MATLAB和图形设计.docVIP

0 引言 在这个对科学普遍认可的社会，我们现在越来越不难发现，我们的生活中到处都可以发现几何模型存在，周围的任何事物都可以用几何知识来加以模拟，一切有形的东西，都可以运用类似的图形函数表示.而将函数转换为具体的图形，MATLAB起着至关重要的作用,它可以将图形的具体形成过程向人们一一展示,并根据需要,全方位观察图形的功能,本次论文主要介绍了MATLAB是如何将图形展现到我们面前,让我们对一个图形有了更直观、更全面的认识. 1 MATLAB在几何图形设计中的基本介绍 MATLAB在解析几何图形设计中的应用也就是图形的绘制，可分为二维图形的绘制，三维图形的绘制，动画的绘制.而在图形的绘制中，简单的图形绘制则只需有基本的MATLAB指令就可完成，但是较为复杂的图形绘制则还需要有MATLAB变成加以辅助才可达到预期的目的. 1.1 MATLAB的基本命令 MATLAB的图形命令格式简单，可以使用不同的线形，色彩、数据点标记和标注等来修饰. MATLAB在二维和三维上的基本图形命令. (1)命令 命令是MATLAB中最简单最常用的绘图命令，主要用来绘制二维曲线.命令格式为：表示要绘制的数据点的横坐标， 表示数据点的数值[1]. (2)设定坐标轴 用户若对坐标系统不满意，可利用axis命令对其重新设定. axis([xmin xmax ymin ymax]) 设定最大和最小值. axis （’auto’） 将坐标系统返回到自动缺省状态. axis （’square’）将当前图形设置为方形. axis （’equal’） 两个坐标因子设成相等. axis （’off’） 关闭坐标系统. axis （’on’）显示坐标系统[2]. (3)加图例 给图形加图例命令为.该命令把图例放置在图形空白处，用户还可以通过鼠标移动图例，将其放到希望的位置[2]. 格式: ,是字符串，是位置，表取值对应的实际位置 表1 0 1 2 3 4 －1 位置 自动取最佳位置 右上角（默认） 左上角 左下角 右下角 图右侧 示例 在图形窗口添加文字注释 x=0:.1:2*pi; plot(x,sin(x)); hold on plot(x,cos(x),o); title(y1=sin(x),y2=cos(x));%添加标题 xlabel(x)%添加坐标名 legend(sin(x),cos(x),4)%在图的右下角添加注释 text(pi,sin(pi),x=\pi);%在pi，sin(pi)处添加文字注释 运行该程序后，得到如下图1所示 图1 下面再说下三维上的有关绘图的基本命令 (4) 函数 最基本的三维图形函数为，它是将二维函数的有关功能扩展到三维空间，用来绘制三维图形. 函数格式：,其中表示三维坐标向量，表示线形或颜色. 函数功能：以向量为坐标，绘制三维曲线[1]. 与之相关的还有函数、函数等机器派生函数. 例1 三维网格图及阴影曲线、曲面的应用示例.利用、、、、、命令分别绘制函数的三维图，并在同一图形窗口显示. 解 其实现的MATLAB程序代码如下： clear all; [X,Y]=meshgrid(-3:0.5:3); Z=2*X.^2-3*Y.^2; subplot(2,3,1); plot3(X,Y,Z); title(plot3); subplot(2,3,2); mesh(X,Y,Z); title(mesh); subplot(2,3,3); meshc(X,Y,Z); title(meshc); subplot(2,3,4); meshz(X,Y,Z); title(meshz); subplot(2,3,5); surf(X,Y,Z); title(surf); subplot(2,3,6); surfc(X,Y,Z); title(surfc); 运行该程序后，得到如图2所示 图2 (5)视点 视点位置可由方位角和仰角表示.方位角又称旋转角为视点位置在XY平面上的投影与X轴形成的角度，正值表示逆时针，负值表示顺时针.仰角又称视角为XY平面的上仰或下俯角，正值表示视点在XY平面上方，负值表示视点在XY平面下方.从不同视点绘制三维图形的函数为[3]. 中的为方位角，为仰角.通过系统提供的多峰函数的绘制例子，可进一步说明视点对图形的影响，以及函数的使用. 不同视角图形; 系统提供的多峰函数 主要代码如下: subplot(2,2,1); mesh(peaks,p); view(-37.5,30); 指定子图1的视点 title(azimuth=-37.5,elevation=30) subplot(2,2,2); mesh(peaks,p);