MATLAB R2008圖形與動畫編程實(shí)例教程

2009年4月
第1章 MATLAB及GUI的介紹1
1.1 MATLAB的概貌1
1.1.1 MATLAB的發(fā)展1
1.1.2 MATLAB的應(yīng)用功能2
1.1.3 MATLAB的特點(diǎn)3
1.1.4 MATLAB功能演示6
1.2 MATLAB的啟動與退出8
1.3 MATLAB的集成環(huán)境8
1.3.1 MATLAB的工作界面9
1.3.2 命令窗口10
1.3.3 歷史命令窗口14
1.3.4 當(dāng)前目錄瀏覽器窗口14
1.3.5 工作空間瀏覽器窗口15
1.3.6 數(shù)組編輯器窗口17
1.3.7 M文件編輯窗口17
1.3.8 MATLAB搜索路徑18
1.4 MATLAB幫助系統(tǒng)19
1.4.1 幫助命令19
1.4.2 幫助窗口20
1.4.3 演示系統(tǒng)21
1.5 GUI圖形界面概述22
1.5.1 GUI的基本概念22
1.5.2 GUI的層次結(jié)構(gòu)22
1.5.3 利用GUIDE創(chuàng)建GUI23
1.5.4 利用編程創(chuàng)建GUI25
第2章 MATLAB的二維繪圖27
2.1 二維繪圖基本流程27
2.2 二維圖形的基本繪圖命令28
2.3 二維圖形的修改33
2.3.1 坐標(biāo)軸的調(diào)整33
2.3.2 添加或取消網(wǎng)格線38
2.3.3 坐標(biāo)軸的名稱39
2.3.4 圖形標(biāo)題39
2.3.5 文字在圖形中顯示40
2.3.6 圖形的圖例和顏色條42
2.3.7 函數(shù)繪圖44
2.4 雙Y軸繪圖應(yīng)用45
2.5 填充圖形的繪制49
2.6 多坐標(biāo)系繪圖與圖形窗口分割49
2.7 DataCursor工具51
2.8 繪制極坐標(biāo)圖形53
2.9 特殊二維圖形的繪制54
2.9.1 階梯曲線54
2.9.2 區(qū)域圖55
2.9.3 概率分布圖55
2.9.4 離散點(diǎn)圖56
2.9.5 散點(diǎn)矩陣圖57
2.9.6 離散數(shù)據(jù)繪圖57
2.9.7 偽彩色圖58
2.9.8 誤差條圖59
2.9.9 向量圖59
2.9.10 柱狀圖62
2.9.11 餅圖62
2.9.12 等高線圖63
2.9.13 帶形圖64
2.10 手工繪圖65
2.11 在工作空間直接繪圖66
第3章 MATLAB的三維繪圖69
3.1 三維基本繪圖69
3.1.1 三維線圖指令69
3.1.2 三維填充多邊形圖69
3.1.3 三維離散序列圖71
3.1.4 三維立體圓球72
3.1.5 圓柱體圖73
3.1.6 表面圖74
3.1.7 立體切片圖74
3.1.8 瀑布圖77
3.2 曲面圖77
3.2.1 平面網(wǎng)格坐標(biāo)矩陣77
3.2.2 三維曲面圖78
3.2.3 多峰函數(shù)84
3.3 特殊三維繪圖84
3.3.1 三維散點(diǎn)圖84
3.3.2 三維直方圖85
3.3.3 三維等高線86
3.3.4 三維向量圖86
3.3.5 三角網(wǎng)目圖87
3.3.6 三維餅圖88
3.4 三維圖的透明、鏤空、裁剪89
3.4.1 三維圖的透視89
3.4.2 三維圖的鏤空90
3.4.3 三維圖的裁剪91
3.5 三維圖形進(jìn)階繪圖功能92
3.5.1 視點(diǎn)處理92
3.5.2 色彩處理94
3.5.3 圖像的旋轉(zhuǎn)103
3.6 光照和材質(zhì)處理103
3.6.1 光照處理103
3.6.2 材質(zhì)處理105
第4章 MATLAB動畫制作107
4.1 動畫制作函數(shù)107
4.1.1 時(shí)間函數(shù)107
4.1.2 相機(jī)與視點(diǎn)111
4.2 動畫類型115
4.2.1 程序動畫與電影動畫115
4.2.2 實(shí)時(shí)動畫118
4.3 動畫呈現(xiàn)方式121
4.3.1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡呈現(xiàn)動畫121
4.3.2 旋轉(zhuǎn)顏色映像呈現(xiàn)動畫122
4.4 AVI文件123
第5章 圖像及圖形的相關(guān)技術(shù)127
5.1 圖像基本操作127
5.1.1 圖像的簡介127
5.1.2 圖像的類別和顯示128
5.1.3 圖像讀寫130
5.1.4 8位和16位圖像132
5.1.5 imshow函數(shù)134
5.1.6 顯示多幀圖像陣列135
5.1.7 紋理映射136
5.2 圖形編輯功能137
5.2.1 圖形窗口的工具條和菜單137
5.2.2 二維圖形的交互編輯舉例139
5.3 捕獲圖形生成的圖像文件141
5.4 基于圖像的圖形繪制142
5.4.1 圖像的幾何操作142
5.4.2 圖像的圖形化147
5.5 圖形打印和導(dǎo)出介紹148
5.6 圖形打印149
5.6.1 菜單打印圖形149
5.6.2 圖形打印命令151
5.6.3 打印設(shè)置152
5.7 圖形導(dǎo)出156
5.7.1 使用菜單導(dǎo)出圖形157
5.7.2 圖形導(dǎo)出命令157
5.7.3 導(dǎo)出設(shè)置157
第6章 句柄式圖形設(shè)計(jì)161
6.1 句柄式圖形概述161
6.2 圖形對象和句柄161
6.2.1 圖形對象161
6.2.2 創(chuàng)建圖形對象的底層函數(shù)162
6.2.3 圖形對象的屬性163
6.2.4 句柄與句柄操作163
6.3 句柄式圖形父-子階層關(guān)系163
6.3.1 圖形對象164
6.3.2 annotation函數(shù)的使用方式166
6.3.3 注釋對象166
6.3.4 群組對象168
6.4 對象屬性168
6.4.1 根對象169
6.4.2 圖形窗口對象171
6.4.3 坐標(biāo)軸175
6.4.4 內(nèi)核對象180
6.5 對象屬性的操作192
6.5.1 創(chuàng)建圖形對象193
6.5.2 對象屬性的獲取194
6.5.3 對象屬性的繼承操作196
6.5.4 對象操作應(yīng)用舉例198
第7章 圖形化用戶界面的設(shè)計(jì)201
7.1 打開MATLAB的GUI編輯器201
7.2 使用GUIDE建立GUI203
7.3 圖形用戶界面設(shè)計(jì)工具203
7.3.1 設(shè)置GUI的大小203
7.3.2 對齊對象204
7.3.3 菜單編輯器206
7.3.4 M文件編輯器207
7.3.5 對象瀏覽器211
7.3.6 設(shè)置Tab順序212
7.3.7 控件前后位置的控制213
7.3.8 選擇GUI選項(xiàng)214
7.4 OpeningFunction的建立217
7.5 Callback的建立218
7.6 控件的屬性設(shè)置219
7.6.1 共同使用的屬性219
7.6.2 為一些特定的控件設(shè)置屬性220
7.6.3 Callback屬性224
7.6.4 改變Tag屬性225
7.6.5 改變Callback屬性225
7.7 編輯一般菜單226
7.7.1 建立主菜單227
7.7.2 編輯菜單命令228
7.7.3 編寫Gridon與Gridoff選項(xiàng)的Callback230
7.7.4 編輯OpeningFcn231
7.7.5 執(zhí)行GUI232
7.8 ContextMenus菜單設(shè)計(jì)234
7.8.1 建立主ContextMenus菜單234
7.8.2 建立ContextMenus主題菜單234
7.8.3 建立主題菜單的命令235
7.8.4 將ContextMenus菜單附著于axes對象上236
7.8.5 執(zhí)行GUI236
7.9 窗口設(shè)計(jì)237
7.9.1 公共窗口238
7.9.2 一般窗口242
7.10 圖形用戶界面的設(shè)計(jì)原則和步驟247
7.10.1 GUI的設(shè)計(jì)原則247
7.10.2 GUI設(shè)計(jì)的步驟248
第8章 圖形用戶界面的程序設(shè)計(jì)249
8.1 M文件相關(guān)操作249
8.1.1 利用handles結(jié)構(gòu)數(shù)組共享數(shù)據(jù)249
8.1.2 M文件的函數(shù)和響應(yīng)函數(shù)250
8.1.3 輸入和輸出參數(shù)252
8.1.4 其他相關(guān)函數(shù)252
8.2 handles管理GUI數(shù)據(jù)254
8.3 Modalfigure窗口256
8.3.1 Modalfigure窗口的應(yīng)用256
8.3.2 Modalfigure窗口的刪除256
8.3.3 Modalfigure窗口應(yīng)用實(shí)例257
8.3.4 相關(guān)函數(shù)267
8.4 響應(yīng)函數(shù)的類型269
8.4.1 圖形對象共同的響應(yīng)函數(shù)269
8.4.2 figures的響應(yīng)屬性269
8.4.3 指定控件的響應(yīng)函數(shù)270
8.4.4 添加響應(yīng)函數(shù)270
8.4.5 響應(yīng)函數(shù)選擇270
8.5 中斷響應(yīng)函數(shù)271
8.5.1 監(jiān)控中斷271
8.5.2 事件隊(duì)列271
8.5.3 響應(yīng)函數(shù)運(yùn)行的事件處理272
8.5.4 相關(guān)函數(shù)272
8.6 GUIDE組件編程實(shí)例275
8.6.1 GUIDE組件屬性275
8.6.2 按鈕實(shí)例278
8.6.3 單選按鈕實(shí)例280
8.6.4 復(fù)選框?qū)嵗?81
8.6.5 文本標(biāo)簽實(shí)例283
8.6.6 可編輯文本框?qū)嵗?84
8.6.7 框架實(shí)例287
8.6.8 面板與按鈕組實(shí)例288
8.6.9 滑動條實(shí)例290
8.6.10 下拉列表框?qū)嵗?92
8.6.11 列表框?qū)嵗?95
8.6.12 雙位按鈕實(shí)例298
8.6.13 坐標(biāo)軸與ActiveX控件299
第9章 GUI設(shè)計(jì)技巧301
9.1 在GUIDE中加入圖案301
9.2 如何在MATLAB中顯示圖像302
9.3 圖形及其對象的輸出目標(biāo)304
9.4 GUI窗口操作306
9.4.1 調(diào)用多個窗口畫面306
9.4.2 多個窗口中的數(shù)據(jù)傳遞307
9.5 GUI一些功能的比較及GUIDE的測試307
9.5.1 ButtonDownFcn與Callback的比較307
9.5.2 CurrentCharacter與CurrentPoint的比較307
9.5.3 SelectionType應(yīng)用312
9.5.4 GUIDE測試313
9.6 GUI一些函數(shù)的應(yīng)用314
9.6.1 waitforbuttonpress函數(shù)使用314
9.6.2 指定Figure與Axes繪圖314
9.6.3 使用btngroup函數(shù)建立工具欄按鈕316
9.7 GUI設(shè)計(jì)技巧的其他相關(guān)操作316
9.7.1 建立互動選取、移動、重新設(shè)置坐標(biāo)軸大小316
9.7.2 一次設(shè)置或獲得多個名稱與屬性值316
9.7.3 建立GUI動畫Logo317
9.7.4 如何將窗口最大化317
9.7.5 MATLAB鼠標(biāo)控制319
9.7.6 圖像的輸出321
9.7.7 編輯【F1】鍵323
9.7.8 Listbox對象把當(dāng)前工作目錄內(nèi)容加載到MATLAB工作空間323
9.7.9 群組化對象324
9.7.10 兼容性問題325
9.7.11 使用uitable建立可視化列表325
9.7.12 使用uiarray建立可視化數(shù)組配置位置326
9.7.13 使用uitree建立可視化樹狀列表328
9.7.14 調(diào)用Java組件329
9.7.15 OpenGL問題330
第10章 GUI設(shè)計(jì)的應(yīng)用333
10.1 GUI設(shè)計(jì)在高等數(shù)學(xué)中的應(yīng)用333
10.1.1 空間解析幾何333
10.1.2 函數(shù)極限可視化337
10.1.3 多項(xiàng)式的曲線擬合340
10.1.4 計(jì)算二重積分344
10.2 GUI設(shè)計(jì)在大學(xué)物理中的應(yīng)用348
10.2.1 碰撞運(yùn)動348
10.2.2 氣體分子運(yùn)動速度分布律351
參考文獻(xiàn)357