数据可视化
9.1多元数据的探查和描述
9.1.1二元直方图和分箱散点图
9.1.2二元核密度估计图
9.1.3二元数据的边际图
9.1.4二元正态分布的图形
9.1.5平行坐标图
9.1.6调和曲线图
9.2假设检验
9.2.1等概椭圆
9.2.2等概椭球
9.3相关分析
9.3.1热力图
9.3.2矩阵散点图
9.4多元线性回归
9.4.1回归模型
9.4.2回归诊断
9.4.3逐步回归
9.5分类
9.5.1系统聚类： 聚类树
9.5.2K均值聚类
9.6降维
第10章时间序列数据可视化
10.1时间序列数据可视化概述
10.1.1时间序列数据
10.1.2时间序列数据可视化
10.2线形图
10.3面积图
10.4堆叠图
10.5数据重采样
第11章科学计算可视化
11.1曲面数据
11.1.1用规则数据绘曲面图
11.1.2用不规则数据绘曲面图
11.2表现曲面数据的标量特征
11.2.1等值线图
11.2.2填充等值线图
11.2.3三维等值线图
11.3表现曲面数据的向量特征
11.3.1向量图
11.3.2三维向量图
11.3.3流线图
11.4体数据
11.4.1规则体数据和散乱体数据
11.4.2散乱体数据的插值
11.4.3散乱体数据的Delaunay剖分
11.5表现体数据的标量特征
11.5.1切片图
11.5.2等值面图
11.5.3等帽盖图
11.6表现体数据的向量特征
11.6.1流线图
11.6.2流锥图
11.6.3流沙图
11.6.4流带图
11.6.5流管图
11.7偏微分方程数值解工具箱提供的功能
11.7.1前处理
11.7.2后处理
第12章数学可视化
12.1数学可视化概述
12.1.1数学坐标系
12.1.2特殊字符
12.2函数的图形
12.2.1二维显函数
12.2.2二维参数函数
12.2.3二维分段函数
12.2.4二维隐函数
12.2.5二维极坐标函数
12.2.6函数定义的三维曲线
12.2.7函数曲面： 显函数
12.2.8函数曲面： 直角坐标系参数函数
12.2.9函数曲面： 柱面坐标函数
12.2.10函数曲面： 球面坐标函数
12.2.11函数曲面： 隐函数
12.3微积分
12.3.1渐近线
12.3.2极值和拐点
12.3.3定积分的图形
12.4复变函数
12.4.1二维图形
12.4.2三维图形
12.5曲线拟合
12.5.1与误差有关的基本假设
12.5.2最小二乘拟合方法
12.5.3库模型
12.5.4自定义模型
12.5.5评价拟合优度
12.5.6实例1： 有理模型拟合
12.5.7实例2： 用傅里叶级数拟合
12.5.8实例3： 曲面拟合
第13章其他数据可视化
13.1文本数据可视化
13.1.1词云图
13.1.2气泡云图
13.2计算几何
13.2.1凸包
13.2.2Delaunay剖分
13.2.3Voronoi图
13.3三维动画仿真
13.3.1创建虚拟世界
13.3.2在MATLAB中操作虚拟世界
参考文献
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本书的出发点
一图胜千言，数据可视化已经成为科学计算和数据分析的一部分。作为世界顶尖的科学计算软件，MATLAB不仅提供了强大的科学计算能力，还提供了强大的二维、三维图形引擎。使用MATLAB，可以实现各种各样常见的科技绘图和学术图表绘制。
本书结合若干实例，试图手把手地教会大家使用MATLAB绘图。不仅学会使用MATLAB已经定制好的函数绘图，还学会各种渲染方法对已有MATLAB图表进行美化，同时使用不同的方式创建MATLAB中没有的新的图表类型。
所以，学完本书，你不仅能获得“鱼”，还能掌握“渔”的方法和技巧，真正学到知识。
本书的内容
本书内容丰富、覆盖面广，可使读者在MATLAB绘图、科研绘图、图形学、统计数据可视化、科学计算可视化、地理空间数据可视化、数学可视化、文本数据可视化、计算几何和三维动画仿真等方面有所提升。
本书假设读者已有MATLAB语言基础，如果没有，可以通过本书提供的免费视频课程快速入门。如果只是绘图，没有太多的图表美化和定制要求，可以不需要太强的编程能力。
第1~3章介绍绘制MATLAB科技图表和学术图表所需要的基础知识，包括数据和绘图两方面。
第4章介绍怎样美化MATLAB默认时绘制的图表。可以对MATLAB图表进行整体渲染，也可以通过对象索引获取图表局部的点、线、面或文本等对象后修改它们的属性，还可以通过设置颜色、透明度、光照、材质等对图表进行渲染。
第5章介绍用MATLAB创建新的图表类型的方法。在MATLAB中，可以用点、线、面和文本等基本图形元素创建新的图表，也可以在MATLAB图表的基础上修改或替换部分图形元素创建新图表，或通过组合多种MATLAB图表创建新图表。本章给出了若干实例。
第6、7章介绍分类型图表和数值型图表。分类型图表至少有一个坐标轴是分类轴，包括点图、线形图、柱状图、条形图、面积图、饼图等。数值型图表的所有坐标轴都是数值轴，包括直方图、核密度估计曲线图、散点图、边际图、气泡图、火柴杆图、阶梯图、曲面图等。
第8、9章介绍统计分析和多元统计分析两门学科中常见的图表，这些图表在很多学术期刊上经常可以看到。这两章内容不仅介绍了图表，还结合图表梳理了相关的统计分析知识，结合图表更容易理解这些知识。
第10章介绍用线形图和面积图来表现时间序列数据。
第11章介绍科学计算可视化，包括规则、不规则曲面数据和体数据的可视化，其中又包括标量场和矢量场的可视化。本章主要介绍MATLAB偏微分方程数值解工具箱提供的有限元法前处理和后处理工具和函数。
第12章在统计数据可视化的基础上继续介绍数学可视化，包括二维、三维函数的图形、微积分、复变函数等的图形，并结合MATLAB曲线拟合工具箱介绍曲线和曲面的拟合。
第13章介绍文本数据可视化、计算几何和三维动画仿真等内容。
本书的特点
首先，内容丰富。前面已经介绍很多，不再赘述。
其次，本书不仅授之以鱼，还授之以渔。本书不仅是成品图片和代码的展示，还结合实例手把手地介绍美化MATLAB图表和创建新图表的方法。
再次，本书重新定义了多种MATLAB图表，如柱状图，书中将讲解如何对二维柱状图中的矩形进行渐变色填充和图片填充，如何将矩形替换为三角形，如何将三维柱状图中的长方体替换为圆柱或圆锥，如何对长方体进行渐变色填充等。书中还讲解了如何将MATLAB图表中的直方图改为颜色填充的核密度估计曲线图。
最后，本书内容新颖。书中用MATLAB创建了很多新的图表类型，如球面表示的三维散点图、三元散点图和色谱图、颜色填充的核密度估计曲线图等； 介绍了MATLAB三维图形渲染、四维体数据可视化、Mapping工具箱、偏微分方程数值解工具箱、计算几何和三维动画仿真等较新的内容。本书基于MATLAB R2024a版编写。
本书的适用对象
本书适合大学生、科研人员、数据分析人员、工程师、程序员以及所有对MATLAB、科技绘图和学术图表绘制感兴趣的人员阅读。
联系作者
本书书稿经过反复修改。尽管如此，限于作者水平，书中难免存在不足之处，恳请广大读者批评指正。为了方便读者学习，本书的实例数据和代码均请扫描图书封底二维码下载。
作者2025年1月
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