Matlab 期末論文 基于MATLAB三維圖像的繪制.doc

基于MATLAB三維圖像的繪制摘要 數(shù)學是研究自然界數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學。然而數(shù)學的學習，經(jīng)常會遇到復(fù)雜的數(shù)值計算和一些手工難以繪制的圖形。而MATLAB語言正是解決這種難題的最好工具，不僅能進行相關(guān)計算，又能繪制相關(guān)曲線，方便并且實用。MATLAB提供了一系列的繪圖函數(shù)，用戶不僅不用考慮繪圖細節(jié)，只需給出一些基本參數(shù)，就能得到需要的圖形。MATLAB具有強大的三維繪圖功能，如最常用的三維曲線圖、三維網(wǎng)格圖及三維曲面圖，此外還提供數(shù)據(jù)顯示、曲面分塊、填充、著色、旋轉(zhuǎn)、隱藏及視點變換等功能。關(guān)鍵字MATLAB語言 三維圖形 繪制 準確一、 MATLAB語言介紹隨著時代的變化、隨著計算機的普及和快速發(fā)展，計算機程序語言在不斷地變化發(fā)展、在不斷地推陳出新。在科學研究和工程應(yīng)用等領(lǐng)域中會涉及到大量的科學計算問題，自從計算機出現(xiàn)以來，人們就一直在使用計算機這個有力的工具幫助解決科學計算問題，并由此發(fā)明了許多用于科學計算的程序語言。其中MATLAB成為因為它具有強大的科學計算及數(shù)據(jù)處理能力和出色的圖形處理功能等特點，成為最好的和最流行的科學計算語言。MATLAB語言集數(shù)值分析、圖形顯示于一體,具有方便的、界面友好的用戶環(huán)境。MATLAB的主要優(yōu)點在于功能強大,具有數(shù)值運算、符號運算、計算結(jié)果和編程可視化、數(shù)學和文字同時處理等功能。特別是MATLAB具有眾多的應(yīng)用工具箱和強大的圖形處理功能。二、 MATLAB語言圖像繪制功能的優(yōu)越性MATLAB在二維曲線和三維曲面的繪制和處理等方面的功能比一般數(shù)據(jù)可視化軟件更加完善，在一些其他軟件所沒有的功能（例如圖形的光照處理、色度處理以及四維數(shù)據(jù)的表現(xiàn)等）方面也表現(xiàn)得非常出色。在MATLAB6.x中有一個對圖形對象屬性進行設(shè)置的圖形屬性編輯界面，該界面比MATLAB5.x中的界面功能更為全面，操作也更為方便。MATLAB6.x對圖形的輸出也做了適當?shù)母倪M，提供了更為豐富的屬性設(shè)置，以提高圖形輸出的效果。對一些特殊的可視化要求，例如圖形動畫等，MATLAB也有相應(yīng)的功能函數(shù)，保證了用戶不同層次的要求。另外，新版本的MATLAB還著重在圖形用戶界面（GUI）的制作上做了很大的改善，對這方面有特殊要求的用戶也可以得到滿足。MATLAB在計算圖形、圖像處理方面有著明顯的優(yōu)勢： 既有強大的矩陣運算功能，能簡化許多繁瑣的計算； 具有豐富的三維圖形處理函數(shù)庫，能快速、準確的輸出三維計算圖形。三、 MATLAB三維圖形的應(yīng)用三維圖形處理在計算機圖形學中是非常重要和困難的重要知識點，在現(xiàn)實生活中應(yīng)用十分廣泛，在很多模型設(shè)計中，如飛機、輪船、汽車等機械設(shè)計造型設(shè)計中，就學要大量的三維曲面已描述其外形。三維圖形的生成和表示是描述物體外表、建立對象數(shù)學模型的最有里的手段。在高等數(shù)學教學中，三維圖形的應(yīng)用也非常多，在重積分、曲線積分與曲面積分等章節(jié)更是必不可少。進行實時、直觀的圖形化顯示，將幫助學生更好地掌握空間幾何知識，進而準確地解決數(shù)學問題。四、 MATLAB三維圖形繪制實例分析：MATI AB中繪制三維圖形可以用“三維線圖”命令plot3函數(shù)，該函數(shù)允許用戶在三維空間內(nèi)繪制三維圖形。除了plot3函數(shù)可以繪制三維圖形外，還有一些函數(shù)可以用來繪制三維線圖和曲面圖。1.1三維曲線圖實例：程序如下：t=0:pi/100:20*pi;x=sin(t);y=cos(t);z=t.*sin(t).*cos(t);plot3(x,y,z);title(Line in 3-D Space);xlabel(X);ylabel(Y);zlabel(Z);grid on; 繪圖如下：1.2三維曲面圖實例：繪制三維曲面圖z=sin(x+sin(y)-x/10。程序如下：x,y=meshgrid(0:0.25:4*pi); z=sin(x+sin(y)-x/10; mesh(x,y,z); axis(0 4*pi 0 4*pi -2.5 1);繪圖如下：1.3三維桿圖實例：以三維桿圖形式繪制y=sin(2x)，程序如下：y=2*sin(0:pi/10:2*pi);stem3(y);繪圖如下：五、結(jié)束語由本文的幾個例子可以看出，MATI AB軟件以其強大的數(shù)學運算能力、方便實用的繪圖功能及語言的高度集成性等強大功能，完全可以勝任各類三維曲面的建模問題。此外，MA TLAB還提供了大量視覺、透視、紋理、光照等高級圖形處理方法，增強了用戶對生成圖形的深層理解。通過將MA TI AB引入到圖形學曲面構(gòu)造的教學