MATLAB 2016基础实例教程 第10章 三维动画演示
matlab的空间三维作图与符号作图
三、加密：取更二多维的点作图举例
>> x=[0:pi/20:2*pi]; >> y=sin(x); >> plot(x,y,'.')
11
三维曲线作图过程
x t
例：绘制三维螺线：
y
sin( t )
z cos(t)
( 0 < t < 20 )
先画点，后连线
1) 计算空间离散点的坐标 (x,y,z) 2) 将这些点按顺序连接即可
调用 Matlab 的绘图命令作出曲面图形
怎样得到网格矩阵 X 和 Y ？
—— 利用 Matlab 的网格生成函数 meshgrid
5
网格生成函数
网格生成函数 [X,Y] = meshgrid(x,y) x,y 是分别对 x 变化区域和 y 变化区域进行分割后
得到的向量 X, Y 即为我们所需要的网格矩阵
>> x= -8:0.5:8; >> y= -8:0.5:8; >> [X,Y]=meshgrid(x,y); >> r=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps; >> Z=sin(r)./r; >> mesh(X,Y,Z)
＋eps？
1) x 与 y 可以取不同的步长 2) 注意这里采用的数组运算
最后一个命令能否改为 mesh(Z)？
gray cool
线性灰色系 hot 青和洋红色系 pink
黑红黄白色系 柔和色系
26
Matlab 符号作图
27
二维曲线 ezplot
二维曲线绘图命名： ezplot ezplot(f(x),[a,b])
matlab三维绘图命令和演示
三维绘图1 三维绘图指令2 基本XYZ立体绘图命令●mesh和plot是三度空间立体绘图的基本命令，mesh可画出立体网状图，plot则可画出立体曲面图，两者产生的图形都会依高度而有不同颜色。
下列命令可画出由函数形成的立体网状图:x=linspace(-2, 2, 25); % 在x轴上取25点y=linspace(-2, 2, 25); % 在y轴上取25点[xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx和yy都是25x25的矩阵zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值，zz也是21x21的矩阵mesh(xx, yy, zz); % 画出立体网状图●surf和mesh的用法类似：x=linspace(-2, 2, 25); % 在x轴上取25点y=linspace(-2, 2, 25); % 在y轴上取25点[xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx和yy都是25x25的矩阵zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值，zz也是25x25的矩阵surf(xx, yy, zz); % 画出立体曲面图●peaks为了方便测试立体绘图，MATLAB提供了一个peaks函数，可产生一个凹凸有致的曲面，包含了三个局部极大点及三个局部极小点，其方程式为：要画出此函数的最快方法即是直接键入peaks：peaksz = 3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2) - (y+1).^2) - 10*(x/5 - x.^3 - y.^5).*exp(-x.^2-y.^2) - 1/3*exp(-(x+1).^2 - y.^2) ●我们亦可对peaks函数取点，再以各种不同方法进行绘图。
meshz可将曲面加上围裙：[x,y,z]=peaks;meshz(x,y,z);●waterfall可在x方向或y方向产生水流效果：[x,y,z]=peaks;waterfall(x,y,z);●下列命令产生在y方向的水流效果：[x,y,z]=peaks;waterfall(x',y',z');●meshc同时画出网状图与等高线：[x,y,z]=peaks;meshc(x,y,z);●surfc同时画出曲面图与等高线：[x,y,z]=peaks;surfc(x,y,z);●contour3画出曲面在三度空间中的等高线：contour3(peaks, 20);●contour画出曲面等高线在XY平面的投影：contour(peaks, 20);●plot3可画出三度空间中的曲线：t=linspace(0,20*pi, 501);plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t);亦可同时画出两条三度空间中的曲线：t=linspace(0, 10*pi, 501);plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t, t.*sin(t), t.*cos(t), -t);3 三维绘图的主要功能绘制三维线图绘制等高线图绘制伪彩色图绘制三维网线图绘制三维曲面图、柱面图和球面图绘制三维多面体并填充颜色（一）三维线图plot3 ——基本的三维图形指令调用格式：plot3(x,y,z) —— x,y,z是长度相同的向量plot3(X,Y,Z) —— X,Y,Z是维数相同的矩阵plot3(x,y,z,s) ——带开关量plot3(x1,y1,z1,’s1’,x2,y2,z2,’s2’,…)二维图形的所有基本特性对三维图形全都适用。
Matlab-制作动画
保存动画的示例1
• 三维动画
[x,y,z]=peaks(30); %peaks产生一个凹凸有致的曲面 surf(x,y,z) %用X和Y定义x-y坐标网格,Z定义网格上每一点的高度,来生成三维曲面 axis([-3 3 -3 3 -10 10]) m=moviein(15); for i=1:15 view(-37.5+24*(i-1),30) m(:,i)=getframe; end movie(m)
surf(sin(2*pi*j/20)*Z,Z) F(j) = getframe; end movie(F,20)
15
其它动画示例程序
clear;clc; [x,y]=meshgrid(-8:.1:8); for j=1:20 f=@(x,y)(sin(sqrt((11-j)*(x.^2+y.^2)))./sqrt((11-j)*(x.^2+y.^2)+eps)); z=f(x,y); surf(x,y,z);shading interp; M(j) = getframe; if j==1 [I,map]=rgb2ind(M(j).cdata,256); imwrite(I,map,'out.gif','DelayTime',.1) else imwrite(rgb2ind(M(j).cdata,map),map,'out.gif','WriteMode','append','DelayTime',.1) end end movie2avi(M,'out.avi')
• 一般格式：
for i=1:n figure(i) F(i)=getframe; end; movie2avi(F,'...filename.avi')
Matlab动画演示教学
维普资讯
２２ １
福
建 电
脑
２０ ０ ８年第 ６期
Ｍａ ａ 画演 示教 学 ｔ ｂ动 ｌ
张
【 摘
萸 ．张敬华 ｚ
（１ ． 福建农林 大学 计算机 与信 息学院 福建 福州 ３ ０ ０ ． ５０ ２ ２ 福建农林大学 计算机与信息 学院 福 建 福州 ３０ ０ ２、 ５０ ２ 要】 ：介 绍了 Ｍａ ａ ｌ ｆｂ的功能与特点 ， 阐述 了Ｍａｌ ｔ ｂ在 高等数 学教 学中的作 用． 以高等数 学教 学中遇到的 问题为 ａ 并
例 ， 细讨 论 了 ＭＡ Ｌ Ｂ应 用 于 高 等数 学 的教 学模 式 。 详 ＴＡ
【 关键词】 ：Ｍａ ａ ； ｔ ｂ 高等数 学教 学； ｌ 可视化
０ Ｍａ ａ 、 ｎ ｂ的动 画功 能与 特 点 ； ｉ ｍ了 １ ＭＡＩＡＢ是 Ｍａ１ ｒｓ 司 开发 的新 一 代 的科 学 与 工 程 计 例 １ ｌ ， １ ｔ ｌ ｋ公 Ｗｏ 算 软件 。 已经 成 为全 球 应 用 最 广 泛 最 流行 的软 件 之 一 ． ａ ａ 自 ｍ ｔｂ ｌ 在 课 本 中 ． 于 关 产 生之 日起 就具 有 方便 的数 据 可 视 化 功能 ． 以将 向量 和 距 阵 用 ｌ —ｌＸ ｉ Ｓｌ ａ ｒ ｉ
使用matlab绘制三维图形的方法
使用matlab绘制三维图形的方法要使用MATLAB绘制三维图形，首先需要了解MATLAB中的三维绘图函数和绘图选项。
下面将介绍一些常用的绘制三维图形的方法。
1.绘制基本的三维图形要绘制基本的三维图形，可以使用以下函数：- plot3(函数：用于在三维坐标系中绘制线条。
- scatter3(函数：用于在三维坐标系中绘制散点图。
- surf(函数：用于绘制三维曲面图。
- mesh(函数：用于绘制三维网格图。
- bar3(函数：用于绘制三维条形图。
- contour3(函数：用于绘制三维等高线图。
例如，下面的代码演示了如何使用plot3(函数绘制一个三维线条图：```x = linspace(0, 2*pi, 100);y = sin(x);z = cos(x);plot3(x, y, z, 'LineWidth', 2);xlabel('X');ylabel('Y');zlabel('Z');title('3D Line Plot');```2.添加颜色和纹理在绘制三维图形时，可以使用颜色和纹理来增加图形的信息。
MATLAB 提供了一系列函数来处理颜色和纹理，如：- colormap(函数：用于设置颜色映射。
- caxis(函数：用于设置坐标轴范围。
- shading(函数：用于设置颜色插值方法。
- texturemap(函数：用于设置纹理映射方法。
例如，下面的代码展示了如何使用纹理映射来绘制一个球体：```[X, Y, Z] = sphere(50);C = colormap('jet');surface(X, Y, Z, 'FaceColor', 'texturemap', 'CData', C);axis equal;```3.绘制多个数据集要在同一张图中绘制多个数据集，可以使用hold on和hold off命令。
MATLAB基础知识及使用方法
MATLAB基础知识及使用方法第一章：MATLAB简介与环境介绍1.1 MATLAB概述MATLAB是一种高级编程语言和数值计算环境，广泛应用于科学计算、工程设计、数据分析和算法开发等领域。
它提供了强大的数值计算工具和图形绘制功能，并有丰富的库函数和工具箱可供使用。
1.2 MATLAB环境介绍MATLAB的主要界面包括命令窗口、编辑器、工作区和命令历史等。
命令窗口用于交互式执行命令和脚本，编辑器用于编写和编辑脚本文件，工作区用于显示和管理变量，命令历史用于查看和管理执行过的命令。
第二章：MATLAB基本语法2.1 变量和数据类型在MATLAB中，变量可以通过简单的赋值来创建，并且不需要事先声明变量类型。
常见的数据类型包括数值类型（整数、浮点数）、字符类型和逻辑类型（布尔型）等。
MATLAB还提供了复数类型和矩阵类型，具有丰富的数值计算功能。
2.2 运算符和表达式MATLAB支持常见的数学运算符，如加减乘除、取余和乘方等。
此外，还提供了矩阵运算符和逻辑运算符，方便处理矩阵和逻辑表达式。
表达式可以由变量、常数和运算符组合而成，并且支持函数调用。
2.3 控制流程MATLAB提供了条件语句（if-else）、循环语句（for、while）和函数等控制流程结构，以实现不同的程序逻辑。
条件语句根据条件的真假执行不同的代码块，循环语句重复执行一段代码块，函数封装了一段可重复使用的代码。
第三章：MATLAB图形绘制3.1 二维图形绘制MATLAB提供了丰富的函数和工具箱，以绘制各种二维图形，如线图、散点图、柱状图和饼图等。
用户可以自定义图形样式、坐标轴刻度、图例和注释等，以满足不同的数据可视化需求。
3.2 三维图形绘制除了二维图形外，MATLAB还支持绘制三维图形，如曲面图和体积图等。
通过调整视角、设置颜色映射和光照效果，用户可以更直观地表达三维数据的特征和分布情况。
3.3 动态图形绘制MATLAB中的图形绘制功能不仅限于静态图形，还可用于生成动态图形。
《Matlab教案》课件
《MATLAB教案》PPT课件第一章：MATLAB概述1.1 MATLAB简介介绍MATLAB的历史和发展解释MATLAB的含义（Matrix Laboratory）强调MATLAB在工程和科学计算中的应用1.2 MATLAB界面介绍MATLAB的工作空间解释MATLAB的菜单栏和工具栏演示如何创建、打开和关闭MATLAB文件1.3 MATLAB的基本操作介绍MATLAB的数据类型演示如何进行矩阵运算解释MATLAB中的向量和矩阵运算规则第二章：MATLAB编程基础2.1 MATLAB脚本编程解释MATLAB脚本文件的结构演示如何编写和运行MATLAB脚本强调注释和代码的可读性2.2 MATLAB函数编程介绍MATLAB函数的定义和结构演示如何创建和使用MATLAB函数强调函数的重用性和模块化编程2.3 MATLAB编程技巧介绍变量和函数的命名规则演示如何进行错误处理和调试强调代码的优化和性能提升第三章：MATLAB数值计算3.1 MATLAB数值解算介绍MATLAB中的数值解算工具演示如何解线性方程组和不等式解释MATLAB中的符号解算和数值解算的区别3.2 MATLAB数值分析介绍MATLAB中的数值分析工具演示如何进行插值、拟合和数值积分解释MATLAB中的误差估计和数值稳定性3.3 MATLAB优化工具箱介绍MATLAB优化工具箱的功能演示如何使用优化工具箱进行无约束和约束优化问题解释MATLAB中的优化算法和参数设置第四章：MATLAB绘图和可视化4.1 MATLAB绘图基础介绍MATLAB中的绘图命令和函数演示如何绘制二维和三维图形解释MATLAB中的图形属性设置和自定义4.2 MATLAB数据可视化介绍MATLAB中的数据可视化工具演示如何绘制统计图表和散点图解释MATLAB中的数据过滤和转换4.3 MATLAB动画和交互式图形介绍MATLAB中的动画和交互式图形功能演示如何创建动画和交互式图形解释MATLAB中的图形交互和数据探索第五章：MATLAB应用案例5.1 MATLAB在信号处理中的应用介绍MATLAB在信号处理中的基本概念演示如何使用MATLAB进行信号处理操作解释MATLAB在信号处理中的优势和应用场景5.2 MATLAB在控制系统中的应用介绍MATLAB在控制系统中的基本概念演示如何使用MATLAB进行控制系统分析和设计解释MATLAB在控制系统中的优势和应用场景5.3 MATLAB在图像处理中的应用介绍MATLAB在图像处理中的基本概念演示如何使用MATLAB进行图像处理操作解释MATLAB在图像处理中的优势和应用场景《MATLAB教案》PPT课件第六章：MATLAB Simulink基础6.1 Simulink简介介绍Simulink作为MATLAB的一个集成组件解释Simulink的作用：模型化、仿真和分析动态系统强调Simulink在系统级设计和多领域仿真中的优势6.2 Simulink界面介绍Simulink库浏览器和模型窗口演示如何创建、编辑和运行Simulink模型解释Simulink中的块和连接的概念6.3 Simulink仿真介绍Simulink仿真的基本过程演示如何设置仿真参数和启动仿真解释Simulink仿真结果的查看和分析第七章：MATLAB Simulink高级应用7.1 Simulink设计模式介绍Simulink的设计模式，包括连续、离散、混合和事件驱动模式演示如何根据系统特性选择合适的设计模式解释不同设计模式对系统性能的影响7.2 Simulink子系统介绍Simulink子系统的概念和用途演示如何创建和管理Simulink子系统解释子系统在模块化和层次化设计中的作用7.3 Simulink Real-Time Workshop介绍Simulink Real-Time Workshop的功能演示如何使用Real-Time Workshop进行代码解释代码对于硬件在环仿真和嵌入式系统开发的重要性第八章：MATLAB Simulink库和工具箱8.1 Simulink库介绍Simulink库的结构和分类演示如何访问和使用Simulink库中的块解释Simulink库对于模型构建和功能复用的意义8.2 Simulink工具箱介绍Simulink工具箱的概念和功能演示如何安装和使用Simulink工具箱解释Simulink工具箱在特定领域仿真和分析中的作用8.3 自定义Simulink库介绍如何创建和维护自定义Simulink库演示如何将自定义块添加到库中解释自定义库对于个人和组织级模型共享的重要性第九章：MATLAB Simulink案例分析9.1 Simulink在控制系统中的应用介绍控制系统模型在Simulink中的构建演示如何使用Simulink进行控制系统设计和分析解释Simulink在控制系统教育和研究中的应用9.2 Simulink在信号处理中的应用介绍信号处理模型在Simulink中的构建演示如何使用Simulink进行信号处理仿真解释Simulink在信号处理领域中的优势和实际应用9.3 Simulink在图像处理中的应用介绍图像处理模型在Simulink中的构建演示如何使用Simulink进行图像处理仿真解释Simulink在图像处理领域中的优势和实际应用第十章：MATLAB Simulink项目实践10.1 Simulink项目实践流程介绍从需求分析到模型验证的Simulink项目实践流程演示如何使用Simulink进行项目规划和实施解释Simulink在项目管理和协作中的作用10.2 Simulink与MATLAB的交互介绍Simulink与MATLAB之间的数据交互方式演示如何在Simulink中使用MATLAB函数和脚本解释混合仿真模式对于复杂系统仿真的优势10.3 Simulink项目案例分析具体的Simulink项目案例演示如何解决实际工程问题解释Simulink在工程教育和项目开发中的应用价值《MATLAB教案》PPT课件第十一章：MATLAB App Designer入门11.1 App Designer简介介绍App Designer作为MATLAB中的应用程序开发环境解释App Designer的作用：快速创建跨平台的MATLAB应用程序强调App Designer在简化MATLAB代码部署和用户交互中的优势11.2 App Designer界面介绍App Designer的用户界面和工作流程演示如何创建新应用和编辑应用界面解释App Designer中的组件和布局的概念11.3 App Designer编程介绍App Designer中的MATLAB编程模式演示如何使用App Designer中的MATLAB代码块解释App Designer中事件处理和应用程序生命周期管理的重要性第十二章：MATLAB App Designer高级功能12.1 App Designer用户界面设计介绍App Designer中用户界面的定制方法演示如何使用样式、颜色和主题来美化应用界面解释用户界面设计对于提升用户体验的重要性12.2 App Designer数据模型介绍App Designer中的数据模型和模型视图概念演示如何创建、使用和绑定数据模型和视图解释数据模型在应用程序中的作用和重要性12.3 App Designer部署和分发介绍App Designer应用程序的部署和分发流程演示如何打包和发布应用程序解释如何为不同平台安装和运行App Designer应用程序第十三章：MATLAB App Designer案例研究13.1 图形用户界面(GUI)应用程序设计介绍使用App Designer设计的GUI应用程序案例演示如何创建交互式GUI应用程序来简化MATLAB脚本解释GUI应用程序在数据输入和结果显示中的作用13.2 数据分析和可视化应用程序设计介绍使用App Designer进行数据分析和可视化的案例演示如何创建应用程序来处理和显示大型数据集解释App Designer在数据分析和决策支持中的优势13.3 机器学习和深度学习应用程序设计介绍使用App Designer实现机器学习和深度学习模型的案例演示如何将MATLAB中的机器学习和深度学习算法集成到应用程序中解释App Designer在机器学习和深度学习应用部署中的作用第十四章：MATLAB App Designer实战项目14.1 App Designer项目规划和管理介绍App Designer项目的规划和管理方法演示如何组织和维护大型应用程序项目解释项目管理和版本控制对于团队协作的重要性14.2 App Designer与MATLAB的集成介绍App Designer与MATLAB之间的数据和功能集成演示如何在App Designer中调用MATLAB函数和脚本解释集成MATLAB强大计算和分析能力的重要性14.3 App Designer项目案例实现分析具体的App Designer项目案例实现过程演示如何解决实际工程项目中的问题解释App Designer在工程项目实践中的应用价值第十五章：MATLAB App Designer的未来趋势15.1 App Designer的新功能和技术介绍App Designer的最新功能和技术发展演示如何利用新功能和技术提升应用程序的性能和用户体验强调持续学习和适应新技术的重要性15.2 App Designer在跨平台开发中的应用介绍App Designer在跨平台应用程序开发中的优势演示如何创建适用于不同操作系统的应用程序解释跨平台开发对于扩大应用程序市场的重要性15.3 App Designer的未来趋势和展望讨论App Designer在未来的发展趋势和潜在应用领域激发学生对于应用程序开发和创新的兴趣强调持续探索和创造新应用的重要性重点和难点解析本文档为您提供了一份详尽的《MATLAB教案》PPT课件，内容涵盖了MATLAB 的基本概念、编程基础、数值计算、绘图和可视化、应用案例、Simulink的基础知识、高级应用、库和工具箱的使用、案例分析以及项目实践、App Designer 的基础知识、高级功能、案例研究、实战项目和未来趋势等方面的内容。
matlab动画制作例子
matlab动画制作例子
在MATLAB中，你可以使用`pause`和`drawnow`命令来制作动画。
以下是一个简单的例子，它展示了如何创建一个动画，该动画显示一个点在二维平面上沿一圆形路径移动。
```matlab
% 初始化参数
t = 0::2pi; % 时间向量
x = sin(t); % x坐标
y = cos(t); % y坐标
% 创建图形窗口
figure;
% 循环动画
for k = 1:length(t)
% 绘制当前点的位置
plot(x(k), y(k), 'ro');
% 添加标题和标签
title('点在圆上的移动');
xlabel('x');
ylabel('y');
% 暂停并更新图形，以便可以看到动画效果
pause();
drawnow;
end
```
这个脚本将会创建一个动画，显示一个点在二维平面上沿着一个圆形路径移动。
这个动画是通过在一个循环中绘制每个点的位置并暂停一段时间来创建的。
`drawnow`命令将立即更新图形窗口，使得你可以看到动画效果。
注意：MATLAB的版本和环境可能会影响动画的表现。
在一些环境中，可能需要使用不同的命令或参数才能获得最佳的动画效果。
MATLAB教程：教你画三维曲线三维图形（含图形处理）制作三维动画
MA TLAB教程：教你画三维曲线三维图形（含图形处理）制作三维动画三维曲线plot3函数与plot函数用法十分相似，其调用格式为：plot3(x1,y1,z1,选项1,x2,y2,z2,选项2,…,xn,yn,zn,选项n)其中每一组x,y,z组成一组曲线的坐标参数，选项的定义和plot 函数相同。
当x,y,z是同维向量时，则x,y,z 对应元素构成一条三维曲线。
当x,y,z是同维矩阵时，则以x,y,z对应列元素绘制三维曲线，曲线条数等于矩阵列数。
例绘制三维曲线。
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');三维曲面1．产生三维数据在MA TLAB中，利用meshgrid函数产生平面区域内的网格坐标矩阵。
其格式为：x=a:d1:b; y=c:d2:d;[X,Y]=meshgrid(x,y);语句执行后，矩阵X的每一行都是向量x，行数等于向量y的元素的个数，矩阵Y的每一列都是向量y，列数等于向量x的元素的个数。
2．绘制三维曲面的函数surf函数和mesh函数的调用格式为：mesh(x,y,z,c)：画网格曲面，将数据点在空间中描出,并连成网格。
surf(x,y,z,c)：画完整曲面，将数据点所表示曲面画出。
一般情况下，x,y,z是维数相同的矩阵。
x,y是网格坐标矩阵，z 是网格点上的高度矩阵，c用于指定在不同高度下的颜色范围。
例绘制三维曲面图z=sin(x+sin(y))-x/10。
程序如下：[x,y]=meshgrid(0:0.25:4*pi); %在[0,4pi]×[0,4pi]区域生成网格坐标z=sin(x+sin(y))-x/10;mesh(x,y,z);axis([0 4*pi 0 4*pi -2.5 1]);此外，还有带等高线的三维网格曲面函数meshc和带底座的三维网格曲面函数meshz。
matlab三维绘图
三维线图函数
● 例 题 ： 绘 制 三 维 的 螺 旋 曲 线 图 ， 其 中 x=sint, y=cos(2t),z=sint+cost，t的区间为[0,2π]。 程序如下： t=0:pi/50:2*pi; plot3(sin(t),cos(2*t),sin(t)+cos(t),'r','Linewidth',2) xlabel('X轴') ylabel('Y轴') zlabel('Z轴')
●例题：绘制多个球体，各球的中心离原点的距离由x、y、z 值决定。 程序如下： [x,y,z]=sphere; surf(x,y,z) hold on surf(x+3,y-2,z) surf(x,y+1,z-3) daspect([1 1 1]) xlabel('X轴') ylabel('Y轴') zlabel('Z轴')
三维网格图
●所谓的网格图，是指把相邻的数据点连接起来形 成的网状曲面。利用在x-y平面的矩形网格点上的 z轴坐标值，MATLAB定义了一个网格曲面。三维 网格图的形成原理为：在x-y平面上指定一个长方 形区域，采用与坐标轴平行的直线将其分格；计 算矩形网格点上的函数值，即z轴的值，得到三 维空间的数据点；将这些数据点分别用于x-z或者 平行面内的曲线和处于y-z或者平行面内的曲线连 接起来，即形成网格图。网格图对显示大型的数 值矩阵很有用处。
模块十 三维图形绘制
◆三维线图 ◆三维多边形 ◆三维网格图 ◆三维曲面图 ◆三维柱面绘图函数
三维线图函数
● plot3()：主要用于绘制三维曲线，该函数的 调用格式同plot（）函数类似。 ● 调用格式为： plot3(X, Y, Z, LineSpec,’ PropertyName’, Property Value) 调用该函数，绘制出通过一系列坐标为X, Y, Z 指定点的一条曲线。其中，X, Y, Z为第一到第 三维数据，可以是向量，也可以是矩阵，但必 须尺寸相等。
MATLAB三维图形绘制
说明：当只有参数z时，以z矩阵的行下标作为x坐标轴，把z
的列下标当作y坐标轴；x、y分别为x、y坐标轴的自变量；
当有x、y、z参数时，c是指定各点的用色矩阵，当c省略时
默认用色矩阵是z的数据。如果x、y、z、c四个参数都有，
则应该都是维数相同的矩阵。
.
3
3. 三维曲面图
语法：
surf (z)
%画三维曲面图
3.7000 8.1000 0.6000
1.5000 7.7000 -4.5000]
>>bar(x,y)
%画条形图
>>bar3(x,y) %画三维条形图
图4.23 (a) 条形. 图
(b) 三维条形图
14
二、直方图
语法：
分段的个数, 默认为10
hist(y,m) %统计每段的元素个数并画出直方图
hist(y,x) % x是向量，用于指定所分每个数据段
【例】使用几种绘制离散数据的命令来显示 ye2xsin(x) 的离散数据。
五、等高线图
语法：
contour3(Z,n)
%绘制Z矩阵的三维等高线
contour(x,y,z,n)
%绘制以x和y指定x、y坐标的二维等高线
说明：n为等高线的条数，省略时为自动条数。
.
17
x=0:0.1:2*pi; y=sin(x).*exp(-2*x); subplot(3,1,1) stem(x,y,'filled') subplot(3,1,2) stairs(x,y) subplot(3,1,3) scatter(x,y)
.
24
【上例续】使用消息框显示当阻尼系数大于1时的警告信 息，如图所示。
Matlab中的视频处理与动画制作方法
Matlab中的视频处理与动画制作方法引言：Matlab是一种强大的数值计算和编程平台，广泛应用于科学和工程领域。
除了常见的数值计算和数据分析任务外，Matlab还提供了丰富的图像和视频处理功能。
在本文中，我们将重点介绍Matlab中的视频处理和动画制作方法。
无论你是要进行视频处理，还是想制作生动的动画，Matlab都能满足你的需求。
一、视频处理方法1. 视频读取与播放想要进行视频处理，首先我们需要将视频加载到Matlab中。
Matlab提供了多种读取视频文件的函数，如VideoReader函数可以方便地读取各种视频格式的文件。
读取视频后，我们可以使用implay函数来播放视频，方便我们对视频进行预览。
2. 视频帧提取与处理在视频处理中，我们通常需要对视频的每一帧进行处理。
Matlab提供了逐帧提取和处理视频的方法。
我们可以使用readFrame函数来逐帧读取视频，并对每一帧进行相应的处理。
例如，我们可以将视频的每一帧转换为灰度图像，或者使用图像滤波算法对每一帧进行平滑处理。
3. 视频合并与剪辑有时候我们需要将多个视频合并成一个视频，或者对一个视频进行剪辑。
Matlab提供了一系列函数来实现这些功能。
我们可以使用writeVideo函数来将多个视频合并成一个新的视频文件，也可以使用VideoWriter对象来对视频进行剪辑，截取其中的一个时间段。
4. 视频特效与转换除了对视频的基本处理外，Matlab还提供了多种视频特效和转换的方法。
例如，我们可以使用imresize函数对视频进行缩放，使用imrotate函数对视频进行旋转，还可以使用imwarp函数对视频进行形变。
这些功能都大大拓展了我们对视频的处理和加工能力。
二、动画制作方法1. 图形绘制与动画Matlab不仅提供了对视频进行处理的功能，还能方便地制作各种动画。
我们可以使用plot函数绘制曲线，使用scatter函数绘制散点图，还可以使用surf函数绘制三维曲面。
面向教学的Matlab／Simulink仿真动画实现
真动 画 ， 因此 只采 用 了更 便 于使用 Ｍａｌｂ各 工具 箱 ｔ ａ
函 数 的 Ｍ ａｌ ｔ ｂ语 言 来 实 现 Ｓ函 数 。 ａ Ｓｍｕｉｋ进 行 仿 真 的 主 要 流 程 步 骤 单起 见 ， 示 意 图仅 给 出了相 关 的主 要 步 该
（ ． ｏｌｇ ｆ Ｅ ｅｔ ｉ ｌ ｎ ｎ ｏ ｍａ ｉｎ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ，Ｈｕ ａ ｉｅ ｓ ｙ，Ｃ ａ ｇ ｈ ０ ２ ｈｎ １ Ｃ ｌｅ ｅ ｌｃｒｃ ｄ Ｉ ｆ ｒ ｔ ｎ ｉｅ ｒｎ ｏ ａａ ｏ ｎ ｎＵｎｖ ｒｉ ｔ ｈ ｎ ｓａ ４ ８ ，Ｃ ｉａ １ ０
收稿 日期 ：０ ００—３ 修 回 日期 ：０ ０１－４ ２ １ ８０ ； ２ １— １２
作者 简 介 ： 斯 羽 （９ ５） 男 ， 郭 １ ７ 一， 博士 ， 副教 授 ， 主要 从 事 图 像 处 理 、 器 视 觉 、 统 建模 与 仿真 的研 究 工 作 ， — ｉ ｓｇ ｏ ５ １３ ｃｒ； 机 系 Ｅ ｍａｌ ｙ ｕ７ ＠ ６ ．ｏ ： ｎ
唐
璐 （９ ８） 男 ， 士 ， 师 ， １７一， 博 讲 主要 从 事 系 统 工 程 、 统 建 模 与 仿 真 的 研 究 工 作 ，— ｉ ｔｎ ｌ １ ６ ｃｒ 系 Ｅ ｍａｌ ａ ｇ＠ ２ ．ｏ ： ｎ
８ ６
电气 电子 教 学 学 报
第 ３ 卷 ３
文献 ［ ］ 然在特 定 Ｍａｌｂ工 具箱 中对提 供 的动 画 ５虽 ｔ ａ 生成 ｓ函数 进行 了适 当修 改来进 行无 人飞行 器仿 真
过程 的动 画显示 ， 文 中并 未介 绍 动 画显 示模 块 的 但 构造 和实现 。
本 文 给 出 了 一 种 利 用 Ｓｍｕｉｋ的 Ｓ 函 数 以 及 ｉ ｌ ｎ
MATLAB绘三维图
第六讲 MATLAB可视化(二)绘三维图【目录】一、三维图形绘制步骤 (1)二、三维绘图基本操作 (2)1、三维线图 (2)2、三维网线图 (3)3、三维曲面图 (4)三、透视、镂空和裁切 (5)1、图形的透视 (5)2、图形的镂空 (6)3、图形的裁切 (7)四、三维图形的精细控制 (8)1、视点与旋动 (8)2、色彩控制 (9)3、浓淡处理 (11)五、照明和材质处理 (12)六、简洁绘图指令 (13)【正文】一、三维图形绘制步骤步骤典型指令1三维曲线数据：先取一个参变量采样向量然后计算各坐标数据向量t=pi*(0:100)/100;x=f1(t);y=f2(t);z=f3(t);三维曲面数据：产生自变量采样向量；由自变量向量产生格点矩阵；计算格点矩阵相对应的函数值矩阵x=x1:dx:x2;y=y1:dy:y2;[X,Y]=meshgrid(x,y);Z=f(x,y);2 选定图形窗及子窗位置：同二维3调用三维曲线绘图指令：线型、色彩、数据点形plot3(x,y,z,'b-') 调用三维曲面绘图指令Mesh(X,Y,Z);4 设置轴的范围与刻度、坐标分隔线同二维5 图形注释：图名、坐标名、图例、文字同二维6 着色、明暗、灯光、材质处理colormap,shading,light,material7 视点、三度（横、纵、高）比view,aspect二、三维绘图基本操作1、三维线图用来画三维曲线，三维曲线与一组(x,y,z)坐标相对应的点连接而成。
绘图格式为：plot3(X,Y,Z,'s')plot3(X1,Y1,Z1,'s1',X2,Y2,Z2,'s2',...)(1) X、Y、Z是同维向量时，则绘制以X、Y、Z元素为x、y、z 坐标的三维曲线；(2) X、Y、Z是同维矩阵时，则以X、Y、Z对应列元素为x、y、z坐标绘制多条曲线，曲线条数等于矩阵的列数；(3) (X1,Y1,Z1,'s1')与(X2,Y2,Z2,'s2')的结构与作用和(X,Y, Z,'s')相同，表示同一指令绘两组以上曲线；(4) s、s1、s2的意义与二维相同。
MATLAB教程三维图形
x=sin(t); y=cos(t); z=t;
plot3(x,y,z) ,
axis square; grid on
Kjqx.m
x1=[0.5, 0.5, 0, 0.5]; y1=[0.5, 0.5, 0, 0.5]; z1=[ 1, 0, 0, 1 ]; x2=[0.5, 0.5, 1, 0.5]; y2=[0.5, 0.5, 0, 0.5]; z2=[ 1, 0, 0, 1 ]; x3=[0,1]; y3=[0,0]; z3=[0,0]; plot3(x1,y1,z1,x2,y2,z2,x3,y3,z3)
三.网线和表面图
1、三维绘图数据的产生
在matlab中，曲面是用x y平面上各个格点的 Z坐标 来定义的。画曲面前先要生成三维绘图数据。
（1）利用meshgrid函数生成平面网格坐标矩阵。再 利用函数关系求Z.
x=a:△x:b; y=c:△y:d; [X,Y]=meshgrid(x,y); Z=f (x,y) （2）利用双峰函数peaks [x,y,z]=peaks(n) 分别创建x,y,z三个均为n×n阶的方阵 peaks(n)直接使用peaks函数所创建的矩阵绘制表面图
色图矩阵是m×3 的数值矩阵，它的每一行是RGB三元组。 [0 0 0] 黑色 [1 0 0] 红色 [0 1 0]蓝色 [0 0 1]绿色
色图函数 pink 粉色 copper 铜色 hot 暖色 cool 冷色 flag 四色旗 prism光谱色
setu.m spring summer autumn winter
ys.m ys02.m
1.5.4 动画
1、彗星轨迹图
Comet(x,y,p)
彗长为p*length(y)的二维彗星轨迹，p的默认值为0y)的三维彗星轨迹，p的默认值为0.1 ddqxn.m huixing.m
MATLAB中的动画设计
• 产生一个顺着曲线轨迹运动的质点来操作 • 使用comet、comet3函数 • 最简单的动画产生方式
MATLAB中的动画设计——质点动画
设计步骤
• step1：求解出质点完整的运动轨迹坐标x，y和z • step2：使用comet或者comet3直接绘制动点
MATLAB中的动画设计——质点动画
当创建了一系列动画帧后，可利用movie函数播放这些动画帧。该函数的主要格式有： (1)movie(M)，将矩阵M中的动画帧播放一次 (2)movie(M,n)，将矩阵M中的动画帧播放n次 (3)movie(M,n,fps)，将矩阵M中的动画帧以每秒fps帧的速度播放n次
MATLAB中的动画设计——电影动画
设计步骤
• step1：调用getframe函数生成每个帧。该函数返回一个列矢量， 利用这个矢量，就可以创建一个电影动画矩阵。 • step2：调用movie函数按照指定的速度和次数运行该电影动画。 • step3：调用movie2avi函数可以将矩阵中的一系列动画帧转换 成avi视频文件。这样，即使脱离了matlab环境也可播放动画。
MATLAB中的动画设计——电影动画
2、电影动画
• 从不同的视角拍下一系列对象的图形，并保存到变量中，然 后按照一定的顺序像电影一样播放。 • 使用getframe、movie函数。
getframe函数可以捕捉动画帧，并保存到矩阵中。该函数的主要格式有： (1)F=gefframe，从当前图形框中得到动画帧 (2)F=gefframe(h)，从图形句柄h中得到动画帧 (3)F=getframe(h，rect)，从图形句柄h的指定区域rec中得到动画帧
程序结构
MATLAB中的动画设计——电影动画
Matlab动画演示机械波传播中质点不随波迁移-精选文档
Matlab动画演示机械波传播中质点不随波迁移Particle does not Move with Wave in Mechanical Wave Propagation Showed by Matlab AnimationCHANG Jian[1], WANG Li[2], DING Zhiyong[1]([1] Institute of Physics and Electronics, Fuyang Teachers College, Fuyang, Anhui 236041;[2]Information Engineering Institute, Fuyang Teachers College, Fuyang, Anhui 236041)Based on the Matlab data visualization function, uses the computer simulation to the physical experiment phenomenon, through the Matlab animation demonstration mechanical wave spreading process in the particle along with the wave migration, does not cause the teaching vivid image, opened certain promoter action to the physical experiment teaching.1 引言1.1 物理实验中使用Matlab的意义随着计算机的普及，在教学或者科研中，获取计算机的帮助已不再是新的需求。
教师在教学中如能利用动画来描述一个物理现象，或一条物理规律肯定会使学生大开眼界，同时提起学生的学习兴趣。
这样，在教学中能够同时调动学生的听觉，视觉。
此时再结合教学内容提出一小问题让学生们思考的话，教学效果自然不在话下。
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调用格式
说明
compass(X,Y)
参量X与Y为n维向量，显示n个箭头，箭头的起点为原点，箭头的 位置为[X(i),Y(i)]
compass(Z)
参量Z为n维复数向量，命令显示n个箭头，箭头起点为原点，箭头 的位置为[real(Z),imag(Z)]
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10.1 三维绘图
MATLAB三维绘图涉及的问题比二维绘图多，比如：是三维曲线 绘图还是三维曲面绘图；三维曲面绘图中，是曲面网线绘图还是曲 面色图；绘图坐标数据是如何构造的；什么是三维曲面的观察角度 等。用于三维绘图的MATLAB高级绘图函数中，对于上述许多问 题都设置了默认值，应尽量使用默认值，必要时认真阅读联机帮助。
操作提示： （1）定义变量取值范围，输入参数方程。 （2）使用plot3绘制三维曲线。 （3）定义变量，输入参数方程。 （4）使用ezplot3绘制三维曲线。
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10.2 三维图形修饰处理
本节主要讲一些常用的三维图形修饰处理命令，在第3.4节里我们已 经讲了一些二维图形修饰处理命令，这些命令在三维图形里同样适 用。下面来看一下在三维图形里特有的图形修饰处理命令。
MATLAB还可以进行一些简单的图像处理与动画制作，本节将为 读者介绍这些方面的基本操作，关于这些功能的详细介绍，感兴趣 的读者可以参考其他相关书籍。图形的不同。
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第10章 三维动画演示
在实际的工程设计中，二维绘图功能在某些场合往往无法更直观的 表达数据的分析结果，常常需要将结果表示成三维图形。 MATLAB为此提供了相应的三维绘图功能，三维绘图与二维绘图 功能有异曲同工之效。本章详细讲解了三维绘图与三维修饰绘图及 动画演示功能。
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10.1.1 三维曲线绘图命令
1．plot3命令 plot3命令是二维绘图plot命令的扩展，因此它们的使用格式也基本
相 同 ， 只 是 在 参 数 中 多 加 了 一 个 第 三 维 的 信 息 。 例 如 plot(x,y,s) 与 plot3(x,y,z,s)的意义是一样的，前者绘的是二维图，后者绘的是三维 图，后面的参数s也是用来控制曲线的类型、粗细、颜色等。 2．ezplot3命令
compass(…,LineS pec)
h = compass(…)
用参量LineSpec指定箭头图的线型、标记符号、颜色等属性 返回line对象的句柄给h
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10.3.1 向量图形
2．羽毛图 羽毛图是在横坐标上等距地显示向量的图形，看起来就像鸟的羽
毛一样。它的绘制命令是feather，该命令的使用格式见表。
为了显示三维图形，MATLAB提供了各种各样的函数。有一些函 数可在三维空间中画线，而另一些可以画曲面与线格框架。另外， 颜色可以用来代表第四维。当颜色以这种方式使用时，不但它不再 具有像照片中那样显示色彩的自然属性．而且也不具有基本数据的 内在属性，所以把它称作为彩色。本章主要介绍三维图形的作图方 法和效果。
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10.3.2 操作实例
例1：绘制正弦函数的罗盘图与羽毛图。
例2：绘制马鞍面
上的法线方向向量。 z x4 y 4 x2 y 2 2xy
例3：绘制下面的函数罗盘与例教程》
10.4 图像处理及动画演示
调用格式
说明
feather(U,V)
显示由参量向量U与V确定的向量，其中U包含作为相对坐标系中的x 成分，Y包含作为相对坐标系中的y成分
feather(Z) 显示复数参量向量Z确定的向量，等价于feather(real(Z),imag(Z))
feather(…,Lin eSpec)
用参量LineSpec报指定的线型、标记符号、颜色等属性画出羽毛图
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10.3.1 向量图形
3．箭头图 上面两个命令绘制的图也可以叫做箭头图，但即将要讲的箭头图
比上面两个箭头图更像数学中的向量，即它的箭头方向为向量方向， 箭头的长短表示向量的大小。这种图的绘制命令是quiver与quiver3， 前者绘制的是二维图形，后者绘制是三维图形。它们的使用格式也十 分相似，只是后者比前者多一个坐标参数。
view(2) view(3) [az,el] = view T = view
说明 给三维空间图形设置观察点的方位角az与仰角el 同上 将点（x,y,z）设置为视点 设置默认的二维形式视点，其中az=0，el=90°，即从z轴上方观看 设置默认的三维形式视点，其中az=－37.5°，el=30° 返回当前的方位角az与仰角el 返回当前的 的转换矩阵T
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10.2.1 视角处理
例1：在同一窗口中绘制下面函数的各种视图。
例2：在同一窗口中绘制马鞍面
函数的各种视图。
例3：在区域
上绘制下面函数的带等值线的三维表面图。
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10.3.1 向量图形
1．罗盘图 罗盘图即起点为坐标原点的二维或三维向量，同时还在坐标系中
同二维情况一样，三维绘图里也有一个专门绘制符号函数的命令 ezplot3。
10.1.2
例1：绘制空间直线 例2：弹簧三维图形
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操作实例
例3：画出下面的三维曲线的图像
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10.1.3 课堂练习——圆螺锥线的绘制
画出下面的圆锥螺线的图像：
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10.2.1 视角处理
三维图形表现的正是一个空间内的图形，因此在不同视角及位置都 会有不同的效果，这在工程实际中也是经常遇到的。MATLAB提 供的view命令能够很好地满足这种需要。
view命令用来控制三维图形的观察点和视角，它的使用格式见表。
调用格式 view(az,el) view([az,el]) view([x,y,z])