MATLAB/Octave 绘图标记在线上方而不是在线

Question

我想可视化一个函数的峰值，并且我想让它的标记出现在与它们关联的线的上方。

我制作了一个已经有峰值的最小示例，问题是如何正确可视化标记：

y = [0.1 0.3 10.0 1.0 0.5 0.1 24.0 0.6 0.1 0.2]
x = (1:length(y))
plot(x,y);

hold on;

peaks = [3 7];
plot(x(peaks), y(peaks), 'v', 'MarkerSize', 24);

print('-dpng', 'example.png', '-S640,480');

因此，标记显示在该行的中心，如下所示：

像这样仔细调整参数OFFSET可以达到我想要的结果：

plot(x(peaks), y(peaks)+OFFSET, 'v', 'MarkerSize', 24);

如下图，对于这个精确的例子OFFSET=2.56对导出的png有效，但是用交互式绘图和导出矢量图，又错了。

谁能推荐一种无需手动尝试/错误即可获得此结果的方法？

目前我正在使用带有 gnuplot 的 Octave 来导出到 latex+tikz，如果该解决方案可以在那里工作会很好。

在我的实际（更复杂）用例中，我将多条线一个接一个地绘制到同一个图中，并且 y 限制发生变化，因此不能轻易计算偏移量，因为标记大小不会随y 限制。

编辑：此外，我使用的是 semilogx 图，因此在图表内以 x/y 轴比例绘制线条会看起来失真。

Answer 1

一种方法是使用annotations，但有一些缺点（见下文）。

注释使您能够将各种图形对象放入图形中。关于它们的一件非常烦人的事情是它们在所谓的规范化坐标中工作， 它跨越整个图形窗口（不仅仅是绘图区域）并从 [0,0] 到 [1,1]，迫使您首先转换为这些坐标。我写了一个简单的函数来做到这一点，前提是你的绘图比例是线性的（如果你想要对数，你必须修改这个函数）：

## Convert from data coordinates to normalized figure coordinates.
function [xf yf] = figcoords(xa, ya)
    axp = get(gca, "position");
    lf = axp(1);
    bf = axp(2);
    rf = lf + axp(3);
    tf = bf + axp(4);

    xl = xlim();
    yl = ylim();
    la = xl(1);
    ra = xl(2);
    ba = yl(1);
    ta = yl(2);

    xf = lf + (xa-la).*(rf-lf)./(ra-la);
    yf = bf + (ya-ba).*(tf-bf)./(ta-ba);
endfunction

解决了这个问题，您可以继续使用annotation 函数对绘图进行注释：

y = [0.1 0.3 10.0 1.0 0.5 0.1 24.0 0.6 0.1 0.2];
x = (1:length(y));
peaks = [3 7];

## Plot the data as you would normally
plot(x,y);

## Plot peak markers (no `hold on` needed)
[xp yp] = figcoords(peaks, y(peaks));    # Transform to figure coordinates
for coords = [xp; yp]
    xpi = coords(1);
    ypi = coords(2);
    annotation("arrow", [xpi xpi], [ypi+eps ypi]);
endfor

Plot with annotated peaks

在这里，我们实际上绘制了从顶部指向山峰的小箭头。 由于它们的高度非常小，我们只能看到箭头。 annotation 函数的参数是 x 和 y 坐标 箭头的端点。请注意，我们添加了一个小数字 (eps) 到起点的 y 值，使箭头指向下方。

如果需要，您可以调整标记的外观，使其更具视觉吸引力：

y = [0.1 0.3 10.0 1.0 0.5 0.1 24.0 0.6 0.1 0.2];
x = (1:length(y));
peaks = [3 7];

coloridx = get(gca, "ColorOrderIndex")
peakcolor = get(gca, "ColorOrder")(coloridx,:);    # Save current plot colour

plot(x,y);

## Plot peak markers
[xp yp] = figcoords(peaks, y(peaks));
for coords = [xp; yp]
    xpi = coords(1);
    ypi = coords(2);
    annotation("arrow", [xpi xpi], [ypi+eps ypi], "headstyle", "plain",...
        "color", peakcolor);
endfor

Plot with annotated peaks in the same color

缺点

尽管无论标记或绘图的大小如何，这种方法都可以正常工作，但也有一些缺点：

• 首先，注释相对于图形窗口 是固定的，而不是绘图。 当您第一次显示绘图时这很好，但是一旦您缩放 或平移，对齐丢失：当情节移动时，标记保持在原位。 如果您不需要交互式绘图（例如，您只想将其导出为图像）， 只需确保在添加注释之前设置绘图限制，您应该 没事。
• 其次，与使用 plot 函数。例如，在我的电脑上，当用 七个带注释的峰，在标记出现之前大约需要一秒钟。 绘制具有数千个峰值的信号几乎是不可能的。

Answer 2

关于 Matlab 部分，您可以自己绘制峰值标记。沿着这些方向（扩展你的例子）：

y = [0.1 0.3 10.0 1.0 0.5 0.1 24.0 0.6 0.1 0.2]
x = (1:length(y))
figure, plot(x,y);
leglengthx=0.2;
leglengthy=0.5;
hold on;

peaks = [3 7];
peaks_max=[10 24];

for ii=1:2
   line([peaks(ii) peaks(ii)+leglengthx],[peaks_max(ii) peaks_max(ii)+leglengthy]);
   line([peaks(ii) peaks(ii)-leglengthx],[peaks_max(ii) peaks_max(ii)+leglengthy]);
   line([peaks(ii)-leglengthx peaks(ii)+leglengthx],[peaks_max(ii)+leglengthy peaks_max(ii)+leglengthy]);
end

plot(x(peaks), y(peaks), 'v', 'MarkerSize', 24);

我已经添加了峰值的最大值，这不应该是自动提取的问题，以及控制标记三角形大小的两个变量。然后它只是为每个峰值绘制三条线。

我不知道这将如何转换为 Octave。

Answer 3

画小三角形怎么样？

y = [0.1 0.3 10.0 1.0 0.5 0.1 24.0 0.6 0.1 0.2];
x = (1:length(y));
peaks = [3 7];
plot(x,y);

hold on; line([peaks(1) peaks(1)+0.2], [y(x==peaks(1)) y(x==peaks(1))+1], 'color','b')
hold on; line([peaks(1) peaks(1)-0.2], [y(x==peaks(1)) y(x==peaks(1))+1], 'color','b')
hold on; line([peaks(1)+0.2 peaks(1)-0.2], [y(x==peaks(1))+1 y(x==peaks(1))+1], 'color','b')

hold on; line([peaks(2) peaks(2)+0.2], [y(x==peaks(2)) y(x==peaks(2))+1], 'color','b')
hold on; line([peaks(2) peaks(2)-0.2], [y(x==peaks(2)) y(x==peaks(2))+1], 'color','b')
hold on; line([peaks(2)+0.2 peaks(2)-0.2], [y(x==peaks(2))+1 y(x==peaks(2))+1], 'color','b')

如果峰值的 y 值存在于向量上的其他位置，则可能会出现问题。如果是这样，您可以为 find 函数指定 first 或其他匹配规范。