[MATLAB] 2차원 그래프(graph) 그리기

[Matlab / 매트랩] 강의 3번째

2차원 그래프 그리기 (2D graph)

우왕ㅋ 굿ㅋ 번개같은 업뎃입니다!!!!!!.............(은)는 훼이크고

사실을 금욜날 3강까지 업뎃할 예정이었습니다... 흐흑ㅠ 이미 한참 지나버렸네요 흐흑ㅠ

어찌되었건 은근슬쩍 넘어가서 이번부터는 그래프 그리는걸 한번 배워보도록 해요.

그래프는 2차원 그래프 그리기, 3차원 그래프 그리기, 도형 그리기 요렇게 3 파트로 나눠서 해볼까 하는데

오늘은 먼저 2차원 그래프 그리는 것 부터 해볼까 합니다.

요런 2차원 그래프도 표현이 당연히! 가능합니다.

후후 아름답군요. 엘레강스합니다.

위에 나온 그래프 중에서 가장 빈티나는(...) 2차원 그래프부터 그려보는 걸 한번 해볼까 하는데요.

그래프 그리는 순서는 다음과 같습니다.

1) x축 데이터 정하기(벡터로 표현).
2) y값을 x 값을 이용하여 나타내기.
3) plot명령어를 사용하여 그리기.
4) 추가적인 옵션(그래프 색, grid, x,y이름표 붙이기, 그래프 이름, 범례 표시 등등)

주로 제가 사용하는 방법은 위의 형식입니다. 물론 다른 방법도 있습니다만...! 하나하나 차근히 해보도록 해요.

일단 예를 한번 들어보겠습니다.

y=3*x 그래프를 그려보도록 하겠습니다.

1) x 데이터 지정하기(벡터로 표현)

그리고자 하는 x축 범위를 예를 들어 -3~3 까지 나타내고 싶다고 합시다.
이때 주의할 점은 x축 데이터를 벡터로 표현해야 한다는 것입니다.

왜냐고요?

매트랩이 그래프를 그려주는 원리를 일단 설명을 해야 할 것 같네요.

매트랩이 2차원 그래프를 그리기 위해선 데이터가 2 세트가 필요합니다.

x 데이터와 그에 대응하는 y 데이터죠.

예를 들어 x = [ 1 2 3 4 5] 라는 데이터가 있고
y=[2 4 6 8 10] 이라는 데이터가 있다면

x의 첫번째 데이터와 y의 첫번째 데이터를 하나의 세트로 생각해서 (1,2)를 그래프에 나타내줍니다.
마찬가지로
x의 두번째 데이터와 y의 두번째 데이터를 하나의 세트로 생각해서 (2,4)를 그래프에 나타내줍니다.
역시나 마찬가지로 (3,6),(4,8),(5,10)을 그래프에 찍어주는 형태입니다.

즉, x데이터와 y의 데이터를 순서대로 1:1 대응을 시켜서 그래프를 그려주는거죠.

따라서 x 데이터와 y의 데이터는 벡터의 형태 (1,m 크기의 행렬)로 표시되어야 하며, 두개의 크기가 같아야 합니다.

물론 위의 경우는 점으로 표시되지만, plot명령어를 쓰게되면 그 사이를 선으로 연결시켜 줍니다.

직접 매트랩 명령어와 그래프를 보여 드릴게요.
x와 y를 벡터로 나타낸 다음, plot이란 명령어를 썼습니다.

>> x=[1 2 3 4 5];
>> y=[2 4 6 8 10];
>> plot(x,y)

네 요렇게 나와주시는걸 볼 수 있습니다.

기본적으로 plot명령어는 파란색 선으로 그려주기 때문에 위와 같이 나타나지만 다르게도 표현할 수 있습니다.

자, 여튼 데이터를 나타내기 위해서 벡터 형식으로 나타내야 한다는 것은 아시겠죠?

그런데, -3~3 까지 그리기 위해서 벡터형식으로 나타내려면 숫자를 일일이 쳐줘야 한다는 단점이 있습니다.

x=[-3 -2.99 -2.98 ..... 2.99 3]

요런식으로 둬야 하는데 말이죠.

하지만 현실적으로 일일이 칠 수가 없기 때문에!! 바로 입력하는 방법이 있습니다. 바로 요렇게 말이죠.

x=[시작 값 : 데이터 하나당 크기 : 끝값]

예를 들어 볼게요.

>> x=[-3: 1: 3]

x =
-3 -2 -1 0 1 2 3

쉽죠? -3에서 3까지 1의 단위로 벡터를(혹은 행렬을) 만들어 줘라는 의미가 됩니다.

위에서 x데이터와 y의 데이터를 1:1대응을 해서 나타낸다고 했으므로, 데이터가 촘촘할수록 더 정확한 그래프가 그려지겠죠?

y=3*x를 나타내기 위해 여기선 x의 범위를 -3에서 3까지 0.01씩 지정할게요.

>> x=[-3:0.01:3];

2) y값을 x 값을 이용하여 나타내기

y=3*x의 그래프를 그리고 싶습니다. x는 벡터로 지정되었기 때문에, 이제는 y를 벡터로 지정해줄 차례입니다.

단순히
>> y=3*x;

요렇게 쳐도 괜찮습니다만, 요전 앞 강의에서 행렬의 성분마다 계산!!! 을 하기 위해서는 점!! '.' 을 찍어야 한다는 것. 잊지 않으셨죠?

위의 경우는 숫자 곱하기 벡터라는 단순한 상황이기 때문에 위의 명령어도 먹혀 들어가지만,

2차 그래프나 3차그래프, 분수 등의 다른 형태가 나오게 되면 안되는 경우가 태반이기 때문에,
항상 점 '.'을 찍어주시는 것을 습관화합시다.

즉 요렇게 저는 칠께요.

>> y=3.*x;

이렇게 되면, y는 x라는 벡터에 3을 곱한 결과를 가지는 벡터가 되는 것입니다.

3) plot명령어를 사용하여 그리기
앞에서 이미 설명을 해버렸지만, plot(x,y) 이라는 명령어를 쓰면 x 데이터와 y 데이터를 1:1 대응을 시켜서 그래프를 매트랩이 알아서 그려주게 됩니다. 요렇게 입력해주면 되겠죠?

>>plot(x,y)

여기까지 하면 이런 그래프가 나오게 됩니다.
>> x=[-3:0.01:3];
>> y=3.*x;
>> plot(x,y)

[축하드립니다!! 그래프 그리기 기본 스킬을 습득하셨습니다.]

여기까지 하면 그래프 그리기는 사실상 99% 정도는 끝난거지요.

이제 여기서 그래프를 스리슬쩍 꾸미면 2차원 그래프는 완성되게 됩니다.

4) 추가적인 옵션(그래프 색, grid, x,y이름표 붙이기, 그래프 이름, 범례 표시 등등)

살짜쿵 위의 그래프를 꾸며볼까요? 일단 색깔과 형태를 바꿔 볼게요.
명령어는 다음과 같습니다.
plot(x,y,'색깔')
색깔 부분에는 빨간색이면 'r' 초록색은 'g' 노란색을 'y'등으로 나타낼 수 있어요. 한번 빨간색으로 해볼께요.

>> plot(x,y,'r')

쉽죠? 형태도 바꿀 수 있습니다. 점이나 +, 사각형, 원 등으로 표현할 수도 있어요. 색깔 치는 부분에 형태에 관한 명령어나, '색깔,형태'의 형식으로 나타내주면 됩니다. 한번 보여 드릴게요.
(형태에 관한 명령어 점 -> . 사각형 ->s 원->o 등등. help plot을 치면 쉽게 알 수 있습니다.)

>> plot(x,y,'ro')

데이터 개수가 많아서 원이 겹쳐 굵은 선으로 보이는 군요. 데이터 개수가 적으면 원으로 보입니다 하핫

다음은 다른 옵션들을 적용해볼게요. 순서대로 적용하겠습니다.

x축 이름 표시 (xlabel('이름'))
y축 이름 표시 (ylabel('이름'))
그래프 제목 표시 (title('이름'))
경계 조절(그래프 나타낼 범위 조절) (axis([x최소 x최대 y최소 y최대])
그리드 표시 (grid on)

>> xlabel('x axis')
>> ylabel('y axis')
>> title('graph')
>> axis([-2 2 -8 8])
>> grid on

여러가지 옵션들이 적용된 것을 볼 수 있죠?

ref http://engi-agora.tistory.com/6 에서 일부 발췌

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