GRAFIČKI PODSUSTAV

Osim matričnog koncepta i pripadnog engine-a, druga uporišna točka Matlaba je izvrstan grafički podsustav. Osnovne grafičke funkcije, koje su odmah dostupne, omogućavaju relativno lako crtanje različitih slikovnih prikaza. S druge strane, moguće je i detaljno upravljanje svim aspektima prikaza (npr. veličina i položaj slike na papiru, položaj tikova na osima, položaj promatrača, polažaj i vrsta izvora svjetla, itd.) 

Ovdje ćemo se ograničiti na nešto detaljniji opis dviju osnovnih i najkorisnijih funkcija: plot i contour, od kojih prva služi za crtanje 2D-krivulja, a druga za crtanje izolinija. Postoji, dakako, i cijeli niz funkcija za 3-dimenzionalno crtanje, no s takvim prikazima valja biti suzdržan, jer su najčešce manje informativni od prethodna dva. Na kraju ćemo ukratko izložiti osnovnu strukturu i unutarnji ustroj grafičkog podsustava, poznavanje kojeg nije prijeko potrebno, ali je vrlo korisno za ugodan rad. 

Naredba plot se javlja u više varijanti: 

• plot(x,y), 
  pri čemu su x i y vektori (stupci ili retci) duljine m, spaja linijom točke (x(i),y(i)); i = 1,...,m. 
• plot(y), 
  pri čemu je y vektor spaja linijom točke (i, y(i)), tj. crta y naspram svojih indeksa. 
• plot(x,y,'opis '), 
  radi isto kao gore, s tim da je 'opis' niz znakova koji odredjuju vrstu i boju linije, te upotrijebljene simbole. Na primjer plot(x,y,'--r*') znači da će linija biti isprekidana, crvena, te će svaka točka (x(i),y(i)) biti označena zvjezdicom. 
• plot(x1,y1,'opis1 ', x2,y2,'opis2 '), 
  crta dvije krivulje na istom grafu, prema zadanim opisima. Analogno se može crtati više krivulja. 

Značenje pojedinih slova u opisu krivulje vidi se iz donje tablice.

Naredba plot prima i matrične argumente.

• plot(x,Y), 
  pri čemu je x vektor-stupac duljine m, a Y matrica reda m × n, crta n krivulja, kombinirajući x sa stupcima matrice Y. Krivulje se crtaju u raznim bojama, ciklički. 
• plot(Y), 
  pri čemu je Y matrica, crta stupce od Y naspram pripadnog indeksa. 
• plot(X,Y), 
  pri čemu su X i Y matrice reda m× n, crta n krivulja, kombinirajući odgovarajuće stupce zadanih matrica.

Općenito, ako je argument kompleksna veličina, plot naredba crta samo realni dio. Imaginarni dio se, dakle, ignorira. Slučaj kada se zada samo jedan kompleksni argument je iznimka: 

• plot(Z), 
  pri čemu je Z kompleksan vektor (ili matrica), radi isto što i plot(real(Z), imag(Z)). 

Osim funkcije plot postoje i funkcije semilogy, semilogx, loglog za crtanje u logaritamskoj skali, te mnoge druge funkcije za crtanje posebnih vrsta dvodimenzionalnih grafova, npr. polar, bar, hist, quiver, compass. Navedimo neke jednostavne funkcije za opisivanje, te ako je potrebno, i doradu postojeće slike/grafa: 

• title('tekst_naslova') 
  stavlja zadani tekst u naslov iznad grafa. 
• xlabel('opis_osi') 
• ylabel('opis_osi') 
  stavlja zadani tekst uz x- odnosno y-os. 
• text(x,y,'neki_tekst') 
  ispisuje zadani tekst s početkom u točki (x, y). 
• gtext('neki_tekst') 
  ispisuje zadani tekst na mjestu koje se zadaje klikom miša. 
• axis([xmin,xmax,ymin,ymax]) 
  zadaje raspon x-, te y-osi. 
• axis equal 
  izjednačava broj podatkovnih jedinica po jedinici duljine za x- i y-os (tako da se kružnica crta bez deformacije). 
• grid on 
• grid off 
  postavlja ili uklanja mrežu ortogonalnih linija preko grafa (radi lakšeg očitavanja). 

Naknadnim pozivanjem neke grafičke funkcije (poput plot ili contour) postojeća slika će, u pravilu, biti obrisana i zamijenjena novom. Ako se, pak, želi crtati "preko" postojeće slike, treba koristiti naredbu hold on. Suprotan učinak ima naredba 
hold off.

Pomoću naredbe subplot lako se crta više grafova (axis) na jednoj te istoj slici (figure). Preciznije, subplot(m,n,i) će podijeliti sliku na m × n pravokutnika i smjestiti sljedeći graf u i-ti po redu pravokutnik, pri čemu se broji s lijeva u desno i odozgo na dolje.

Funkcija contour, koja crta izolinije funkcija dvije varijable, također se javlja u više različitih oblika. 

• contour(x,y,Z), 
  pri čemu je x vektor-redak duljine m, y vektor-stupac duljine n, a Z matrica reda m × n, crta izolinije funkcije z(x_i , y_j ) = z_ij zadane matricom Z. 
• contour(Z), 
  crta izolinije funkcije z(i, j) = z _ij  . 
• contour(x,y,Z,v), 
  pri čemu su x, y, te Z kao gore, a v je vektor-redak, crta izolinije zadane vrijednostima u v.

Oznake izolinija (labele) neće se automatski nacrtati, već treba upotrijebiti funkciju clabel. Na primjer: 

će nacrtati izolinije od Z zadane vektorom v, i potom označiti svaku drugu izoliniju. Posve analogno radi i funkcija contourf, s tim da se umjesto izvlačenja samih izolinija odgovarajućim bojama ispune prostori medju njima. 

Za potpuno razumijevanje gornjeg primjera (s clabel), a i šire, potrebno je malo zaviriti ispod površine. Grafički podsustav Matlaba organiziran je hijerarhijski u obliku stabla, prema donjem dijagramu. Glavni (najstariji) objekt je korijen (engl. root) koji predstavlja zaslon (ekran) računala. Njegova djeca su objekti tipa "Figure", tj. pojedini prozori koje Matlab otvara za prikaz grafičkih sadržaja. Svaki figure u pravilu sadrži više različitih tipova djece, od kojih je najvažniji objekt "axes", koji predstavlja jedan zaseban graf, odredjen trima osima, x, y i z. Svaki axes u pravilu posjeduje više djece raznih tipova od kojih su ponajvažniji objekti tipa "line" i "text". U svakom trenutku, i za svaki tip zna se koji je objekt aktivan. Tako će, npr. funkcija plot uzeti aktivni figure i, unutar njega, aktivni axes, te mu dodati (nacrtati) novo dijete, objekt tipa line. Ako u trenutku poziva ne postoji objekt tipa figure, bit će kreiran bez posebnog zahtjeva, a isto vrijedi i ako postojeći figure nema djece tipa axes.

Slika 1: Djelomična struktura grafičkog podsustava 

Svaki objekt ovisno o tipu posjeduje niz svojstava (atributa) čije vrijednosti detaljno i potpuno odredjuju što će se i kako nacrtati. Grafičkom bjektu, odnosno njegovim atributima, pristupa se pomoću ručke (engl. handle), čija 
je vrijednost realni broj koji jednoznačno identificira zadani objekt. Obično se ručki pridjeli simboličko ime. Na primjer, naredba sl1 = figure otvara novi prozor (objekt tipa figure) s ručkom sl1, koji ujedno postaje aktivan. 
Naredba, pak, figure(sl1) će učiniti traženi prozor aktivnim i izbaciti ga u prvi plan na zaslonu. 
Primitivne naredbe (naredbe niže razine) za upravljenje atributima grafičkih objekata su set i get: 

• set(h,'svojstvo1',vrijednost1), 
  pri čemu je h ručka (handle), postavlja svojstvo1 traženog objekta na vrijednost1. Ime svojstva se stavlja u navodne znakove, a vrijednost može može biti tekstualna, poput 'on' ili 'off', a može biti i broj ili vektor brojeva, ovisno o traženom svojstvu. 
• set(h,'svojstvo1','svojstvo2',...), 
  ispisuje sve moguće vrijednosti traženih svojstava. 
• set(h), 
  ispisuje sve atribute (svojstva) objekta h s njihovim mogućim vrijednostima. 
• get(h,'svojstvo1','svojstvo2',... ), 
  ispisuje trenutne vrijednosti svojstva1, svojstva2,... traženog objekta h. 
• get(h), 
  ispisuje sve atribute (svojstva) objekta h s njihovim trenutnim vrijednostima. 

Postoje tri simbolička imena povezana s ručkama trenutno aktivnih grafičkih objekata: 

Svrha im je omogućiti jednostavan pristup grafičkom objektu, bez da posebno imenujemo ili tražimo odgovarajuću ručku. Ispis slike ne papir moguć je, osim putem padajućeg menu-a, i naredbom print. Na primjer, 

• print 
  će ispisati trenutno aktivnu sliku na standardni (engl. default) pisač. 
• print -deps2c 'ime_datoteke.eps' 
  će trenutno aktivnu sliku zapisati u zadanu datoteku u Postscript 2 formatu u boji. 

Na kraju navodmo jedan primjer u kojem se crtaju dva grafa (axes), na istoj slici (figure). Prvi zauzima gornju četvrtinu slike, a sadrži graf funkcije 

y(x) = sin(2px) · exp( -x/2); 0<x<2 

punom linijom, te funkcije 2- y(x) iscrtan simbolima +. Drugi graf zauzima donju polovinu slike, a sadrži izolinije funkcije 

Z(x; y) = exp (x ² + y ² )/2 · sin(2px)
cos(2px), 0<x,y<2]: 

Naredba meshgrid iz vektora x i y priprema matrice X i Y, pogodne za računanje funkcije (matrice Z) korištenjem računskih operacija u smislu polja. Na taj način se funkcija Z(x,y) za sve parove (x, y) izračuna jednom jedinom 
naredbom, bez korištenja for petlje. 

Rezultat je sljedeća slika (prenesena ovdje iz Postscripta).