MATLAB圖形與動畫設計

前言

MATIAB是Matrix Laboratory（矩陣實驗室）的縮寫，是由美國Math-Works公司開發(fā)的集數(shù)值計算、符號計算和圖形可視化三大基本功能于一體的，功能強大、操作簡單的語言，是國際公認的優(yōu)秀數(shù)學應用軟件之一?！皬墓こ處熀涂茖W家的目的來看，MATIAB有許多優(yōu)點，是同類產(chǎn)品中最好的軟件?！盡ATIAB是當今最優(yōu)秀的科技應用軟件之一，它具有強大的科學計算與可視化功能和開放式擴展環(huán)境，簡單易用，特別是所附帶的三十多種面向不同領域的工具箱支持，使得它在許多科學領域中成為計算機輔助設計和分析、算法研究和應用開發(fā)的基本工具和首選平臺?，F(xiàn)在，MATlAB已經(jīng)發(fā)展成為適合多學科的大型軟件，在世界各高校，MATIAB已經(jīng)成為線性代數(shù)、數(shù)值分析、數(shù)理統(tǒng)計、優(yōu)化方法、自動控制、數(shù)字信號處理、動態(tài)系統(tǒng)仿真等高級課程的基本教學工具。特別是最近幾年，MATIAB在我國大學生數(shù)學建模競賽中的應用，為參賽者在有限的時間內準確、有效地解決問題提供了有力的保證。MATIAB具有其他高級語言難以比擬的一些優(yōu)點，如編寫簡單、編程效率高、易學易懂，因此MATIAB語言也被通俗地稱為演算紙式的科學算法語言。在控制、通信、信號處理及科學計算等領域，MATIAB都被廣泛應用，已經(jīng)被認可為能夠有效提高工作效率、改善設計手段的工具軟件。掌握了MATLAB就好比掌握了開啟這些專業(yè)領域大門的鑰匙。本書的特點是利用MATLAB作為工具來講解計算機圖形學與動畫技術：MATLAB的一些常用命令以及簡單的程序設計知識、與繪圖相關的一些語句及程序、曲線曲面繪制與幾何造型、隱與光照、使用一個具體的軟件來制作實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實效果、不規(guī)則物體建模與非真實感圖形學的概念、動畫制作的一些概念與常用方法。

內容概要

　　《MATLAB圖形與動畫設計》以MATLAB為工具講解計算機圖形學與動畫技術。主要包括：MATLAB的一些常用命令以及簡單的程序設計知識、與繪圖相關的一些語句及程序、曲線曲面繪制與幾何造型、隱與光照、使用一個具體的軟件來制作實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實效果、不規(guī)則物體建模與非真實感圖形學的概念、動畫制作的一些概念與常用方法。《MATLAB圖形與動畫設計》可以作為高等院校計算機科學與技術專業(yè)、信息科學與技術專業(yè)、多媒體與動畫制作專業(yè)以及機械、建筑專業(yè)本科生及研究生的計算機圖形學教材，也可以作為學習MATLAB建模、程序設計的參考書。

書籍目錄

第1章 MATLAB介紹1.1 MATLAB的命令使用與程序設計1.1.1 命令窗口的使用1.1.2 M－File程序設計1.1.3 Figure窗口的圖形操作功能1.1.4 單元數(shù)組與結構體1.1.5 自定義函數(shù)1.1.6 交互控制1.1.7 圖形用戶接口1.2 MATLAB的矩陣操作1.2.1 工具矩陣與數(shù)組生成函數(shù)1.2.2 常用的矩陣操作函數(shù)1.2.3 多維數(shù)組與圖像矩陣1.3 MATLAB繪圖的相關工具箱1.3.1 樣條函數(shù)工具箱1.3.2 圖像處理工具箱第2章 MATLAB二維及三維繪圖2.1 MATLAB二維繪圖2.1.1 基本二維繪圖2.1.2 特殊二維繪圖函數(shù)2.1.3 填充多邊形2.1.4 繪圖窗口的使用2.1.5 子圖2.1.6 繪制線2.1.7 分格線控制和圖形標注2.1.8 繪圖的進階功能2.1.9 函數(shù)繪圖2.2 MATIAB三維繪圖2.2.1 繪制三維折線及曲線2.2.2 繪制三維網(wǎng)格曲面2.2.3 繪制三維陰影曲面2.2.4 三維圖形的調控2.2.5 特殊三維圖形的繪制2.2.6 三維繪圖功能進階第3章 MATLAB動畫設計及制作原理3.1 擦除方式動畫設計3.2 以質點運動軌跡的方式呈現(xiàn)動畫3.3 以旋轉顏色映像的方式呈現(xiàn)動畫3.4 電影放映方式動畫設計3.5 MATLAB動畫與AVI文件3.5.1 AVI文件錄制3.5.2 AVI文件執(zhí)行3.6 常用的三維變換3.6.1 平移變換與旋轉變換3.6.2 比例變換與錯切變換3.6.3 MATLAB中與變換相關的函數(shù)3.7 基于圖像的動畫制作3.7.1 利用圖像幾何操作制作動畫3.7.2 基于圖像顏色與亮度的動畫制作3.7.3 圖像處理與分析用于動畫制作3.8 動畫的分類制作方法3.8.1 逐幀動畫、形變動畫與路徑動畫3.8.2 使用語言與軟件制作動畫3.8.3 動畫播放與導出第4章 曲線與曲面4.1 曲線的繪制4.2 典型曲面研究4.2.1 經(jīng)典的代數(shù)曲面4.2.2 插值擬合曲面4.3 MATLAB樣條函數(shù)第5章 MATLAB圖形處理5.1 圖形可視化技術5.1.1 基本概念5.1.2 三維圖形可視化基本流程5.1.3 使用面片創(chuàng)建圖形模型5.2 MAMAB中的顏色5.2.1 著色技術5.2.2 RGB真彩色著色5.2.3 顏色表5.2.4 索引著色5.2.5 顏色編輯器5.2.6 shading模式5.3 光照效果5.3.1 簡單光照模型5.3.2 MAMAB中的光照函數(shù)5.4 透明效果5.4.1 hidden函數(shù)5.4.2 設置透明度數(shù)值5.4.3 透明度數(shù)據(jù)映射第6章 幾何造型6.1 圖形句柄操作與GUI程序設計6.1.1 圖形句柄操作6.1.2 GUI程序設計6.2 幾何造型基本單元的組織6.2.1 何體的繪制6.2.2 幾何造型的三種模型6.3 實體模型構造方法6.3.1 掃描造型法6.3.2 邊界表示法6.3.3 分解表示法6.3.4 數(shù)據(jù)文件的存取第7章 MATLAB句柄式圖形7.1 對象結構7.2 圖形用戶界面設計工具7.2.1 對象編輯器7.2.2 菜單編輯器7.2.3 對象位置調整工具7.2.4 對象屬性編輯器7.2.5 M-file編輯器7.2.6 Tab順序編輯器7.2.7 于象瀏覽器7.3 句柄式圖形函數(shù)7.4 獲得對象句柄值7.5 句柄式圖形技巧說明7.6 對象屬性的介紹7.7 應用實例第8章 MATLAB圖形顯示技術8.1 MATLAB圖像文件的格式8.2 圖像類型8.2.1 索引圖像8.2.2 灰度圖像8.2.3 RGB圖像8.2.4 二值圖像8.3 圖像處理基本函數(shù)8.3.1 獲取信息函數(shù)8.3.2 圖像讀入和顯示函數(shù)8.3.3 圖像寫回命令8.4 圖像類型轉換8.5 標準圖像顯示技術8.5.1 imshow函數(shù)8.5.2 顯示灰度圖像8.5.3 顯示二值圖像8.5.4 顯示索引圖像8.5.5 顯示圖形文件中的圖像8.5.6 顯示真彩圖像8.6 特殊圖像顯示技術8.6.1 添加顏色條8.6.2 顯示多幀圖像陣列8.6.3 圖像上的區(qū)域縮放8.6.4 紋理映射8.6.5 在一個圖形窗口中顯示多幅圖像8.7 MATLAB中的顏色模型8.7.1 顏色模型的分類8.7.2 顏色模型的轉換8.8 存圖文件與打印第9章 不規(guī)則物體建模9.1 分形技術9.1.1 線性迭代函數(shù)系統(tǒng)9.1.2 二元二次迭代繪制圖形9.1.3 粒子系統(tǒng)9.2 基于圖像的圖形繪制9.2.1 圖像的幾何操作9.2.2 圖像處理與分析9.2.3 圖像作為紋理、材質與貼圖9.2.4 圖像的圖形化9.3 非真實感圖形繪制技術9.3.1 物體的不規(guī)則變換9.3.2 圖像像素操作9.3.3 模擬自然介質和藝術手法第10章 虛擬現(xiàn)實第1章 MATLAB介紹1.1 MATLAB的命令使用與程序設計1.1.1 命令窗口的使用1.1.2 M－File程序設計1.1.3 Figure窗口的圖形操作功能1.1.4 單元數(shù)組與結構體1.1.5 自定義函數(shù)1.1.6 交互控制1.1.7 圖形用戶接口1.2 MATLAB的矩陣操作1.2.1 工具矩陣與數(shù)組生成函數(shù)1.2.2 常用的矩陣操作函數(shù)1.2.3 多維數(shù)組與圖像矩陣1.3 MATLAB繪圖的相關工具箱1.3.1 樣條函數(shù)工具箱1.3.2 圖像處理工具箱第2章 MATLAB二維及三維繪圖2.1 MATLAB二維繪圖2.1.1 基本二維繪圖2.1.2 特殊二維繪圖函數(shù)2.1.3 填充多邊形2.1.4 繪圖窗口的使用2.1.5 子圖2.1.6 繪制線2.1.7 分格線控制和圖形標注2.1.8 繪圖的進階功能2.1.9 函數(shù)繪圖2.2 MATIAB三維繪圖2.2.1 繪制三維折線及曲線2.2.2 繪制三維網(wǎng)格曲面2.2.3 繪制三維陰影曲面2.2.4 三維圖形的調控2.2.5 特殊三維圖形的繪制2.2.6 三維繪圖功能進階第3章 MATLAB動畫設計及制作原理3.1 擦除方式動畫設計3.2 以質點運動軌跡的方式呈現(xiàn)動畫3.3 以旋轉顏色映像的方式呈現(xiàn)動畫3.4 電影放映方式動畫設計3.5 MATLAB動畫與AVI文件3.5.1 AVI文件錄制3.5.2 AVI文件執(zhí)行3.6 常用的三維變換3.6.1 平移變換與旋轉變換3.6.2 比例變換與錯切變換3.6.3 MATLAB中與變換相關的函數(shù)3.7 基于圖像的動畫制作3.7.1 利用圖像幾何操作制作動畫3.7.2 基于圖像顏色與亮度的動畫制作3.7.3 圖像處理與分析用于動畫制作3.8 動畫的分類制作方法3.8.1 逐幀動畫、形變動畫與路徑動畫3.8.2 使用語言與軟件制作動畫3.8.3 動畫播放與導出第4章 曲線與曲面4.1 曲線的繪制4.2 典型曲面研究4.2.1 經(jīng)典的代數(shù)曲面4.2.2 插值擬合曲面4.3 MATLAB樣條函數(shù)第5章 MATLAB圖形處理5.1 圖形可視化技術5.1.1 基本概念5.1.2 三維圖形可視化基本流程5.1.3 使用面片創(chuàng)建圖形模型5.2 MAMAB中的顏色5.2.1 著色技術5.2.2 RGB真彩色著色5.2.3 顏色表5.2.4 索引著色5.2.5 顏色編輯器5.2.6 shading模式5.3 光照效果5.3.1 簡單光照模型5.3.2 MAMAB中的光照函數(shù)5.4 透明效果5.4.1 hidden函數(shù)5.4.2 設置透明度數(shù)值5.4.3 透明度數(shù)據(jù)映射第6章 幾何造型6.1 圖形句柄操作與GUI程序設計6.1.1 圖形句柄操作6.1.2 GUI程序設計6.2 幾何造型基本單元的組織6.2.1 何體的繪制6.2.2 幾何造型的三種模型6.3 實體模型構造方法6.3.1 掃描造型法6.3.2 邊界表示法6.3.3 分解表示法6.3.4 數(shù)據(jù)文件的存取第7章 MATLAB句柄式圖形7.1 對象結構7.2 圖形用戶界面設計工具7.2.1 對象編輯器7.2.2 菜單編輯器7.2.3 對象位置調整工具7.2.4 對象屬性編輯器7.2.5 M-file編輯器7.2.6 Tab順序編輯器7.2.7 于象瀏覽器7.3 句柄式圖形函數(shù)7.4 獲得對象句柄值7.5 句柄式圖形技巧說明7.6 對象屬性的介紹7.7 應用實例第8章 MATLAB圖形顯示技術8.1 MATLAB圖像文件的格式8.2 圖像類型8.2.1 索引圖像8.2.2 灰度圖像8.2.3 RGB圖像8.2.4 二值圖像8.3 圖像處理基本函數(shù)8.3.1 獲取信息函數(shù)8.3.2 圖像讀入和顯示函數(shù)8.3.3 圖像寫回命令8.4 圖像類型轉換8.5 標準圖像顯示技術8.5.1 imshow函數(shù)8.5.2 顯示灰度圖像8.5.3 顯示二值圖像8.5.4 顯示索引圖像8.5.5 顯示圖形文件中的圖像8.5.6 顯示真彩圖像8.6 特殊圖像顯示技術8.6.1 添加顏色條8.6.2 顯示多幀圖像陣列8.6.3 圖像上的區(qū)域縮放8.6.4 紋理映射8.6.5 在一個圖形窗口中顯示多幅圖像8.7 MATLAB中的顏色模型8.7.1 顏色模型的分類8.7.2 顏色模型的轉換8.8 存圖文件與打印第9章 不規(guī)則物體建模9.1 分形技術9.1.1 線性迭代函數(shù)系統(tǒng)9.1.2 二元二次迭代繪制圖形9.1.3 粒子系統(tǒng)9.2 基于圖像的圖形繪制9.2.1 圖像的幾何操作9.2.2 圖像處理與分析9.2.3 圖像作為紋理、材質與貼圖9.2.4 圖像的圖形化9.3 非真實感圖形繪制技術9.3.1 物體的不規(guī)則變換9.3.2 圖像像素操作9.3.3 模擬自然介質和藝術手法第10章 虛擬現(xiàn)實第1章 MATLAB介紹1.1 MATLAB的命令使用與程序設計1.1.1 命令窗口的使用1.1.2 M－File程序設計1.1.3 Figure窗口的圖形操作功能1.1.4 單元數(shù)組與結構體1.1.5 自定義函數(shù)1.1.6 交互控制1.1.7 圖形用戶接口1.2 MATLAB的矩陣操作1.2.1 工具矩陣與數(shù)組生成函數(shù)1.2.2 常用的矩陣操作函數(shù)1.2.3 多維數(shù)組與圖像矩陣1.3 MATLAB繪圖的相關工具箱1.3.1 樣條函數(shù)工具箱1.3.2 圖像處理工具箱第2章 MATLAB二維及三維繪圖2.1 MATLAB二維繪圖2.1.1 基本二維繪圖2.1.2 特殊二維繪圖函數(shù)2.1.3 填充多邊形2.1.4 繪圖窗口的使用2.1.5 子圖2.1.6 繪制線2.1.7 分格線控制和圖形標注2.1.8 繪圖的進階功能2.1.9 函數(shù)繪圖2.2 MATIAB三維繪圖2.2.1 繪制三維折線及曲線2.2.2 繪制三維網(wǎng)格曲面2.2.3 繪制三維陰影曲面2.2.4 三維圖形的調控2.2.5 特殊三維圖形的繪制2.2.6 三維繪圖功能進階第3章 MATLAB動畫設計及制作原理3.1 擦除方式動畫設計3.2 以質點運動軌跡的方式呈現(xiàn)動畫3.3 以旋轉顏色映像的方式呈現(xiàn)動畫3.4 電影放映方式動畫設計3.5 MATLAB動畫與AVI文件3.5.1 AVI文件錄制3.5.2 AVI文件執(zhí)行3.6 常用的三維變換3.6.1 平移變換與旋轉變換3.6.2 比例變換與錯切變換3.6.3 MATLAB中與變換相關的函數(shù)3.7 基于圖像的動畫制作3.7.1 利用圖像幾何操作制作動畫3.7.2 基于圖像顏色與亮度的動畫制作3.7.3 圖像處理與分析用于動畫制作3.8 動畫的分類制作方法3.8.1 逐幀動畫、形變動畫與路徑動畫3.8.2 使用語言與軟件制作動畫3.8.3 動畫播放與導出第4章 曲線與曲面4.1 曲線的繪制4.2 典型曲面研究4.2.1 經(jīng)典的代數(shù)曲面4.2.2 插值擬合曲面4.3 MATLAB樣條函數(shù)第5章 MATLAB圖形處理5.1 圖形可視化技術5.1.1 基本概念5.1.2 三維圖形可視化基本流程5.1.3 使用面片創(chuàng)建圖形模型5.2 MAMAB中的顏色5.2.1 著色技術5.2.2 RGB真彩色著色5.2.3 顏色表5.2.4 索引著色5.2.5 顏色編輯器5.2.6 shading模式5.3 光照效果5.3.1 簡單光照模型5.3.2 MAMAB中的光照函數(shù)5.4 透明效果5.4.1 hidden函數(shù)5.4.2 設置透明度數(shù)值5.4.3 透明度數(shù)據(jù)映射第6章 幾何造型6.1 圖形句柄操作與GUI程序設計6.1.1 圖形句柄操作6.1.2 GUI程序設計6.2 幾何造型基本單元的組織6.2.1 何體的繪制6.2.2 幾何造型的三種模型6.3 實體模型構造方法6.3.1 掃描造型法6.3.2 邊界表示法6.3.3 分解表示法6.3.4 數(shù)據(jù)文件的存取第7章 MATLAB句柄式圖形7.1 對象結構7.2 圖形用戶界面設計工具7.2.1 對象編輯器7.2.2 菜單編輯器7.2.3 對象位置調整工具7.2.4 對象屬性編輯器7.2.5 M-file編輯器7.2.6 Tab順序編輯器7.2.7 于象瀏覽器7.3 句柄式圖形函數(shù)7.4 獲得對象句柄值7.5 句柄式圖形技巧說明7.6 對象屬性的介紹7.7 應用實例第8章 MATLAB圖形顯示技術8.1 MATLAB圖像文件的格式8.2 圖像類型8.2.1 索引圖像8.2.2 灰度圖像8.2.3 RGB圖像8.2.4 二值圖像8.3 圖像處理基本函數(shù)8.3.1 獲取信息函數(shù)8.3.2 圖像讀入和顯示函數(shù)8.3.3 圖像寫回命令8.4 圖像類型轉換8.5 標準圖像顯示技術8.5.1 imshow函數(shù)8.5.2 顯示灰度圖像8.5.3 顯示二值圖像8.5.4 顯示索引圖像8.5.5 顯示圖形文件中的圖像8.5.6 顯示真彩圖像8.6 特殊圖像顯示技術8.6.1 添加顏色條8.6.2 顯示多幀圖像陣列8.6.3 圖像上的區(qū)域縮放8.6.4 紋理映射8.6.5 在一個圖形窗口中顯示多幅圖像8.7 MATLAB中的顏色模型8.7.1 顏色模型的分類8.7.2 顏色模型的轉換8.8 存圖文件與打印第9章 不規(guī)則物體建模9.1 分形技術9.1.1 線性迭代函數(shù)系統(tǒng)9.1.2 二元二次迭代繪制圖形9.1.3 粒子系統(tǒng)9.2 基于圖像的圖形繪制9.2.1 圖像的幾何操作9.2.2 圖像處理與分析9.2.3 圖像作為紋理、材質與貼圖9.2.4 圖像的圖形化9.3 非真實感圖形繪制技術9.3.1 物體的不規(guī)則變換9.3.2 圖像像素操作9.3.3 模擬自然介質和藝術手法第10章 虛擬現(xiàn)實參考文獻

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