使用 Matlab 绘制带有纹理的柱状图

Ring_k

已于 2024-07-30 06:13:25 修改

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分类专栏： matlab 文章标签： matlab 信息可视化开发语言

于 2024-07-30 06:09:46 首次发布

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以下是效果

1. 在 Matlab 里安装两个额外的库： hatchfill2 和 legendflex。

（1）搜索并安装 hatchfill2，用来画纹理

(2) 搜索并安装 legendflex，用来画自定义的图例

2. 代码（说明见注释）

data = rand(8, 5);

% 图例文本，因为这个例子是 stacked bar chart, data 数组的每一行是一根柱子，每一列是其中的
% 一段，所以一共有 8 条柱子，每条都被分为了 5 段，每一段是一个 category.
legendData = {'Category 1', 'Category 2', 'Category 3', 'Category 4', 'Category 5'};

% 颜色数组，可以设置为任何喜欢的颜色，hex2rgb 会把 16 进制的颜色数据转化为 rgb 数组
color_vec = [
    hex2rgb("#005C53");
    hex2rgb("#9FC131");
    hex2rgb("#DBF227");
    hex2rgb("#D6D58E");
];

% 预定义的纹理组合，尽量让 texture_types 的数目和 color_vec 互质，这样轮询起来
% 可以得到的组合更多
texture_types = {
    struct('HatchStyle', 'single', 'HatchAngle', 45, 'HatchDensity', 20, 'HatchColor', 'black', 'HatchLineWidth', 0.5);
    struct('HatchStyle', 'single', 'HatchAngle', -45, 'HatchDensity', 20, 'HatchColor', 'black', 'HatchLineWidth', 0.5);
    struct('HatchStyle', 'single', 'HatchAngle', 90, 'HatchDensity', 20, 'HatchColor', 'black', 'HatchLineWidth', 0.5);
    struct('HatchStyle', 'single', 'HatchAngle', 0, 'HatchDensity', 20, 'HatchColor', 'w', 'HatchLineWidth', 0.5);
    struct('HatchStyle', 'cross', 'HatchAngle', 30, 'HatchDensity', 15, 'HatchColor', 'black', 'HatchLineWidth', 0.5);
};

% 创建图形并调整大小
figure('Position', [100, 100, 800, 600]);
hold on;

% 初始化柱状图对象单元数组
bars = cell(size(data, 1), 1);

% 绘制堆叠的柱状图并设置底色和纹理填充
for i = 1:size(data, 1)
    % 如果把'stacked'去掉，就会得到分组的柱状图
    b = bar(i, data(i, :), 'stacked', 'FaceColor', 'flat');
    bars{i} = b; % 存储主 bar 对象
    for j = 1:size(data, 2)
        color_idx = mod(j - 1, size(color_vec, 1)) + 1;
        texture_idx = mod(j - 1, length(texture_types)) + 1;
        b(j).FaceColor = color_vec(color_idx, :);
        % 应用纹理组合
        tex = texture_types{texture_idx};
        hatchfill2(b(j), tex);
    end
end

% 将 bars 转换为矩阵以用于 legendflex
barsMatrix = [bars{:}];

% 调整坐标轴的位置以给图例腾出空间，如果不设置，图例肯能会画到外面，只显示
% 一部分
pos1 = get(gca, 'Position');
set(gca, 'Position', [pos1(1), pos1(2), pos1(3) * 0.75, pos1(4)]);

% 创建自定义图例并设置位置
[legend_h, object_h, plot_h, text_str] = legendflex(barsMatrix, legendData, ...
    'FontSize', 14, 'ref', gca, 'anchor', [4 8], 'buffer', [10 0]);

% 为图例中的柱状图添加纹理填充
numPatches = numel(object_h) - numel(legendData); % 计算图例中需要添加纹理的补丁数量
for k = 1:numPatches
    texture_idx = mod(k - 1, length(texture_types)) + 1;
    tex = texture_types{texture_idx};
    hatchfill2(object_h(numel(legendData) + k), tex);
end

% 设置坐标轴属性
set(gca, 'FontSize', 14);
grid on;
% set(gca, 'XMinorTick', 'on', 'XMinorGrid', 'on', 'YMinorTick', 'on', 'YMinorGrid', 'on');

% 设置 x 轴和 y 轴范围
xlim([0, size(data, 1) + 1]);
ylim([0, max(sum(data, 2)) * 1.1]);

% 设置 x 轴刻度标签
set(gca, 'XTick', 1:size(data, 1), 'XTickLabel', arrayfun(@(x) sprintf('Group %d', x), 1:size(data, 1), 'UniformOutput', false));

% 显示图形
hold off;

% hex2rgb 函数
function rgb = hex2rgb(hex)
    hex = char(hex);
    assert(size(hex, 2) == 7 && hex(1) == '#', 'Input must be a char array of the form "#RRGGBB"');
    rgb = reshape(sscanf(hex(2:end), '%2x') / 255, 1, 3);
end

3. 图例位置调整

参考 legendflex的文档，anchor 参数里设两个数字，表示图片的哪个锚点和图例的哪个锚点对齐，例如，上述例子中 [4 8]， 4 表示图片的 east 锚点，8表示图例的 west 锚点。这一步让图例的左侧紧贴图片的右侧。buffer 参数定义图例的偏移量，[10 0]表示让图例向右偏移10个单位。

1 ('nw'): 西北角
2 ('n'): 北边中心
3 ('ne'): 东北角
4 ('e'): 东边中心
5 ('se'): 东南角
6 ('s'): 南边中心
7 ('sw'): 西南角
8 ('w'): 西边中心

如果图例显示不全，可以用 set(gca, 'Position', ...) 调整位置，给图例腾出空间。

参考