Weiter geht es mit dem dritten Teil der Reihe rund um das Programm Matlab. Das letzte Thema war die Wahrheit – und was man mit dem zugehörigen Datentyp Boolean alles anstellen kann.

Dieses Mal soll es um etwas gehen, was in keinem Film und keiner wissenschaftlichen Arbeit fehlen darf: ein guter Plot! Als grafische Darstellung von Daten, Sachverhalten oder Funktionen können Plots Thesen untermauern und Zusammenhänge erklären sowie visualisieren. Dass man dabei auch genug verkehrt machen kann, kann man sich denken. Eine schlechte Visualisierung der Daten kann das Gegenteil vom gewünschten Effekt bewirken. Deshalb an dieser Stelle einige Tipps was überhaupt in Matlab alles möglich ist.

Der wohl am häufigsten verwendete Darstellungstyp ist der Kurvenplot. Mithilfe des Befehls plot(X,Y); lassen sich die Daten X und Y gegeneinander auftragen. Standardmäßig wird er in einer neuen Figur (englisch: Figure) dargestellt. Dabei ist es durch
plot(X1,Y1,X2,Y2,…);
möglich, mehrere Kurven in einen Plot einzuzeichnen. Alternativ kann insbesondere bei vielen Kurven in einem Plot der hold-Befehl übersichtlicher sein. Alles, was zwischen hold on; und hold off; geplottet werden soll, landet in derselben Figure.

Doch eine Kurve alleine sagt wenig aus. Die wohl wichtigsten Informationen, die gerne vergessen werden, sind die Achsenbeschriftungen. Schon zu Schulzeiten gab es für das Weglassen selbiger im Mathematik-Unterricht Punktabzüge. Deshalb sollten sie bei der Abgabe von Übungszetteln und in wissenschaftlichen Arbeiten auf jeden Fall dabei sein. Möglich wird das in Matlab mit den Befehlen xlabel bzw. ylabel. Die Syntax lautet dafür
xlabel('Achsenbezeichnung');.
Neben den Achsen sollte auch noch der gesamte Plot betitelt werden – falls eine zusätzliche Beschreibung des Textes nicht bereits vorgesehen ist. Realisiert wird das durch den title-Befehl, der sich in der Syntax von den vorherigen nicht unterscheidet. Die Bezeichnung ist dabei ein String, also eine Zeichenkette. Neben normalen Buchstaben und Zeichen lässt sich noch einiges mehr verwenden. So ist es möglich, die Zahlwerte von Variablen einzubinden. Dazu muss die Variable vom Zahlenformat durch den num2str-Befehl in das Stringformat umgewandelt werden. Um das Ganze mit Textbausteinen zu kombinieren, können komplexere Strings durch Arrays von Teilstrings realisiert werden. Hat z.B. die Variable x den Wert 2, so ergibt die Eingabe
[ 'Abbildung' ,num2str(x),': Beispielplot' ]
den String
'Abbildung 2: Beispielplot'.
Weiter ist die Verwendung von LaTeX-Code innerhalb von Achsen-Labels und weiteren Beschriftungen möglich. Dazu müssen, wie aus LaTeX bekannt, um die mathematische Formel $-Zeichen gesetzt werden. Zusätzlich muss Matlab gesagt werden, dass es das geschriebene als LaTeX-Code zu interpretieren hat, indem als weitere Argumente an den Befehl folgendes angefügt wird:

xlabel(‘$\mathcal{A}$’,’Interpreter’,’latex’);

Doch die Erwartungen sollten nicht zu hoch sein. Dadurch, dass ohne weiteres keine zusätzlichen LaTeX-Pakete eingebunden werden können, ist die Auswahl an möglichen Formeln beschränkt. Brüche aus Zahlen, griechische Buchstaben und ein paar Formatierungen sind jedoch möglich.

Bei mehreren Plots in einer Figure ist auch die Form und Farbe der Plots wichtig, um die verschiedenen Graphen zu unterscheiden. Matlab bietet eine Vielzahl an Möglichkeiten, das zu gewährleisten. Die Beschreibungsparameter werden dem Plot-Befehl beigefügt:

plot(X,Y,'StyleParameter','Parameterstring');

Davon können beliebig viele nacheinander geschrieben werden. Hier eine Übersicht über die wichtigsten Parameter. Natürlich gibt es noch einige mehr, sie können in der Matlab-Dokumentation nachgeschlagen werden.

  • 'LineStyle' – Linienart: Die Kurven können zum Beispiel durchgehend ('.'), gestrichelt ('--'), gepunktet (':') werden – oder ganz weggelassen werden ('none').
  • 'LineWidth' – Linienbreite: Die Linienbreite lässt sich mithilfe dieses Parameters steuern, der Wert wird in Punktbreite als Zahl angegeben.
  • 'Color' – Farbe: Die Farbe kann auf zweierlei Weise beschrieben werden: Durch ein RGB-Tripel [R G B], wobei die Werte zwischen 0 und 1 angenommen werden. Für einige standardmäßige Farben ist es auch möglich, einen String anzugeben, z.B. 'yellow' oder 'red'.

Zuletzt sollte dem Leser auch beschrieben werden, welcher Plot zu welchem Datenset gehört: Stichwort dafür ist die Legende. Der zugehörige Matlab-Befehl ist legend mit der Syntax

legend('Name1', 'Name2',..., 'NameN','Location','Wert','Orientation','Wert');

Die Reihenfolge der Namen ist dabei diejenige, in der die Graphen geplottet wurden. Der Parameter Location beschreibt die Position der Legende im Plot und wird durch die Himmelsrichtungen beschrieben, z.B. 'west' oder 'northeast'. Der Parameter 'Orientation' beschreibt, ob die Lengendeneinträge 'vertical' oder 'horizontal' angeordnet werden. Der Standardwert ist dabei vertikal.

Es gibt in Matlab noch viele weitere Möglichkeiten, die ermittelten beziehungsweise verwendeten Daten sinnvoll und gut ansehnlich darzustellen. Die äußere Darstellung sollte nicht unterschätzt werden – sie trägt maßgeblich zum Eindruck bei. In der nächsten Ausgabe gibt es weitere Tipps und Tricks rund um das Programm Matlab.

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