Maple的图形动画技术

第1章 Maple的2D绘图基本功能11.1 快速绘图函数smartplot()的运用1
1.2 2D图形的GUI交互式设置6
1.2.1 图形工具栏6
1.2.2 快捷菜单8
1.2.3 图形窗口菜单10
1.3 基本绘图函数plot()的运用11
1.3.1 单元函数图像11
1.3.2 参数方程曲线13
1.3.3 点列或折线的绘制14
1.4 2D绘图命令中的常用设置选项（分类介绍）18
1.4.1 关于坐标系格式和显示范围的设置选项18
1.4.2 关于线型、符号和色彩的设置选项20
1.4.3 关于标题、图例和图中文字的设置选项22
1.4.4 两项具有通用性的设置23
1.4.5 多对象图形同一选项分别设值的格式23
1.4.6 对每个函数要注意考察各个设置项的可行性24
1.5 Maple图形的两种保存方式24
1.5.1 直接保存在工作页当中24
1.5.2 保存成另一个文档窗口中的单独文件24第2章 Maple的2D绘图包函数262.1 包函数的调用方式26
2.1.1 with(包名)方式26
2.1.2 包名\[函数名\]()方式26
2.1.3 with(包名,函数名)方式27
2.2 用常见的plots包函数绘图27
2.2.1 polarplot()27
2.2.2 coordplot()28
2.2.3 implicitplot()32
2.2.4 inequal()35
2.2.5 polygonplot()36
2.2.6 texplot()39
2.2.7 pointplot()40
2.2.8 listplot()42
2.2.9 arrow()43
2.3 用plots包函数绘制分布图形47
2.3.1 contourplot()47
2.3.2 listcontplot()50
2.3.3 densityplot()51
2.3.4 listdensityplot()52
2.3.5 fieldplot()53
2.3.6 gradplot()55
2.4 其它包中的常用绘图函数57
2.4.1 student\[showtangent\]()57
2.4.2 student\[middlebox\]()57
2.4.3 student\[leftbox\]()和student\[rightbox\]()58
2.4.4 Edtools\[DEplot\]()59
2.4.5 algcurvesplot\[plot_real_curve\]()62
2.5 绘图常用的几个通用函数64
2.5.1 stats\[xshift\]()和stats\[yshift\]()64
2.5.2 stats\[xyexchange\]()65
2.5.3 plots\[changecoords\]()66
2.5.4 plots\[setoptions\]()66
2.5.5 plots\[display\]()67第3章 2D图形数据对象及其绘图713.1 图形数据对象的概念71
3.1.1 Maple的图形绘制机理71
3.1.2 图形数据对象的概念72
3.1.3 图形数据结构的概念72
3.1.4 图形与图形数据对象或结构之间的关系72
3.1.5 图形数据对象、结构的查看方法73
3.2 图形数据O/S的格式分析与绘图调用75
3.2.1 对象信息——正则点（样点）坐标值的list75
3.2.2 对象名称76
3.2.3 局部信息76
3.2.4 关于PLOT数据结构76
3.2.5 数据O/S的绘图调用（使用数据结构直接作图）80
3.3 plottools()中基本图元的数据对象81
3.3.1 plottools\[point\]()的数据对象82
3.3.2 plottools\[line\]()的数据对象82
3.3.3 plottools\[curves\]()的数据对象82
3.3.4 plottools\[circle\]()的数据对象83
3.3.5 plottools\[arc\]()的数据对象84
3.3.6 plottools\[disk\]()的数据对象84
3.3.7 plottools\[rectangle\]()的数据对象85
3.3.8 plottools\[polygons\]()的数据对象85
3.3.9 plottools\[arrow\]()的数据对象86
3.3.10 plottools\[ellipseArc\]()的数据对象86
3.3.11 plottools\[hyperbola\]()的数据对象87
3.3.12 plottools\[pieslice\]()的数据对象88
3.4 几个重要的几何变换函数88
3.4.1 plottools\[reflect\]（）88
3.4.2 plottools\[translate\]（）90
3.4.3 plottools\[rotate\]（）90
3.4.4 plottools\[scale\]（）91
3.4.5 plottools\[transform\]（）91
3.5 一些图形的数据结构93
3.5.1 多边形区域的图形数据结构93
3.5.2 不等式解域的数据结构94
3.5.3 隐函数曲线的图形数据结构95
3.5.4 地形图的图形数据结构95
3.5.5 密度图的图形数据结构96
3.5.6 fieldplot图的图形数据结构97
3.6 图形数据O/S在编程绘图中的使用97
3.6.1 Maple的绘图编程（绘图proc）97
3.6.2 图形数据O/S在绘图ploc中的运用方式100
3.6.3 总结：Maple图形绘制的三种渠道105第4章 2D动画及其数据结构1064.1 用Maple固有命令制作2D动画106
4.1.1 plots\[animatecurve\]()动画106
4.1.2 plots\[animate\]()动画110
4.2 Maple动画的交互式控制界面116
4.2.1 动画窗口和动画菜单116
4.2.2 动画窗口中的播放工具栏和设置工具栏118
4.2.3 动画快捷菜单119
4.3 用display命令作2D动画120
4.3.1 图形数据O/S序列显示动画（dist动画）120
4.3.2 多个dist动画的联合121
4.4 动画的数据结构123
4.4.1 观察动画数据O/S的方法123
4.4.2 动画数据O/S的一般特征124
4.5 用数据结构直接制作PLOT动画125
4.5.1 实例1：单点走正弦126
4.5.2 实例2：一组移动着的文字127
4.5.3 实例3：一段径向线段绕原点转动的过程127
4.5.4 实例4：一个三角形绕原点旋转128
4.5.5 实例5：六边形留下的踪迹130
4.5.6 实例6：孤点留下的踪迹131
4.5.7 实例7：孤点留下的踪迹131
4.5.8 实例8：一个曲线族的伸展132
4.6 用数据O/S变换函数做动画133
4.6.1 实例1：变色三角块的旋转过程133
4.6.2 实例2：另一种文字移动134
4.7 用户函数和proc动画135
4.7.1 proc动画的概念135
4.7.2 实例分析135
4.8 新版animate（）动画与数据O/S动画的关系139
4.9 Maple 2D动画的总结：4条渠道140第5章 主题动画的设计技术1425.1 主题动画的一般概念142
5.1.1 主题动画的含义142
5.1.2 主题动画与演示文档或课件的关系142
5.1.3 主题动画的设计思路142
5.2 子动画的实用分类与样例143
5.2.1 过程动画143
5.2.2 踪迹动画153
5.2.3 特技动画166
5.3 子动画的组合169
5.3.1 动动组合的各种情形170
5.3.2 组合动画的数据结构174
5.3.3 动静组合176
5.3.4 组合动画的彩色设置177
5.3.5 关于新版animate的组合功能177
5.4 动画的连环画面显示177第6章 主题动画典例简析1796.1 单位圆上的四条三角函数线179
6.1.1 连环画面179
6.1.2 页面程序180
6.1.3 解释和评说180
6.2 正弦曲线的生成181
6.2.1 连环画面181
6.2.2 页面程序181
6.2.3 解释和评说182
6.3 位相变化着的正弦曲线182
6.3.1 连环画面182
6.3.2 页面程序182
6.3.3 解释和评说183
6.4 角频变化着的正弦曲线184
6.4.1 连环画面184
6.4.2 页面程序184
6.4.3 解释和评说185
6.5 不同底的指数函数185
6.5.1 连环画面185
6.5.2 页面程序185
6.5.3 解释和评说186
6.6 椭圆上点的特征188
6.6.1 连环画面188
6.6.2 页面程序188
6.6.3 解释和评说189
6.7 椭圆上点的幅角和离心角189
6.7.1 连环画面189
6.7.2 页面程序189
6.7.3 解释和评说190
6.8 抛物线上点的特征191
6.8.1 连环画面191
6.8.2 页面程序191
6.8.3 解释和评说192
6.9 双曲线上点的特征193
6.9.1 连环画面193
6.9.2 页面程序194
6.9.3 解释和评说194
6.10 圆锥曲线统一方程和离心率195
6.10.1 连环画面195
6.10.2 页面程序195
6.10.3 解释和评说196
6.11 参数方程怎样描绘曲线197
6.11.1 连环画面197
6.11.2 页面程序197
6.11.3 解释和评说198
6.12 圆的渐开线198
6.12.1 连环画面198
6.12.2 页面程序199
6.12.3 解释和评说199
6.13 摆线的生成200
6.13.1 连环画面200
6.13.2 页面程序200
6.13.3 解释和评说201
6.14 弹道安全包络202
6.14.1 连环画面202
6.14.2 页面程序202
6.14.3 解释和评说203
6.15 相对轨迹与绝对轨迹的同时生成——绝对轨迹渐开线、相对轨迹旋轮线同时生成204
6.15.1 连环画面204
6.15.2 页面程序204
6.15.3 解释和评说205
6.16 数列的极限206
6.16.1 连环画面206
6.16.2 页面程序206
6.16.3 解释和评说208
6.17 曲线升降驻凹凸拐与切线态势209
6.17.1 连环画面209
6.17.2 页面程序209
6.17.3 解释和评说209
6.18 积分和与定积分210
6.18.1 连环画面210
6.18.2 页面程序211
6.18.3 解释和评说211
6.19 微积分基本定理212
6.19.1 连环画面212
6.19.2 页面程序212
6.19.3 解释和评说213
6.20 函数列的一致收敛性215
6.20.1 连环画面215
6.20.2 页面程序215
6.20.3 解释和评说216
6.21 幂级数展开217
6.21.1 收敛半径为无穷的幂级数展开217
6.21.2 收敛半径为有限值的幂级数展开219
6.22 非定常场的微分方程解曲线220
6.22.1 单个一阶微分方程的方向场和解曲线220
6.22.2 一阶微分方程组的方向场和解曲线221
6.23 线性变换的主方向222
6.23.1 连环画面222
6.23.2 页面程序223
6.23.3 解释和评说225
6.24 Maple动画保存为.MWS独立文件225
6.25 将Maple动画导出为.GIF动画226
6.26 把动画插入到其它文档中去228
6.26.1 把动画插入到FrontPage中（影片播放形式）228
6.26.2 把动画插入到PowerPoint中（幻灯片形式）229第7章 Maple的3D图形基本功能2317.1 快捷绘图函数smartplot3d的运用231
7.2 3D图形的GUI交互式设置233
7.2.1 3D图形工具栏233
7.2.2 3D图形快捷菜单234
7.2.3 3D图形窗口菜单237
7.2.4 返回信息的快捷键绘图238
7.3 基本绘图函数plot3d()的运用241
7.3.1 plot3d（）的调用语句241
7.3.2 二元函数表示的曲面242
7.4 常用设置选项的分类表格244
7.5 新版Maple的Plot Builder247
7.5.1 Interactive Plot Builder的概念247
7.5.2 Interactive Plot Builder的结构248
7.5.3 Interactive Plot Builder的使用253第8章 Maple的3D绘图包函数2578.1 生成图形的3D绘图包命令257
8.1.1 plots\[pointplot3d\]257
8.1.2 plots\[spacecurve\]()258
8.1.3 plots\[listplot3d\]()258
8.1.4 plots\[matrixplot\]()259
8.1.5 plots\[polygonplot\]()260
8.1.6 plots\[cylinderplot\]()261
8.1.7 plots\[sphereplot\]()262
8.1.8 plots\[surfdata\]()264
8.1.9 plots\[implicitplot3d\]()265
8.1.10 plots\[polyhedraplot\]()266
8.1.11 plots\[tubeplot\]()267
8.1.12 plots\[coordplot3d\]()268
8.1.13 plots\[fieldplot3d\]()270
8.1.14 plots\[gradplot3d\]()271
8.1.15 plots\[contourplot3d\]()271
8.1.16 plots\[listcontourplot3d\]()273
8.1.17 plots\[textplot3d\]()274
8.2 再造图形的3D绘图包命令275
8.2.1 plots\[setoptions3d\]()275
8.2.2 plots\[display3d\]()275
8.2.3 plots\[changecoords\]()276
8.2.4 plottools\[reflect\]()（反射）278
8.2.5 plottools\[translate\]()（平移）278
8.2.6 plottools\[rotate\]()（旋转）279
8.2.7 plottools\[scale\]()（放缩）280
8.2.8 plottools\[homothty\]()（位似）281
8.2.9 plottools\[project\]()（投影）282
8.2.10 plottools\[cutin\]()（“切边”）282
8.2.11 plottools\[cutout\]()（“镂心”）284
8.2.12 plottools\[stellate\]()（“隆陷”）284
8.2.13 state\[xshift\]()等285
8.2.14 state\[xyexchange\]()等285
8.2.15 state\[xscale\]()等286
8.2.16 plottools\[transform\]()=>F:R^m->R^n286第9章 3D图形数据对象及其绘图2919.13 D图形数据O/S的概念、种类和设置项291
9.1.13 D图形数据对象的7种类型291
9.1.2 图形数据O/S中使用的设置选项300
9.1.3 用3D图形数据O/S绘图的方法302
9.2 生成图形对象的函数303
9.2.1 生成通用图形对象的plottools包函数304
9.2.2 生成多面体图形对象的plottools包函数310
9.3 图形数据O/S在编程绘图中的应用313
9.3.1 关于绘图页面程序和用户自定义proc函数313
9.3.2 一些常见图形的绘制思路及其O/S313第10章 Maple的3D动画32210.1 使用固有动画命令制作“外层”动画323
10.1.1 animate3d()的基本使用方法323
10.1.2 观察animate3d（）动画的数据结构326
10.2 使用对象函数和绘图函数制作“中层”动画329
10.2.1 dist动画的基本制作方法329
10.2.2 dist动画的数据结构329
10.3 使用页面编程方法制作“内层”动画338
10.3.1 曲线的形成338
10.3.2 曲面的形成338
10.3.3 曲线的变形变位338
10.3.4 曲面的变形变位339
10.3.5 曲线族的生成339
10.3.6 曲面族的生成339
10.4 层次的交融340
10.5 动画的帧页组合340
10.5.1 帧页组合的方法和特点340
10.5.2 了解不同位置设置选项的各自作用341
10.6 关于新版animate（）功能的讨论344
10.6.1 几点基本认识344
10.6.2 新版animate（）用绘图函数制作动画的实例344
10.6.3 新版animate（）用对象函数制作动画的实例346
10.6.4 新版animate（）用数据O/S制作动画的实例348第11章 3D动画的设计技术34911.1 点的过程动画350
11.1.1 中层动画350
11.1.2 内层动画351
11.2 点的踪迹动画352
11.2.1 中层动画352
11.2.2 内层动画355
11.3 线的过程动画359
11.3.1 中层动画359
11.3.2 内层动画360
11.4 线的踪迹动画361
11.4.1 外层动画361
11.4.2 中层动画361
11.4.3 内层动画362
11.5 面体的过程动画366
11.5.1 外层动画366
11.5.2 中层动画366
11.5.3 内层动画367
11.6 面体的踪迹动画367
11.6.1 中层动画367
11.6.2 内层动画368
11.7 各类动画内层设计要点372
11.7.1 过程动画的内层设计要点372
11.7.2 点元踪迹动画的内层设计要点373
11.7.3 线元踪迹动画的内层设计要点373
11.7.4 面元踪迹动画的内层设计要点374第12章 主题数学动画典例分析37512.1 圆柱面渐伸展开为平面375
12.1.1 连环画面375
12.1.2 页面程序375
12.1.3 解释和评说376
12.2 圆柱面的截口曲线376
12.2.1 连环画面376
12.2.2 页面程序377
12.2.3 解释和评说377
12.3 展开圆柱截口曲线成为一条正弦曲线378
12.3.1 连环画面378
12.3.2 页面程序378
12.3.3 解释和评说379
12.4 地球公转与自转的示意动画379
12.4.1 连环画面379
12.4.2 页面程序380
12.4.3 解释和评说381
12.5 球面数字地球仪381
12.5.1 连环画面381
12.5.2 页面程序382
12.5.3 解释和评说382
12.6 二元变量在任意点处的“全方位”极限383
12.6.1 连环画面383
12.6.2 页面程序383
12.6.3 解释和评说384
12.7 二元变量在原点处的“指定路径”极限384
12.7.1 连环画面384
12.7.2 页面程序385
12.7.3 解释和评说386
12.8 全微分、全增量、偏微分、偏增量386
12.8.1 连环画面386
12.8.2 页面程序387
12.8.3 解释和评说388
12.9 二重积分的概念388
12.9.1 连环画面388
12.9.2 页面程序389
12.9.3 解释和评说389
12.10 曲面面积的定义390
12.10.1 连环画面390
12.10.2 页面程序390
12.10.3 解释和评说392
12.11 空间曲线的基本三棱形（活动标架）393
12.11.1 连环画面393
12.11.2 页面程序393
12.11.3 解释和评说394
12.12 空间曲线的渐开线及其等距曲线396
12.12.1 连环画面396
12.12.2 页面程序397
12.12.3 解释和评说397
12.13 渐开线齿轮展成加工原理：平面族的包络399
12.13.1 连环画面399
12.13.2 页面程序399
12.13.3 解释和评说400
12.14 旋转面上的测地线400
12.14.1 连环画面400
12.14.2 页面程序401
12.14.3 解释和评说403参考文献404