MATLAB論文 12010245304 萬元

1、MATLAB語言課程論文MATLAB三維圖形的精細(xì)處理學(xué) 號(hào)： 12010245304姓 名： 萬 元專 業(yè) ：電子信息工程班 級(jí)：10級(jí) 電子班指導(dǎo)老師： 湯 全 武學(xué) 院：物理電氣信息學(xué)院完成日期：2011年12月11日MATLAB三維圖形的精細(xì)處理（萬元 12010245304 2010級(jí)電子班）【摘要】：MATLAB語言在三維圖形中的精細(xì)處理，通過MATLAB語言程序?qū)θS圖形的視點(diǎn)、色彩及圖形的裁剪等問題的處理?！娟P(guān)鍵詞】：MATLAB 三維圖形 精細(xì)處理 SUBPLOT SURF COLORMAP VIEW一、提出問題如今隨著社會(huì)科技飛速的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，尤

2、其是一些軟件和語言程序的開發(fā)和應(yīng)用，在日常生活中使我們遇到一些繁瑣的問題是方便了很多。其中，MATLAB語言程序具有強(qiáng)大的計(jì)算和繪圖功能，它的程序簡(jiǎn)單、明了，在應(yīng)用時(shí)能精準(zhǔn)、快速的解決各種復(fù)雜的問題。生活中，我們?cè)诤芏喾矫嬉玫饺S圖形，在應(yīng)用三維圖形時(shí)，我們要對(duì)三維圖形的視點(diǎn)、色彩及圖形的裁剪問題進(jìn)行處理，這樣在應(yīng)用時(shí)才更加合理。遇到這樣復(fù)雜而繁瑣的問題時(shí)，MATLAB語言程序則是最好的選擇。下面將是用MATLAB來解決一些三維圖形的問題實(shí)例。二、應(yīng)用實(shí)例1、從不同視點(diǎn)繪制y=sin(y).*cos(x)函數(shù)曲面 程序如下： x=0:0.2:4*pi; % x的取值范圍為0到4，其中步長(zhǎng)為0

3、.2x,y=meshgrid(x); % 在0到4區(qū)域生成網(wǎng)格坐標(biāo) z=sin(y).*cos(x); % 曲面方程surf(x,y,z); % 繪制三維曲面，對(duì)其網(wǎng)格著色xlabel('x-axis'),ylabel('y-axis'),zlabel('z-axis');title('surf');subplot(2,2,1); % 選擇22個(gè)區(qū)中的1號(hào)區(qū)surf(z); % 在1號(hào)區(qū)繪制該曲面，對(duì)其網(wǎng)格著色view(-37.5,30); % 方位角為-37.5度，仰角為30度subplot(2,2,2); % 選擇22個(gè)區(qū)中的

4、2號(hào)區(qū)surf(z); % 在2號(hào)區(qū)繪制該曲面，對(duì)其網(wǎng)格著色view(90,0); % 方位角為90度，仰角為0度subplot(2,2,3); % 選擇22個(gè)區(qū)中的3號(hào)區(qū)surf(z); % 在2號(hào)區(qū)繪制該曲面，對(duì)其網(wǎng)格著色view(45,-45); % 方位角為45度，仰角為-45度 程序運(yùn)行結(jié)果如圖1、圖2、圖3所示圖1 方位角-37.5度，仰角為30度 圖2 方位角90度，仰角為0度 圖3 方位角45度，仰角為-45度2、球表面著色的應(yīng)用 程序如下：x,y,z=sphere(50); % 繪制圓滑度為50的球面colormap(hsv); % 對(duì)球面設(shè)置兩端為紅的飽和值色subplot

5、(2,2,1); % 選擇22個(gè)區(qū)中1號(hào)區(qū)surf(x,y,z); % 在1號(hào)區(qū)繪制球面，對(duì)其網(wǎng)格著色subplot(2,2,2); % 選擇22個(gè)區(qū)中2號(hào)區(qū)surf(x,y,z); % 在2號(hào)區(qū)繪制球面，對(duì)其網(wǎng)格著色shading flat; % 將每個(gè)網(wǎng)格片用同一種顏色進(jìn)行著色，網(wǎng)格也用相同顏色是表面更光滑subplot(2,2,3); % 選擇22個(gè)區(qū)中3號(hào)區(qū)surf(x,y,z); % 在3號(hào)區(qū)繪制球面，對(duì)其網(wǎng)格著色shading interp; % 在網(wǎng)格片內(nèi)采用顏色插值處理，是表面顯得的最光滑程序運(yùn)行結(jié)果如圖4所示圖4 利用SURF函數(shù)和SHADING命令對(duì)球表面網(wǎng)格進(jìn)行著色并使的

6、圖表面最光滑1、 柱面顏色的向量表示3.1程序如下：x,y,z=cylinder(10,100); % 繪制底面半徑為10，圓柱周圍有100 個(gè)間隔點(diǎn)的圓柱colormap(0 1 0); % 設(shè)置圓柱的顏色為綠色surf(x,y,z); % 繪制圓柱圖形，對(duì)其網(wǎng)格著色 程序運(yùn)行結(jié)果如圖5所示圖5 顏色為【0 1 0】（即為綠色）的圓柱3.2程序如下：x,y,z=cylinder(10,100); % 繪制底面半徑為10，圓柱周圍有100個(gè)間隔的圓柱colormap(1 1 0); % 設(shè)置圓柱顏色為黃色surf(x,y,z); % 繪制圓柱圖形，對(duì)其網(wǎng)格著色 程序運(yùn)行結(jié)果如圖6所示 圖6 顏

7、色為【1 1 0】（即為黃色）的圓柱 1、 圖形的裁剪處理程序如下：x=0:pi/20:6*pi; % x的取值范圍為0到6，步長(zhǎng)為/20z=cos(x); % 函數(shù)g=find(abs(y)<0.5); % 找到要裁剪的部分x(g)=NaN; % 裁剪函數(shù)plot(x,y); 程序運(yùn)行結(jié)果如圖7所示 圖7 Y小于0.5的COS函數(shù)在0到6區(qū)域內(nèi)的圖像三、結(jié)論 強(qiáng)大的繪圖功能是MATLAB的特點(diǎn)之一。MATLAB提供了一系列的繪圖函數(shù)，同時(shí)在處理三維圖形方面有強(qiáng)大的功能，充分體現(xiàn)了MATLAB語言程序簡(jiǎn)單、明了和精準(zhǔn)的特點(diǎn)。1. 在處理三維圖形視點(diǎn)為題時(shí)用VIEW函數(shù)，既簡(jiǎn)單又好用。2.

8、 在處理三維圖形色彩問題時(shí)用COLORMAP函數(shù)和SURF函數(shù)，把圖形表面的色彩處理得很勻稱，而且時(shí)的圖形表面很光滑，看起來很美觀。3. 在對(duì)圖形的裁剪處理方面有NaN函數(shù)更顯得方便，通過此函數(shù)可以將那些不可用的部分進(jìn)行裁剪，從而達(dá)到對(duì)圖形裁剪的目的。綜上所述，可以得出MATLAB在三維圖形精細(xì)處理方面具有強(qiáng)大易用的功能，在日常生活中給我們帶來了很大的幫助，是一些很難解決的問題容易化。這是我第一次做論文，從中學(xué)到了很多，其中怎樣去做一篇論文和論文的格式及一些細(xì)節(jié)問題，這對(duì)我將來做畢業(yè)論文及其它論文都有很大的幫助。通過這樣的方式對(duì)這門學(xué)科進(jìn)行測(cè)試再好不過了，在做論文的過程中才發(fā)現(xiàn)只有不斷的看書，

9、不斷的查資料和問老師同學(xué)才能把一些程序弄懂，這樣寫起來才會(huì)順手。知識(shí)只有在應(yīng)用的過程才能理解和掌握的更好。希望在以后的學(xué)習(xí)中這樣的機(jī)會(huì)會(huì)更多，因?yàn)槲矣X得這樣的學(xué)習(xí)方式更有利于我們對(duì)知識(shí)的掌握，同時(shí)也使得我們覺得學(xué)有所用，經(jīng)常通過這樣的鍛煉，我們?cè)谝院蟮墓ぷ髦袝?huì)應(yīng)用的更加自如，同時(shí)這對(duì)我們以后的發(fā)展很有幫助，因?yàn)槲覀兿氤蔀橹R(shí)的主人，而不是知識(shí)的奴隸。四、課程體會(huì)經(jīng)過一學(xué)期緊張而有序的課程學(xué)習(xí)，在忙碌之余也得到了頗多的收獲。我深深體會(huì)到MATLAB語言相對(duì)于同類程序語言更方便更簡(jiǎn)潔易懂。開始接觸Matlab是在大二初開始的，看到這么課程的第一眼感覺很陌生，程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用！但是當(dāng)我翻開書看的時(shí)候，

10、我發(fā)現(xiàn)Matlab語句原來挺簡(jiǎn)單的。事實(shí)上，我之前學(xué)習(xí)過C語言和VB，對(duì)里面的程序相當(dāng)?shù)氖煜?，這讓我對(duì)Matlab的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了濃厚的興趣。本學(xué)期通過我們對(duì)Matlab運(yùn)行系統(tǒng)的了解，通過老師對(duì)我課程的講解，我們主要學(xué)習(xí)了Matlab的數(shù)據(jù)及其運(yùn)算、Matlab的矩陣分析與處理、Matlab的程序設(shè)計(jì)、Matlab繪圖、Matlab的數(shù)值計(jì)算、Matlab的符號(hào)計(jì)算等。書里面所表現(xiàn)出來的知識(shí)內(nèi)容都深深的吸引著我，讓我不斷的想要去探究它。在不斷的學(xué)習(xí)與好奇下，我自己下載了Matlab程序到自己電腦上，了解到Matlab的不斷發(fā)展才有了我們今天這么實(shí)用、擁有這么強(qiáng)大功能的語言。早期呢，Matlab是

11、用FORTRAN語言編寫的，盡管功能十分的簡(jiǎn)單，但作為免費(fèi)軟件還是吸引了大批使用者，再進(jìn)過幾年的校際流傳，最終決定Matlab的核心采用C語言編寫，除了原用的市值計(jì)算功能外，還新增了圖形處理功能。而就這其中的繪圖讓我產(chǎn)生了特別濃厚的興趣。再者了解了Matlab環(huán)境的準(zhǔn)備、并掌握了Matlab的操作界面上各個(gè)工具所具有的作用。其中Matlab中有個(gè)幫助系統(tǒng)，功能也相當(dāng)?shù)膹?qiáng)大。Matlab提供了數(shù)目繁多的函數(shù)和命令，我們要全部把他們記下來是很不現(xiàn)實(shí)的。所以我們只能先掌握一些基本的內(nèi)容，然后在實(shí)踐中不斷地總結(jié)積累，逐步掌握其他內(nèi)容。通過軟件系統(tǒng)本身提供的幫助功能來學(xué)習(xí)軟件的使用是非常重要的。都說要了

12、解Matlab，最簡(jiǎn)潔的快速的方法就是在命令窗口通過幫助命令對(duì)特定的內(nèi)容進(jìn)行快速的查詢。的確如此，幫助命令包括help和lookfor命令。Help命令是查詢函數(shù)語法的最基本方法，查詢信息直接顯示在命令窗口。在命令窗口中直接輸入help命令將會(huì)顯示當(dāng)前幫助系統(tǒng)中所包含的所有項(xiàng)目，及搜索路徑中所有的目錄名稱。Help命令只搜索出那些關(guān)鍵字完全匹配的文件，而lookfor命令對(duì)搜索范圍內(nèi)的M文件進(jìn)行關(guān)鍵字搜索，條件比較寬松。Matlab幫助窗口相當(dāng)于一個(gè)幫助信息瀏覽器。使用幫助窗口可以搜索和查看所有Matlab的幫助文檔，還能運(yùn)行有關(guān)演示程序。通?？梢酝ㄟ^以下3種方法打開Matlab的幫助窗口。（

13、1）、 單擊Matlab主窗口工具欄中的Hlep按鈕。（2）、在命令窗口中運(yùn)行helpwin、helpdesk或doc命令。（3）、選擇Help按鈕菜單中的Matlab Help命令。 接著我們便開始了Matlab的學(xué)習(xí)，書本里面大部分語句我都相當(dāng)?shù)氖煜?，理解起來也更加的快，所以?duì)Matlab的掌握也相對(duì)比較好。我們?cè)诘谌聦W(xué)習(xí)了矩陣的分析與處理，這與C語言和VB相比較而言，Matlab計(jì)算更加簡(jiǎn)單易懂，這就讓我們對(duì)矩陣的認(rèn)識(shí)更加深了一步，同時(shí)也起到了我們對(duì)知識(shí)回顧的作用，可以說是相當(dāng)?shù)氖芤?。但是最最吸引我的還是Matlab的繪圖功能。無論死在哪個(gè)領(lǐng)域都能用到Matlab繪圖，可見Matlab繪圖功能強(qiáng)大與實(shí)用廣泛性。本書中介紹了Matlab繪制二維和三維圖形的高層繪圖函數(shù)以及其他圖形控制函數(shù)的使用方法，還介紹了底層繪圖方法。它不僅可以繪制我們高中學(xué)習(xí)高數(shù)里最簡(jiǎn)單的基本函數(shù)的圖像，比如說平面直角坐標(biāo)系下的橢圓、雙曲線、拋物線等，還可繪制高等數(shù)學(xué)里特別復(fù)雜的函數(shù)圖像，這樣讓我們一目了然的看到了函數(shù)所需要求解的東西以及為什么要使用哪種方法，在Matlab圖像里完全能讀得出來。同時(shí)它又可以用圖解分析物理方面的問題（比如說物體的運(yùn)動(dòng)軌跡），還在數(shù)理方程、電路分析、模擬電路、線性代數(shù)、等等很多學(xué)科中有很重要的應(yīng)用，才發(fā)現(xiàn)原來Matlab有這么廣泛的