Návod na „hezké grafy“ z Matlabu Příklad

Návod na „hezké grafy“ z Matlabu
Ondřej Malík (malik.ondrej@fel.cvut.cz)
Základním požadavkem na každý graf je to, aby co nejlépe zobrazoval data, která chcete
prezentovat, tedy aby měl co největší vypovídací hodnotu. Nikdy proto nezapomeňte na
následující náležitosti:
popisky os, jednotky veličin,
nadpis grafu, který stručně vystihuje to, co graf zobrazuje,
legendu, nebo jiný vhodný způsob označení dat.
Pro dobrou čitelnost grafu ve výsledném dokumentu je dále zapotřebí:
použít vhodnou velikost písma,
použít vhodné tloušťky čar (vzhledem k účelu dokumentu – do tištěného dokumentu
stačí tenčí, do prezentace naopak silnější),
většinou k lepší orientaci přispěje i zobrazení mřížky, záleží ale na konkrétním grafu,
pro tisk, ale i pro export do PDF, je vždy nejlepší grafy vkládat ve vektorovém
formátu – graf je potom kvalitně vytištěn i při zvětšení na větší formát, než se kterým
jste původně počítali, v PDF lze téměř libovolně zvětšovat bez větší ztráty kvality
apod.
V Matlabu k dosažení výše uvedených náležitostí pomohou zejména:
příkazy xlabel, ylabel, title, legend, grid,
u každé figure pak volba Edit/Axes Properties pro nastavení rozsahu os,
u každé figure volba File/Export Setup pro nastavení exportu grafu ve vektorovém
formátu.
Příklad
Na jednoduchém příkladu ukážeme jak takový graf vytvořit. Následujícími příkazy
vykreslíme do jednoho grafu funkce sin(t) a sin(2t) v rozsahu (0;4:
t = 0:0.01:4*pi;
plot(t,sin(t),'b'); % Vykreslime modre funkci sin(t)
hold on;
plot(t,sin(2*t),'r'); % Vykreslime cervene funkci sin(2t)
Přidáme popisky os, legendu (budeme předpokládat, že veličina v grafu je například napětí),
název grafu, mřízku. V nadpisu je uvedena ukázka zápisu speciálních znaků (symboly, horní,
dolní indexy) pomocí LaTeXové notace, kterou Matlab podporuje:
title('Ukázkový graf - funkce sinus (Ukázka zápisu speciálních znaků
LaTeXovou notací: \Deltax_{1}^{2a})');
xlabel('Čas [s]');
ylabel('Napětí [V]');
legend('sin(t)','sin(2t)');
grid on;
Pokud bychom takový obrázek chtěli vložit pomocí print screen, dostaneme výsledek jako na
obr. 1. Šedé pozadí ale není pěkné, navíc Matlab nezvolil nejšťastnější rozsahy os – v části
grafu již nejsou žádná data, naopak v ose y je graf až ke krajům, což nepůsobí nejlépe.

Obr. 1: Graf vložený pomocí print screen
Pomocí Edit/Axes Properties tedy nastavíme rozsahy os – osu x na (0;4, osu y například
na (-1,05;1,05), viz Obr. 2.
Obr. 2: Graf po úpravě rozsahů os

Napětí [V]
2a
Ukázkový graf - funkce sinus (Ukázka zápisu speciálních znaků LaTeXovou notací: x )
1
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1
sin(t)
sin(2t)
0 2 4 6
Čas [s]
8 10 12
Obr. 3: Graf exportovaný ve vektorovém formátu – požadovaný výsledek tohoto postupu
Obr. 4: Graf exportovaný ve formátu .jpg

Výsledek je již o něco lepší, nyní již stačí graf exportovat bez šedého pozadí a ve vektorovém
formátu. Ve volbě File/Export Setup nastavíme vše potřebné
v záložce Size nastavíme šířku například na 15 cm (šířka A4 je 21cm – 5cm okraje a
1 cm rezerva), výšku ponecháme automatickou, což zajistí zachování poměru stran,
v záložce Fonts nastavíme velikost písma např. na 10 bodů,
v záložce Lines zaškrtneme volbu „Custom width“ a podle potřeby nastavíme buď
fixní tloušťku (vhodné jsou např. 2b), nebo nastavíme zvětšení v procentech,
tato nastavení můžete uložit jako vlastní profil v oblasti Export Styles,
jak se nastavení projeví na grafu zjistíme tlačítkem „Apply to figure“
Ve chvíli kdy jsme spokojeni, aplikujeme nastavení pomocí tlačítka „Apply to figure“ a
následně tlačítkem „Export“ uložíme graf ve správném formátu:
formát .emf pro MS Office,
formát .eps pro LaTeX.
Výsledný graf je zobrazen v obr. 3. Pro srovnání je v obr. 4 ten samý graf ve formátu .jpg –
zkuste si grafy zvětšit a pozorujte rozdíly v kvalitě. Soubor s grafem ve vektorovém formátu
má navíc menší velikost.
Na závěr ještě malá demonstrace důležitosti nastavení rozměru grafu při exportu. Pokud
bychom s grafem například pracovali na celé obrazovce (v mém případě rozlišení 1920x1200
bodů) a export provedli při této velikosti bez nastavení šířky grafu, výsledek by vypadal jako
na obr. 5. Tento výsledek je daný faktem, že graf bylo třeba výrazně zmenšit, aby se vešel na
A4, což má za důsledek nečitelné popisky i přesto, že mají stále velikost 10 bodů.
Napětí [V]
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1
2a
Ukázkový graf - funkce sinus (Ukázka zápisu speciálních znaků LaTeXovou notací: x )
1
0 2 4 6 8 10 12
Čas [s]
Obr. 5: Export z maximalizovaného okna bez nastavení šířky grafu
Při splnění těchto jednoduchých kroků můžete jednoduše dosáhnout kvalitních grafů (tedy
podobných grafu na obr. 3, jen jistě obsahově mnohem bohatších), čímž potěšíte svého
cvičícího při opravování domácích úkolů, laboratorních prací a postup využijete i ve své
bakalářské či diplomové práci.
sin(t)
sin(2t)