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制图

使用图形绘制地图

要将数据可视化，您需要下载 Plots 软件包：

using Plots

让我们来看看使用 Plots 软件包绘制图表的几项典型任务：

绘制单个信号图 - 使用 Plots 软件包处理数据可视化并绘制信号图。 
using Plots # загружает пакет Plots
x = 0:0.01:10 # создает временной 向量 от 0 до 10 с шагом 0.01
y = sin.(x) # вычисляется синус для каждого элемента временного 向量а (x)
plot(x, y, xlabel="Время", ylabel="Амплитуда", title="График синусоидального сигнала") # строит график синусойды с временной осью на оси x и амплитудой на оси y

执行代码后，您将自动获得正弦信号的图形：

visualization plot 1

为多个信号绘制图表 - 使用 Plots 软件包在一个图表上绘制多个信号。 
using Plots
x = 0:0.01:10
y1 = sin.(x)
y2 = cos.(x)
plot(x, y1, label="Signal 1")
plot!(x, y2, label="Signal 2") # используется plot! с восклицательным знаком для добавления нового сигнала на график

执行代码后，您将自动分别获得正弦和余弦信号的两幅图：

visualization plot 2

您可以在不同的图形上输出信号，这样代码就会如下所示：

using Plots

x = 0:0.01:10
y1 = sin.(x)
y2 = cos.(x)

plot(
    plot(x, y1, label="Signal 1"),
    plot(x, y2, label="Signal 2"),
    layout = 2 # задается количество графиков, значение не может быть ниже числа описываемых plots (в нашем случае не ниже 2)
)

执行代码后，您将自动获得正弦和余弦信号的图形：

visualization plot 3

自定义图表 - 根据您的偏好自定义图表显示。
有关图表设置属性的更详细列表，请参阅Attributes 。

假设有一个正弦信号图：

using Plots
x = 0:0.01:10
y = sin.(x)
plot(x, y, xlabel="Время", ylabel="Амплитуда")

visualization plot 1

您可以使用 label="Legend Name" 结构为图表上的图例命名。例如

using Plots
x = 0:0.01:10
y = sin.(x)
plot(x, y, label="Синусоида", xlabel="Время", ylabel="Амплитуда") # вместо y1 легенда получила имя "Синусоида"

visualization new 1

通过指定 legend = false 可以完全删除图例：

using Plots
x = 0:0.01:10
y = sin.(x)
plot(x, y, ylabel="Амплитуда", xlabel="Время", legend = false)

visualization new 2

例如，您还可以指定一个轴值范围：

using Plots
x = 0:0.01:10
y = sin.(x)
plot(x, y, xlims=(0, 5), ylims=(-1, 1), xlabel="Время", ylabel="Амплитуда")

visualization new 3

这种方法不会限制数据，只会改变图表的可见范围，而完整的数据集则保持不变。要限制数据，应使用过滤功能，例如

using Plots
x = 0:0.01:10
y = sin.(x)
x_filtered = x[x .<= 5] # фильтруем значения x
y_filtered = y[x .<= 5] # фильтруем значения y
plot(x_filtered, y_filtered, xlabel="Время", ylabel="Амплитуда")

这里的代码只针对正弦波形的前半部分，x 和 y 数组对应于指定的范围。

Plots 软件包提供了多种自定义图形外观的可能性，例如

using Plots
x = 0:0.01:10
y = sin.(x)
plot(x, y, line=:dashdot, color=:red, linewidth=2, xlabel="Время", ylabel="Амплитуда")

在这里，图表线变成了带点的虚线 (line=:dashdot)，线的颜色变成了红色 (color=:red)，宽度等于 2 (linewidth=2)。

visualization new 4

在某些情况下，调整数据点标记也很有用，例如

using Plots
x = 0:0.1:2π
y = sin.(x)
plot(x, y, xlabel="Время", ylabel="Амплитуда", marker=:circle, markersize=8, markerstrokewidth=2, markerstrokealpha=0.8, color=:blue)

这里绘制的正弦曲线图带有坐标轴标题（xlabel, ylabel），标记为圆形（marker=:circle），标记大小为`8`（markerize=8），描边宽度为`2`（markerstrokewidth=2），描边透明度为`0.8`（markerstrokealpha=0.8），线条颜色为蓝色（color=:blue）。

visualization new 5

可以使用正方形或其他支持的几何图形（如正方形）代替圆形标记：

visualization new 6

例如，图表设计中最常用的方法之一就是减少标记的数量，同时保持线条的完整：

x = 0:0.1:10 # Используем один и тот же шаг
y = sin.(x)

plot(x, y, xlabel="Время", ylabel="Амплитуда", label="Полная синусоида", color=:blue, linewidth=2)
scatter!(x, y, label="Маркеры", color=:red)

scatter!(x,y,label="Markers",color=:red)`命令根据`x`和`y`数据在现有图表中添加红色标记，并显示图例 "Markers"。

visualization new 7

将图形保存为图片 - 使用 savefig 命令将生成的图形保存到 Engee 文件浏览器。 
savefig("my_plot.png")

执行代码后，您会收到一条关于保存文件路径的信息：

*输出：

"/user/my_plot.png"

使用命令行 中的 Plots 绘制的图形将在graphs icon 1 Engee 的 Graphs 窗口中以单独的图形选项卡显示：

plots graph 1 cn-> plots graph cn

在 Plots 软件包中有几种不同的图形显示方法—​后端。选择哪种后端取决于您的任务。下表将帮助您选择更合适的方法。

使用 PlotlyJS.jl 创建 3D 图形可能会在将脚本转换为 HTML/PDF 格式以及向社区发布时产生问题。

当使用Plots.jl 库和 plotlyjs 后端时，就不会出现这个问题。
可视化要求 图形后端

速度

gr, unicodeplots

交互性

plotlyjs

美观

plotlyjs、gr

命令行绘图

unicodeplots

绘制空间曲线

plotlyjs, gr

构建曲面

gr

二维绘图

任何后端都可以绘制二维曲线。要缩放图形并选择曲线上的特定点，让我们连接 plotlyjs 图形显示方法：

plotlyjs();

plot 函数用于创建二维曲线图。

如果在 plot 命令末尾加上分号，命令会执行，但不会显示绘图。 
x = [-10:10;];
y = x.^2;
plot(x,y)
输出

plotting 1

要在现有图形中添加图形，请添加感叹号，使其成为 plot!()。您可以在坐标轴和图形上签名，添加标题，更改线条和背景样式：

plot!(2x, y, xlabel="X", ylabel="X^2", title="Парабола", linecolor =:red, bg_inside =:yellow, line =:dashdot, label = "X^2")
输出

plotting 2

空间曲线

使用 plot 还可以绘制三维图形：

y = x;
z1 = x.^2;
plot(x,y,z1, xlabel="X", ylabel="Y", zlabel="Z", linecolor =:green, label = "X^2")
输出

plotting 3

y = -x;
z2 = x.^2;
plot!(x,y,z2, xlabel="X", ylabel="Y", zlabel="Z", linecolor =:red, label = "Y^2")
输出

plotting 4

使用 PlotlyJS 绘制图形

可视化数据的第二种方法是使用另一个库 PlotlyJS。

using PlotlyJS

如果您以前使用过 Plots 库，函数名称可能会有冲突。因此，我们将以如下方式调用绘图函数：

PlotlyJs.<имя_функции>

PlotlyJS 库的缺点之一是需要刚性类型。因此，您必须执行额外的类型转换才能构建曲面。但使用 PlotlyJS 时，您无需选择和连接后端！

二维图形

要绘制图形，需要创建一个对象来描述要绘制的曲线、曲面等。可以使用散点图函数 scatter 绘制二维图形，并在设置中指定类型为直线。

... mode = "lines"

在本例中，选择的类型是带标记的行。

line1 = PlotlyJS.scatter(x=2018:2022, y=[7.632, 7.769, 7.809, 7.842, 7.841], mode="lines+markers", name="Finland", line_color="purple");
line2 = PlotlyJS.scatter(x=2018:2022, y=[6.419, 6.300, 6.376, 6.330, 6,125], mode="lines+markers", name= "Brazil", line_width=0.5);

现在可以创建一个对象，在其中设置图表外观的参数。如果需要统一风格的图表，这种方法非常方便。该库允许您使用大量外观设置。您可以在图表上签名，选择线条的粗细和颜色（颜色的选择可以通过不同的方式设置）。

layout = PlotlyJS.Layout(title="Gross National Happiness", xaxis_range=[2018, 2022], yaxis_range=[5, 8], paper_bgcolor="RGB(250,249,245)", plot_bgcolor="#F5F3EC");

plot 函数用于绘制图表。如果要绘制多个图形，应将它们写成一个向量：

PlotlyJS.plot([line1, line2], layout)
输出

plotting 5

空间曲线

绘制空间曲线的对象由 scatter3d 函数创建。

x = [-10.0:10.0;];
cubic = PlotlyJS.scatter3d(x=x, y=-x, z=x.^3, mode="lines");
PlotlyJS.plot(cubic)
输出

plotting 6

表面

让我们使用 surface 函数建立一个由抛物面定义的曲面。首先，我们需要确保数据类型正确。x 和 y 中的坐标可以是一维数组，也可以是二维数组。当转置向量 y = x' 时，结果类型不是数组：

println("Тип y = x': " ,typeof(x'));

因此，在构建曲面之前，必须转换向量 y 的类型：

y = vec(collect(x'));
z = (x.^2).+((x').^2);

让我们检查一下数据类型：

println("Тип x: " ,typeof(x));
println("Тип y: " ,typeof(y));
println("Тип z: " ,typeof(z));
paraboloid = PlotlyJS.surface(x=x, y=y, z=z);
PlotlyJS.plot(paraboloid)
输出

plotting 7

实用链接

  1. 命令行

  2. 脚本编辑器

  3. Tutorial