MATLAB R2008图形与动画编程实例教程

2009年4月
第1章 MATLAB及GUI的介绍1
1.1 MATLAB的概貌1
1.1.1 MATLAB的发展1
1.1.2 MATLAB的应用功能2
1.1.3 MATLAB的特点3
1.1.4 MATLAB功能演示6
1.2 MATLAB的启动与退出8
1.3 MATLAB的集成环境8
1.3.1 MATLAB的工作界面9
1.3.2 命令窗口10
1.3.3 历史命令窗口14
1.3.4 当前目录浏览器窗口14
1.3.5 工作空间浏览器窗口15
1.3.6 数组编辑器窗口17
1.3.7 M文件编辑窗口17
1.3.8 MATLAB搜索路径18
1.4 MATLAB帮助系统19
1.4.1 帮助命令19
1.4.2 帮助窗口20
1.4.3 演示系统21
1.5 GUI图形界面概述22
1.5.1 GUI的基本概念22
1.5.2 GUI的层次结构22
1.5.3 利用GUIDE创建GUI23
1.5.4 利用编程创建GUI25
第2章 MATLAB的二维绘图27
2.1 二维绘图基本流程27
2.2 二维图形的基本绘图命令28
2.3 二维图形的修改33
2.3.1 坐标轴的调整33
2.3.2 添加或取消网格线38
2.3.3 坐标轴的名称39
2.3.4 图形标题39
2.3.5 文字在图形中显示40
2.3.6 图形的图例和颜色条42
2.3.7 函数绘图44
2.4 双Y轴绘图应用45
2.5 填充图形的绘制49
2.6 多坐标系绘图与图形窗口分割49
2.7 DataCursor工具51
2.8 绘制极坐标图形53
2.9 特殊二维图形的绘制54
2.9.1 阶梯曲线54
2.9.2 区域图55
2.9.3 概率分布图55
2.9.4 离散点图56
2.9.5 散点矩阵图57
2.9.6 离散数据绘图57
2.9.7 伪彩色图58
2.9.8 误差条图59
2.9.9 向量图59
2.9.10 柱状图62
2.9.11 饼图62
2.9.12 等高线图63
2.9.13 带形图64
2.10 手工绘图65
2.11 在工作空间直接绘图66
第3章 MATLAB的三维绘图69
3.1 三维基本绘图69
3.1.1 三维线图指令69
3.1.2 三维填充多边形图69
3.1.3 三维离散序列图71
3.1.4 三维立体圆球72
3.1.5 圆柱体图73
3.1.6 表面图74
3.1.7 立体切片图74
3.1.8 瀑布图77
3.2 曲面图77
3.2.1 平面网格坐标矩阵77
3.2.2 三维曲面图78
3.2.3 多峰函数84
3.3 特殊三维绘图84
3.3.1 三维散点图84
3.3.2 三维直方图85
3.3.3 三维等高线86
3.3.4 三维向量图86
3.3.5 三角网目图87
3.3.6 三维饼图88
3.4 三维图的透明、镂空、裁剪89
3.4.1 三维图的透视89
3.4.2 三维图的镂空90
3.4.3 三维图的裁剪91
3.5 三维图形进阶绘图功能92
3.5.1 视点处理92
3.5.2 色彩处理94
3.5.3 图像的旋转103
3.6 光照和材质处理103
3.6.1 光照处理103
3.6.2 材质处理105
第4章 MATLAB动画制作107
4.1 动画制作函数107
4.1.1 时间函数107
4.1.2 相机与视点111
4.2 动画类型115
4.2.1 程序动画与电影动画115
4.2.2 实时动画118
4.3 动画呈现方式121
4.3.1 质点运动轨迹呈现动画121
4.3.2 旋转颜色映像呈现动画122
4.4 AVI文件123
第5章 图像及图形的相关技术127
5.1 图像基本操作127
5.1.1 图像的简介127
5.1.2 图像的类别和显示128
5.1.3 图像读写130
5.1.4 8位和16位图像132
5.1.5 imshow函数134
5.1.6 显示多帧图像阵列135
5.1.7 纹理映射136
5.2 图形编辑功能137
5.2.1 图形窗口的工具条和菜单137
5.2.2 二维图形的交互编辑举例139
5.3 捕获图形生成的图像文件141
5.4 基于图像的图形绘制142
5.4.1 图像的几何操作142
5.4.2 图像的图形化147
5.5 图形打印和导出介绍148
5.6 图形打印149
5.6.1 菜单打印图形149
5.6.2 图形打印命令151
5.6.3 打印设置152
5.7 图形导出156
5.7.1 使用菜单导出图形157
5.7.2 图形导出命令157
5.7.3 导出设置157
第6章 句柄式图形设计161
6.1 句柄式图形概述161
6.2 图形对象和句柄161
6.2.1 图形对象161
6.2.2 创建图形对象的底层函数162
6.2.3 图形对象的属性163
6.2.4 句柄与句柄操作163
6.3 句柄式图形父-子阶层关系163
6.3.1 图形对象164
6.3.2 annotation函数的使用方式166
6.3.3 注释对象166
6.3.4 群组对象168
6.4 对象属性168
6.4.1 根对象169
6.4.2 图形窗口对象171
6.4.3 坐标轴175
6.4.4 内核对象180
6.5 对象属性的操作192
6.5.1 创建图形对象193
6.5.2 对象属性的获取194
6.5.3 对象属性的继承操作196
6.5.4 对象操作应用举例198
第7章 图形化用户界面的设计201
7.1 打开MATLAB的GUI编辑器201
7.2 使用GUIDE建立GUI203
7.3 图形用户界面设计工具203
7.3.1 设置GUI的大小203
7.3.2 对齐对象204
7.3.3 菜单编辑器206
7.3.4 M文件编辑器207
7.3.5 对象浏览器211
7.3.6 设置Tab顺序212
7.3.7 控件前后位置的控制213
7.3.8 选择GUI选项214
7.4 OpeningFunction的建立217
7.5 Callback的建立218
7.6 控件的属性设置219
7.6.1 共同使用的属性219
7.6.2 为一些特定的控件设置属性220
7.6.3 Callback属性224
7.6.4 改变Tag属性225
7.6.5 改变Callback属性225
7.7 编辑一般菜单226
7.7.1 建立主菜单227
7.7.2 编辑菜单命令228
7.7.3 编写Gridon与Gridoff选项的Callback230
7.7.4 编辑OpeningFcn231
7.7.5 执行GUI232
7.8 ContextMenus菜单设计234
7.8.1 建立主ContextMenus菜单234
7.8.2 建立ContextMenus主题菜单234
7.8.3 建立主题菜单的命令235
7.8.4 将ContextMenus菜单附着于axes对象上236
7.8.5 执行GUI236
7.9 窗口设计237
7.9.1 公共窗口238
7.9.2 一般窗口242
7.10 图形用户界面的设计原则和步骤247
7.10.1 GUI的设计原则247
7.10.2 GUI设计的步骤248
第8章 图形用户界面的程序设计249
8.1 M文件相关操作249
8.1.1 利用handles结构数组共享数据249
8.1.2 M文件的函数和响应函数250
8.1.3 输入和输出参数252
8.1.4 其他相关函数252
8.2 handles管理GUI数据254
8.3 Modalfigure窗口256
8.3.1 Modalfigure窗口的应用256
8.3.2 Modalfigure窗口的删除256
8.3.3 Modalfigure窗口应用实例257
8.3.4 相关函数267
8.4 响应函数的类型269
8.4.1 图形对象共同的响应函数269
8.4.2 figures的响应属性269
8.4.3 指定控件的响应函数270
8.4.4 添加响应函数270
8.4.5 响应函数选择270
8.5 中断响应函数271
8.5.1 监控中断271
8.5.2 事件队列271
8.5.3 响应函数运行的事件处理272
8.5.4 相关函数272
8.6 GUIDE组件编程实例275
8.6.1 GUIDE组件属性275
8.6.2 按钮实例278
8.6.3 单选按钮实例280
8.6.4 复选框实例281
8.6.5 文本标签实例283
8.6.6 可编辑文本框实例284
8.6.7 框架实例287
8.6.8 面板与按钮组实例288
8.6.9 滑动条实例290
8.6.10 下拉列表框实例292
8.6.11 列表框实例295
8.6.12 双位按钮实例298
8.6.13 坐标轴与ActiveX控件299
第9章 GUI设计技巧301
9.1 在GUIDE中加入图案301
9.2 如何在MATLAB中显示图像302
9.3 图形及其对象的输出目标304
9.4 GUI窗口操作306
9.4.1 调用多个窗口画面306
9.4.2 多个窗口中的数据传递307
9.5 GUI一些功能的比较及GUIDE的测试307
9.5.1 ButtonDownFcn与Callback的比较307
9.5.2 CurrentCharacter与CurrentPoint的比较307
9.5.3 SelectionType应用312
9.5.4 GUIDE测试313
9.6 GUI一些函数的应用314
9.6.1 waitforbuttonpress函数使用314
9.6.2 指定Figure与Axes绘图314
9.6.3 使用btngroup函数建立工具栏按钮316
9.7 GUI设计技巧的其他相关操作316
9.7.1 建立互动选取、移动、重新设置坐标轴大小316
9.7.2 一次设置或获得多个名称与属性值316
9.7.3 建立GUI动画Logo317
9.7.4 如何将窗口最大化317
9.7.5 MATLAB鼠标控制319
9.7.6 图像的输出321
9.7.7 编辑【F1】键323
9.7.8 Listbox对象把当前工作目录内容加载到MATLAB工作空间323
9.7.9 群组化对象324
9.7.10 兼容性问题325
9.7.11 使用uitable建立可视化列表325
9.7.12 使用uiarray建立可视化数组配置位置326
9.7.13 使用uitree建立可视化树状列表328
9.7.14 调用Java组件329
9.7.15 OpenGL问题330
第10章 GUI设计的应用333
10.1 GUI设计在高等数学中的应用333
10.1.1 空间解析几何333
10.1.2 函数极限可视化337
10.1.3 多项式的曲线拟合340
10.1.4 计算二重积分344
10.2 GUI设计在大学物理中的应用348
10.2.1 碰撞运动348
10.2.2 气体分子运动速度分布律351
参考文献357