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MATLAB 2016基础实例教程 第10章 三维动画演示

显示圆形的分隔线。实现这种作图的命令是compass,它的使用格式 见表。
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])
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