前言

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