MATLAB R2008圖形與動(dòng)畫編程實(shí)例教程

前言

MATLAB是當(dāng)今最優(yōu)秀的科技應(yīng)用軟件之一，它以強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算與可視化功能、簡(jiǎn)單易用、開放式可擴(kuò)展環(huán)境著稱，特別是所附帶的30多種面向不同領(lǐng)域的工具箱支持，使得它在許多科學(xué)領(lǐng)域中成為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和分析、算法研究和應(yīng)用開發(fā)的基本工具和首選平臺(tái)。MATLAB具有其他高級(jí)語言難以比擬的一些優(yōu)點(diǎn)，如編寫簡(jiǎn)單、編程效率高、易學(xué)易懂等，因此MATLAB語言也被通俗地稱為演算紙式科學(xué)算法語言。在控制、通信、信號(hào)處理及科學(xué)計(jì)算等領(lǐng)域中，MATLAB都被廣泛地應(yīng)用，已經(jīng)被認(rèn)可為能夠有效提高工作效率、改善設(shè)計(jì)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(lǐng)域大門的鑰匙。從廣義上講，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是研究與計(jì)算機(jī)繪制圖形相關(guān)的一切內(nèi)容，包括繪圖設(shè)備的研發(fā)（驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)）與應(yīng)用；繪圖軟件的開發(fā)，諸如開發(fā)Photoshop、3dsMax等繪圖建模軟件；使用現(xiàn)有繪圖軟件創(chuàng)建圖形；使用高級(jí)語言直接繪圖等。計(jì)算機(jī)繪圖與動(dòng)畫技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，涵蓋計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）與計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、地理信息系統(tǒng)、事務(wù)管理與辦公自動(dòng)化、系統(tǒng)及場(chǎng)景模擬、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）以及廣告和動(dòng)漫制作等。MATLAB在提供強(qiáng)大的計(jì)算功能的同時(shí)，近年來還大力發(fā)展了面向?qū)ο蟮膱D形技術(shù)和GUI技術(shù)，使用戶可以輕松實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互式顯示?！禡ATLAB應(yīng)用叢書——MATLAB R2008圖形與動(dòng)畫編程實(shí)例教程》介紹了如何利用MATLAB繪制二維、三維圖形及動(dòng)畫，還詳細(xì)地介紹了如何使用MATLAB提供的圖形設(shè)計(jì)技術(shù)，用戶無需了解圖形實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)內(nèi)容，有時(shí)甚至只需幾個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)就可以繪制非常復(fù)雜的圖形。另外，用戶還可以根據(jù)需要規(guī)劃和設(shè)計(jì)MATLAB的圖形外觀，不斷調(diào)整完善，直至繪圖結(jié)果完全符合要求?？傊琈ATLAB提供的GUI設(shè)計(jì)工具和編寫程序，可以簡(jiǎn)單便捷地設(shè)計(jì)出美觀方便的菜單化和控件式的人機(jī)交互界面。掌握和使用MATLAB是技術(shù)發(fā)展的需要，也是時(shí)代進(jìn)步的象征。隨著各領(lǐng)域的發(fā)展，MATLAB已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的主流應(yīng)用軟件?！禡ATLAB應(yīng)用叢書——MATLAB R2008圖形與動(dòng)畫編程實(shí)例教程》共分10章，各章主要內(nèi)容如下。第1章為MATLAB及GUI的介紹，主要涉及MATLAB的發(fā)展、MATLAB的特點(diǎn)、MATLAB的工作界面、GUI層次結(jié)構(gòu)和利用GUIDE創(chuàng)建GUI等內(nèi)容。第2章為MATLAB的二維繪圖，介紹了二維圖形的基本繪圖命令、雙Y軸繪圖應(yīng)用、填充圖形的繪制、多坐標(biāo)系繪圖與圖形窗口分割、在工作空間直接繪圖等內(nèi)容。第3章為MATLAB的三維繪圖，介紹了三維基本繪圖、曲面圖、特殊三維繪圖、三維圖的透明、鏤空、裁剪、光照和材質(zhì)處理等內(nèi)容。第4章為MATLAB動(dòng)畫制作，介紹了動(dòng)畫制作函數(shù)、動(dòng)畫類型、動(dòng)畫呈現(xiàn)方式等內(nèi)容。第5章為圖像及圖形的相關(guān)技術(shù)，介紹了圖像基本操作、圖形編輯功能、捕獲圖形生成的圖像文件、圖形導(dǎo)出等內(nèi)容。第6章為句柄式圖形設(shè)計(jì)，介紹了圖形對(duì)象和句柄、句柄式圖形父-子階層關(guān)系、對(duì)象屬性的操作等內(nèi)容。第7章為圖形化用戶界面的設(shè)計(jì)，包括打開MATLAB的GUI編輯器、圖形用戶界面設(shè)計(jì)工具、OpeningFunction的建立、ContextMenu菜單設(shè)計(jì)、圖形用戶界面設(shè)計(jì)原則和步驟等內(nèi)容。第8章為圖形用戶界面的程序設(shè)計(jì)，介紹了handles管理GUI數(shù)據(jù)、響應(yīng)函數(shù)的類型、中斷響應(yīng)函數(shù)、GUIDE組件編程實(shí)例等內(nèi)容。第9章為GUI設(shè)計(jì)技巧，介紹了在GUIDE中加入圖案、GUI窗口操作、GUI一些功能的比較及GUIDE的測(cè)試、GUI設(shè)計(jì)技巧的其他相關(guān)操作等內(nèi)容。第10章為GUI設(shè)計(jì)的應(yīng)用，介紹了GUI設(shè)計(jì)在高等數(shù)學(xué)中的應(yīng)用、GUI設(shè)計(jì)在大學(xué)物理中的應(yīng)用等內(nèi)容。《MATLAB應(yīng)用叢書——MATLAB R2008圖形與動(dòng)畫編程實(shí)例教程》既可以作為MATLAB教學(xué)和GUI設(shè)計(jì)用書，也可以作為高等院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息科學(xué)與技術(shù)、多媒體與動(dòng)畫制作等專業(yè)的教材，還可以作為廣大工程應(yīng)用人員和開發(fā)人員的參考資料?！禡ATLAB應(yīng)用叢書——MATLAB R2008圖形與動(dòng)畫編程實(shí)例教程》由趙書蘭主編，參加編寫的人員還有張德豐、崔如春、曾凡智、楊定安、王東、周燕、李婭、雷曉平、周靈、余智豪。由于時(shí)間倉促，加之編者水平有限，書中難免有不足之處，敬請(qǐng)廣大讀者及專家批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書以MATLAB為工具講解計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的基本內(nèi)容。第1章以MATLAB及GUI的介紹作為基礎(chǔ)，讓讀者對(duì)MATLAB及GUI有一個(gè)大概的了解；第2、3章介紹如何利用MATLAB繪制二維和三維圖形；第4章講解如何利用MATLAB繪制人人喜歡的動(dòng)畫；第5章介紹圖像及圖形的相關(guān)技術(shù)；第6章到第8章著重介紹MATLAB的GUI界面設(shè)計(jì)及編程應(yīng)用；第9章介紹應(yīng)用GUI設(shè)計(jì)的小技巧；第10章介紹GUI的綜合應(yīng)用。     本書既可以作為MATLAB教學(xué)和GUI設(shè)計(jì)用書，也可以作為高等院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、信息科學(xué)與技術(shù)、多媒體與動(dòng)畫制作等專業(yè)的教材，還可以作為廣大工程應(yīng)用人員和開發(fā)人員的參考資料。

書籍目錄

第1章 MATLAB及GUI的介紹 　1.1 MATLAB的概貌 　　1.1.1 MATLAB的發(fā)展 　　1.1.2 MATLAB的應(yīng)用功能 　　1.1.3 MATLAB的特點(diǎn) 　　1.1.4 MATLAB功能演示 　1.2 MATLAB的啟動(dòng)與退出 　1.3 MATLAB的集成環(huán)境 　　1.3.1 MATLAB的工作界面 　　1.3.2 命令窗口 　　1.3.3 歷史命令窗口 　　1.3.4 當(dāng)前目錄瀏覽器窗口 　　1.3.5 工作空間瀏覽器窗口 　　1.3.6 數(shù)組編輯器窗口 　　1.3.7 M文件編輯窗口 　　1.3.8 MATLAB搜索路徑 　1.4 MATLAB幫助系統(tǒng) 　　1.4.1 幫助命令 　　1.4.2 幫助窗口 　　1.4.3 演示系統(tǒng) 　1.5 GUI圖形界面概述 　　1.5.1 GUI的基本概念 　　1.5.2 GUI的層次結(jié)構(gòu) 　　1.5.3 利用GUIDE創(chuàng)建GUI 　　1.5.4 利用編程創(chuàng)建GUI 第2章 MATLAB的二維繪圖 　2.1　二維繪圖基本流程　2.2 二維圖形的基本繪圖命令 　2.3 二維圖形的修改 　　2.3.1 坐標(biāo)軸的調(diào)整 　　2.3.2 添加或取消網(wǎng)格線 　　2.3.3 坐標(biāo)軸的名稱 　　2.3.4 圖形標(biāo)題 　　2.3.5 文字在圖形中顯示 　　2.3.6 圖形的圖例和顏色條 　　2.3.7 函數(shù)繪圖 　2.4 雙Y軸繪圖應(yīng)用 　2.5 填充圖形的繪制 　2.6 多坐標(biāo)系繪圖與圖形窗口分割 　2.7 Data Cursor工具 　2.8 繪制極坐標(biāo)圖形 　2.9 特殊二維圖形的繪制 　　2.9.1 階梯曲線 　　2.9.2 區(qū)域圖 　　2.9.3 概率分布圖 　　2.9.4 離散點(diǎn)圖 　　2.9.5 散點(diǎn)矩陣圖 　　2.9.6 離散數(shù)據(jù)繪圖 　　2.9.7 偽彩色圖 　　2.9.8 誤差條圖 　　2.9.9 向量圖 　　2.9.10 柱狀圖 　　2.9.11 餅圖 　　2.9.12 等高線圖 　　2.9.13 帶形圖 　2.10 手工繪圖 　2.11 在工作空間直接繪圖 第3章 MATLAB的三維繪圖 　3.1 三維基本繪圖 　　3.1.1 三維線圖指令 　　3.1.2 三維填充多邊形圖 　　3.1.3 三維離散序列圖 　　3.1.4 三維立體圓球 　　3.1.5 圓柱體圖 　　3.1.6 表面圖 　　3.1.7 立體切片圖 　　3.1.8 瀑布圖 　3.2 曲面圖 　　3.2.1 平面網(wǎng)格坐標(biāo)矩陣 　　3.2.2 三維曲面圖 　　3.2.3 多峰函數(shù)　3.3 特殊三維繪圖 　　3.3.1 三維散點(diǎn)圖 　　3.3.2 三維直方圖 　　3.3.3 三維等高線 　　3.3.4 三維向量圖 　　3.3.5 三角網(wǎng)目圖 　　3.3.6 三維餅圖 　3.4 三維圖的透明、鏤空、裁剪 　　3.4.1 三維圖的透視 　　3.4.2 三維圖的鏤空 　　3.4.3 三維圖的裁剪 　3.5 三維圖形進(jìn)階繪圖功能 　　3.5.1 視點(diǎn)處理 　　3.5.2 色彩處理 　　3.5.3 圖像的旋轉(zhuǎn) 　3.6 光照和材質(zhì)處理 　　3.6.1 光照處理 　　3.6.2 材質(zhì)處理 第4章 MATLAB動(dòng)畫制作 第5章 圖像及圖形的相關(guān)技術(shù) 第6章 句柄式圖形設(shè)計(jì) 第7章 圖形化用戶界面的設(shè)計(jì) 第8章 圖形用戶界面的程序設(shè)計(jì) 第9章 GUI設(shè)計(jì)技巧 第10章 GUI設(shè)計(jì)的應(yīng)用 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章MATLAB及GUI的介紹自20世紀(jì)80年代以來，出現(xiàn)了許多科學(xué)計(jì)算語言，亦稱數(shù)學(xué)軟件，比較流行的有MATLAB、Mathematica、Mathcad、Maple等。因?yàn)樗鼈兙哂泄δ軓?qiáng)、效率高、簡(jiǎn)單易學(xué)等特點(diǎn)，所以在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前流行的幾種科學(xué)計(jì)算軟件各具特點(diǎn)，而且都在不斷地發(fā)展，新的版本不斷涌現(xiàn)，但其中影響最大、流行最廣的當(dāng)屬M(fèi)ATLAB語言。本章主要介紹MATLAB的特點(diǎn)，并對(duì)其系統(tǒng)構(gòu)成進(jìn)行闡述，而后對(duì)以MATLAB為平臺(tái)的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行比較詳細(xì)的描述。通過本章，讀者對(duì)MATLAB能有一個(gè)比較全面的了解，并能熟悉使用MATLAB常用的功能。在此基礎(chǔ)上本章還將介紹GUI（圖形用戶界面）設(shè)計(jì)的基本概念和入門知識(shí)。1.1MATLAB的概貌1.1.1MATLAB的發(fā)展MATLAB是英文MATrixLABoratory（矩陣實(shí)驗(yàn)室）的縮寫。l980年前后，時(shí)任美國墨西哥大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任的CleveMoler教授在講授線性代數(shù)課程時(shí)，想教學(xué)生使用當(dāng)時(shí)流行的線性代數(shù)軟件包Linpack和基于特征值計(jì)算的軟件包Eispack，但發(fā)現(xiàn)用其他高級(jí)語言編程極為不便，于是，CleveMoler教授為學(xué)生編寫了方便使用Linpack和Eispack的接口程序并將其命名為MATLAB，這便是MATLAB的雛形。

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