MATLAB的quiver函数绘制箭头向量图

MATLAB的quiver函数绘制箭头向量图，quiver函数的基本语法如下：

基本语法

语法
quiver(x,y,u,v)
quiver(u,v)
quiver(...,scale)
quiver(...,LineSpec)
quiver(...,LineSpec,'filled')
quiver(...,'PropertyName',PropertyValue,...)
quiver(ax,...)
h = quiver(...)

说明

说明
箭头图将速度向量显示为箭头，其中分量 (u,v) 位于点 (x,y) 处。
例如，第一个向量由分量 u(1),v(1) 定义并显示在点 x(1),y(1) 处。
quiver(x,y,u,v) 在 x 和 y 中每个对应元素对组所指定的坐标处将向量绘制为
箭头。矩阵 x、y、u 和 v 必须大小相同并包含对应的位置和速度分量。但是，
如下节所述，x 和 y 还可以是向量。默认情况下，箭头缩放到刚好不重叠，
可以根据需要将箭头缩放的长一些或短一些。
quiver(u,v) 在 x-y 平面的等距点处绘制 u 和 v 指定的向量。
quiver(...,scale) 自动缩放箭头以适合网格大小，然后根据因子 scale 拉伸
它们。scale = 2 使它们的相对长度加倍，scale = 0.5 使它们的相对长度减半。
使用 scale = 0 绘制速度向量，不应用自动缩放。您还可以在绘制箭头后调整其长
度，方法就是选择 Plot Edit  工具，再选择箭头图对象，然后打开属性编辑器并
调整长度滑块。
quiver(...,LineSpec) 使用任何有效的 LineSpec 指定线型、标记符号和颜色。
quiver 在向量原点处绘制标记。
quiver(...,LineSpec,'filled') 填充 LineSpec 指定的标记。
quiver(...,'PropertyName',PropertyValue,...) 为该函数创建的箭头图对
象指定属性名称和属性值对组。
quiver(ax,...) 将图形绘制到 ax 坐标区中，而不是当前坐标区 (gca) 中。
h = quiver(...) 返回 Quiver 对象。

实例1

程序

clc;
clear all;
close all;
x = 0:0.1:2;
y = 0:0.1:2;
[x,y] = meshgrid(x,y);
u = 3*cos(x).*y;
v = 3*sin(x).*y;
figure
quiver(x,y,u,v,'r')

运行结果

实例2

程序

clc;
clear all;
close all;
x = linspace(-2, 2, 10);
y = linspace(-2, 2, 10);
[x,y] = meshgrid(x,y);
u = 3*rand(10);
v = 5*rand(10);
%%自动缩放箭头以适合网格大小，然后根据因子 scale 拉伸它们。
%scale = 2 使它们的相对长度加倍，scale = 0.5 使它们的相对长度减半。
%使用 scale = 0 绘制速度向量，不应用自动缩放。
figure;
subplot(2,2,1)
quiver(x, y, u, v,'r');
subplot(2,2,2)
quiver(x, y, u, v, 0,'b');
subplot(2,2,3)
quiver(x, y, u, v, 0.5,'c');
subplot(2,2,4)
quiver(x, y, u, v, 2,'m');

运行结果

实例3

显示箭头图的梯度

程序

clc;
clear all;
close all;
x = -2:0.2:2;
y = -2:0.2:2;
[X,Y] = meshgrid(x,y);
Z = X.*exp(-X.^2 - Y.^2);
[DX,DY] = gradient(Z,0.2,0.2);
%gradient(F,h) 使用 h 作为每个方向上的点之间的均匀间距。
figure
contour(X,Y,Z)
hold on
quiver(X,Y,DX,DY,'r')
hold off
title('z = xe^{(-x^2 - y^2)}');
grid on;

运行结果

实例4

程序

clc
clear all
close all
x = linspace(-2, 2, 10);
y = linspace(-2, 2, 10);
[X,Y] = meshgrid(x,y);
U = 2*sin(X).*sin(Y);
V = 5*cos(Y).*cos(X);
q = quiver(X, Y, U, V);
q.ShowArrowHead = 'off';
q.Marker = 'p';
q.Color = 'r';

运行结果

参考内容

[1] 知乎作者Alien的文章《MATLAB画图技巧与实例（二十三）：箭头向量图quiver和quiver3函数》，文章链接
https://zhuanlan.zhihu.com/p/360177013

[2] Mathworks帮助文档

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作 者 | 郭志龙

编 辑 | 郭志龙
校 对 | 郭志龙