第3部分MATLAB圖形初步ppt課件

1、第3章 MATLAB圖形初步編者 Outlinen3.1 MATLAB圖形窗口圖形窗口n3.2 二維圖形的繪制二維圖形的繪制n3.3 二維圖形的修飾二維圖形的修飾n3.4 三維圖形的繪三維圖形的繪n3.5 圖形的編輯圖形的編輯n3.6 動(dòng)畫(huà)的制造動(dòng)畫(huà)的制造3.1 MATLAB圖形窗口 MATLAB繪圖函數(shù)和繪圖工具的輸出都顯示在MATLAB命令窗口外的一個(gè)圖形窗口中，如下圖就是一個(gè)典型的MATLAB圖形窗口。 圖 MATLAB圖形窗口3.2 二維圖形的繪制 1. 1.根本繪圖函數(shù)根本繪圖函數(shù) MATLAB MATLAB中繪制二維圖形的根本函數(shù)。中繪制二維圖形的根本函數(shù)。 2. 2.子圖的繪制子

2、圖的繪制 有時(shí)出于節(jié)省空間或?qū)讉€(gè)類(lèi)似圖形進(jìn)展比較等目的，在同一個(gè)圖形窗口有時(shí)出于節(jié)省空間或?qū)讉€(gè)類(lèi)似圖形進(jìn)展比較等目的，在同一個(gè)圖形窗口中需求設(shè)置多個(gè)坐標(biāo)軸。中需求設(shè)置多個(gè)坐標(biāo)軸。MATLABMATLAB中實(shí)現(xiàn)這一目的的函數(shù)主要是中實(shí)現(xiàn)這一目的的函數(shù)主要是subplotsubplot。運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)。運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果圖如示。果圖如示。 圖圖 子圖繪制子圖繪制3.3.交互式繪圖交互式繪圖 在在MATLABMATLAB中提供了幾個(gè)與鼠標(biāo)操作有關(guān)的命令，也就是交互式圖形中提供了幾個(gè)與鼠標(biāo)操作有關(guān)的命令，也就是交互式圖形命令，常用的有命令，常用的有g(shù)inputginput和和gtextgtext。交互式繪圖如下圖。

3、交互式繪圖如下圖。 圖圖 交互式繪交互式繪圖圖3.3 二維圖形的修飾1.圖形標(biāo)注圖形標(biāo)注圖題標(biāo)注圖題標(biāo)注 在在MATLAB中，提供了函數(shù)中，提供了函數(shù)title來(lái)實(shí)現(xiàn)圖題標(biāo)注，該函來(lái)實(shí)現(xiàn)圖題標(biāo)注，該函數(shù)的調(diào)用格式為：數(shù)的調(diào)用格式為： 坐標(biāo)軸標(biāo)注坐標(biāo)軸標(biāo)注 函數(shù)函數(shù)xlabel、ylabel和和zlabel分別用于在坐標(biāo)軸的分別用于在坐標(biāo)軸的x軸、軸、y軸和軸和z軸標(biāo)注，它們的運(yùn)用方法和軸標(biāo)注，它們的運(yùn)用方法和title函數(shù)類(lèi)似。函數(shù)類(lèi)似。 圖圖 圖題標(biāo)注與圖題標(biāo)注與坐標(biāo)軸標(biāo)注坐標(biāo)軸標(biāo)注圖例標(biāo)注圖例標(biāo)注 圖例可以用來(lái)標(biāo)注圖形中不同顏色、線型的數(shù)據(jù)組的實(shí)踐圖例可以用來(lái)標(biāo)注圖形中不同顏色、線型的數(shù)據(jù)

4、組的實(shí)踐意義，用戶(hù)可以運(yùn)用意義，用戶(hù)可以運(yùn)用legend函數(shù)來(lái)添加圖例，該函數(shù)的調(diào)用格式很多。函數(shù)來(lái)添加圖例，該函數(shù)的調(diào)用格式很多。文本標(biāo)注文本標(biāo)注 文本可以標(biāo)注在圖形中的任何位置，包括坐標(biāo)軸外的位置，文本可以標(biāo)注在圖形中的任何位置，包括坐標(biāo)軸外的位置，MATLAB提供了兩個(gè)文本標(biāo)注函數(shù)：提供了兩個(gè)文本標(biāo)注函數(shù)：gtext和和text。線條、箭頭和圖框標(biāo)注線條、箭頭和圖框標(biāo)注 在圖形中添加線條、箭頭標(biāo)注可以起到明在圖形中添加線條、箭頭標(biāo)注可以起到明確的指示作用，而圖框標(biāo)注那么能提高圖形的美觀程度，這幾類(lèi)元素的確的指示作用，而圖框標(biāo)注那么能提高圖形的美觀程度，這幾類(lèi)元素的標(biāo)注都可以經(jīng)過(guò)標(biāo)注都可以

5、經(jīng)過(guò)annotation函數(shù)實(shí)現(xiàn)。函數(shù)實(shí)現(xiàn)。 圖圖 線條、箭頭線條、箭頭和圖框標(biāo)注和圖框標(biāo)注坐標(biāo)軸的控制坐標(biāo)軸的控制設(shè)置坐標(biāo)軸范圍設(shè)置坐標(biāo)軸范圍 在在MATLABMATLAB中，設(shè)置坐標(biāo)軸范圍主要采用中，設(shè)置坐標(biāo)軸范圍主要采用axisaxis和和xlimxlim或或ylimylim、zlimzlim函數(shù)，常用的調(diào)用格式為：函數(shù)，常用的調(diào)用格式為： 設(shè)置坐標(biāo)軸顯示方式設(shè)置坐標(biāo)軸顯示方式 在在MATLABMATLAB中，坐標(biāo)軸的顯示方式有很多，中，坐標(biāo)軸的顯示方式有很多，運(yùn)轉(zhuǎn)如下圖。運(yùn)轉(zhuǎn)如下圖。 圖圖 坐標(biāo)軸的不同顯示方式坐標(biāo)軸的不同顯示方式網(wǎng)格線和坐標(biāo)框網(wǎng)格線和坐標(biāo)框 MATLAB MATLAB

6、中運(yùn)用函數(shù)中運(yùn)用函數(shù)gridgrid來(lái)顯示網(wǎng)格線，坐標(biāo)框來(lái)顯示網(wǎng)格線，坐標(biāo)框可以由函數(shù)可以由函數(shù)boxbox顯示。顯示。3.4 三維圖形的繪制1.三維曲線圖的繪制三維曲線圖的繪制 維曲線圖描畫(huà)的是向量維曲線圖描畫(huà)的是向量 沿著一條平面曲線變化時(shí)，沿著一條平面曲線變化時(shí)， 隨之變化的情隨之變化的情況。況。MATLAB中繪制三維曲線圖的函數(shù)主要是中繪制三維曲線圖的函數(shù)主要是plot3，其運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果如下，其運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果如下圖。圖。 圖圖 三維三維曲線圖的繪制曲線圖的繪制2. 三維網(wǎng)格圖的繪制三維網(wǎng)格圖的繪制 在在MATLAB中，用戶(hù)可以運(yùn)用中，用戶(hù)可以運(yùn)用mesh、meshc和和meshz這三個(gè)函這三個(gè)函

7、數(shù)創(chuàng)建網(wǎng)格圖，其中數(shù)創(chuàng)建網(wǎng)格圖，其中mesh函數(shù)創(chuàng)建普通的網(wǎng)格圖，函數(shù)創(chuàng)建普通的網(wǎng)格圖，meshc函數(shù)創(chuàng)建帶函數(shù)創(chuàng)建帶等高線的網(wǎng)格圖，而等高線的網(wǎng)格圖，而meshz函數(shù)創(chuàng)建帶函數(shù)創(chuàng)建帶“圍裙的網(wǎng)格圖，它們的調(diào)用圍裙的網(wǎng)格圖，它們的調(diào)用格式完全一樣，以格式完全一樣，以mesh函數(shù)為例。運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果如下圖。函數(shù)為例。運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果如下圖。 圖圖 Butterworth低通低通濾波器的三維網(wǎng)格圖濾波器的三維網(wǎng)格圖3.三維曲面圖的繪制三維曲面圖的繪制 在在MATLAB中，用戶(hù)可以運(yùn)用中，用戶(hù)可以運(yùn)用surf、surfc和和surfl這三個(gè)函數(shù)來(lái)這三個(gè)函數(shù)來(lái)創(chuàng)建三維曲面圖，其中創(chuàng)建三維曲面圖，其中surf函數(shù)是繪

8、制三維曲面圖的根本指令，函數(shù)函數(shù)是繪制三維曲面圖的根本指令，函數(shù)surfc繪制帶有等高線的三維曲面圖，而函數(shù)繪制帶有等高線的三維曲面圖，而函數(shù)surfl可以控制光照效果，可以控制光照效果，surf和和surfc函數(shù)的用法類(lèi)似于函數(shù)的用法類(lèi)似于mesh函數(shù)。運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果如下圖。函數(shù)。運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果如下圖。 圖圖 不同繪圖方不同繪圖方式表現(xiàn)三維圖形式表現(xiàn)三維圖形3.5 圖形的編輯1.圖形窗口編輯方式圖形窗口編輯方式 MATLAB圖形窗口除了用于顯示繪圖函數(shù)的結(jié)果，另外，它還提供了一個(gè)繪圖形窗口除了用于顯示繪圖函數(shù)的結(jié)果，另外，它還提供了一個(gè)繪圖工具圖工具Plot Tool組件，如下圖。除了可以運(yùn)用該繪圖工具

9、組件來(lái)編輯圖形外，組件，如下圖。除了可以運(yùn)用該繪圖工具組件來(lái)編輯圖形外，我們還可以將其保管為我們還可以將其保管為M文件，這樣即可實(shí)現(xiàn)圖形自動(dòng)化編程的過(guò)程。文件，這樣即可實(shí)現(xiàn)圖形自動(dòng)化編程的過(guò)程。 圖圖 繪圖工具組件繪圖工具組件2.圖形句柄編輯方式圖形句柄編輯方式 MATLAB在創(chuàng)建每一個(gè)圖形對(duì)象時(shí)，都會(huì)為該對(duì)象分配獨(dú)一的一在創(chuàng)建每一個(gè)圖形對(duì)象時(shí)，都會(huì)為該對(duì)象分配獨(dú)一的一個(gè)數(shù)值，稱(chēng)為圖形對(duì)象句柄。由圖形創(chuàng)建函數(shù)產(chǎn)生的每一個(gè)對(duì)象都是個(gè)數(shù)值，稱(chēng)為圖形對(duì)象句柄。由圖形創(chuàng)建函數(shù)產(chǎn)生的每一個(gè)對(duì)象都是圖形對(duì)象，包括圖形窗口、坐標(biāo)軸、線條、曲面和文本等，這些對(duì)象圖形對(duì)象，包括圖形窗口、坐標(biāo)軸、線條、曲面和文本

10、等，這些對(duì)象按父對(duì)象和子對(duì)象組成層次構(gòu)造。如下圖。按父對(duì)象和子對(duì)象組成層次構(gòu)造。如下圖。 圖圖 句柄圖形對(duì)句柄圖形對(duì)象層次構(gòu)造象層次構(gòu)造3.6 動(dòng)畫(huà)的制造MATLAB中動(dòng)畫(huà)的制造主要有以下兩種方式：電影動(dòng)畫(huà)：在保管多幅圖像后以電影的方式播放出來(lái)，這種方式適用于獲取一幅圖像時(shí)間較長(zhǎng)的情況，用戶(hù)可以在計(jì)算出一切圖像后反復(fù)察看圖像變化過(guò)程。實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà)：在圖形窗口中不斷地計(jì)算并畫(huà)出圖形，在當(dāng)前圖形窗口中只顯示利用當(dāng)前參數(shù)計(jì)算所得的圖片，這樣看起來(lái)就具有動(dòng)畫(huà)效果了。這種方式適用于獲得圖像時(shí)間較短的情況。電影動(dòng)畫(huà)電影動(dòng)畫(huà) MATLAB中，創(chuàng)建電影動(dòng)畫(huà)的過(guò)程主要分為以下中，創(chuàng)建電影動(dòng)畫(huà)的過(guò)程主要分為以下2個(gè)步

11、驟：個(gè)步驟：1調(diào)用調(diào)用moviein函數(shù)對(duì)內(nèi)存進(jìn)展初始化該步驟在函數(shù)對(duì)內(nèi)存進(jìn)展初始化該步驟在MATLAB 5.3以上均以上均可省略可省略)，創(chuàng)建一個(gè)足夠大的矩陣，使之可以包容基于當(dāng)前坐標(biāo)軸大小，創(chuàng)建一個(gè)足夠大的矩陣，使之可以包容基于當(dāng)前坐標(biāo)軸大小的一系列指定的圖形此處稱(chēng)為幀。的一系列指定的圖形此處稱(chēng)為幀。2調(diào)用調(diào)用getframe函數(shù)生成每個(gè)幀。該函數(shù)可以捕捉動(dòng)畫(huà)幀，并保管到函數(shù)生成每個(gè)幀。該函數(shù)可以捕捉動(dòng)畫(huà)幀，并保管到矩陣中。普通將該函數(shù)放到矩陣中。普通將該函數(shù)放到for循環(huán)中得到一系列的動(dòng)畫(huà)幀。循環(huán)中得到一系列的動(dòng)畫(huà)幀。運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果如下圖。運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果如下圖。 圖圖 制造莫比烏斯制造莫比烏斯帶的某一幀帶的某一幀實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà)實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà) MATLAB中，創(chuàng)建擦除重繪動(dòng)畫(huà)的過(guò)程分為以下三步：中，創(chuàng)建擦除重繪動(dòng)畫(huà)的過(guò)程分為以下三步