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《MATLAB》课程论文

MATLAB在三维作图中的应用

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MATLAB在三维作图中的应用

[摘要]MATLAB提供了一系列的绘图函数，用户不仅不许考虑绘图细节，只需给出一些基本的参数就能得到所需要的图形，这一类函数称为高层绘图函数。除此之外，MATLAB还提供了直接对句柄进行操作的一系列的低层的绘图操作。这类操作将图形的每个元素看做是一个独立的对象，系统给每个对象独立的分配一个句柄，以后可以通过该句柄对改图元素进行操作，而不影响图形的其他部分。高层绘图操作简单明了，方便高效，使用户最常使用的绘图方法，而低层绘图操作控制和表现图形的能力更强，为用户自主绘图创造了条件。其实MATLAB的高层绘图函数都是利用低层绘图函数建立起来的。所以MATLAB的计算准确、效率高、使用快捷等优点常被广泛应用于科学和工程领域.
[关键字]MATLAB语言三维图形图像处理绘制
问题的提出
MATLAB语言是当前国际学科界应用很广泛的一种软件，强大的绘图功能是MATLAB的特点之一。MATLAB提供了一系列的绘图函数，利用它强大的图像处理来绘制三维图形既简单而且也很方便。在绘制三维图形的过程中也用到了MATLAB语言的其他功能，绘制三维图形时用到了它提供的一些函数，利用这些函数可以方便的生成一些特殊矩阵，因此可生成一个坐标平面。MATLAB语言强大的功能也在二维三维绘图中的得到了很广泛的应用，利用它所提供的精细的图像处理功能，如MATLAB还提供了直接对句柄进行操作的一系列的低层的绘图操作。这类操作将图形的每个元素看做是一个独立的对象，系统给每个对象独立的分配一个句柄，以后可以通过该句柄对改图元素进行操作，而不影响图形的其他部分。高层绘图操作简单明了，使用户最常使用的绘图方法，而低层绘图操作控制和表现图形的能力更强，为用户自主绘图创造了条件，还可以对所绘制的三维图形作一个修饰的处理。MATLAB语言具有强大的以图形化显示矩阵和数组的能力，同时它给这些图形增加注释并且可以对图形进行标注和打印。MATLAB的图形技术包括三维的可视化、图形处理、动画等高层次的专业图形的高级绘图，例如图形的光照处理、色度处理以及四维数据的表现等。那么，如何把它强大的功能应用于实际应用中，下面我们将用实例说明MATBLE在三维作图中的应用。
二，MATLAB的主要功能及特点
MATLAB近几年广泛用于图像处理和识别,使用MATLAB设计模式识别应用软件将使设计者获得更大的自由,可以任意执行特殊的算法和实现复杂的操作,MATLAB之所以成为世界顶级的科学计算与数学应用软件,是因为它随着版本的升级与不断完善而具有愈来愈强大的功能。(1)数值计算功能。(2)符号计算功能。(3)数据分析功能。(4)动态仿真功能。(5)图形文字统一处理功能。
MATLAB有三大特点:一是功能强大。主要包括数值计算和符号计算、计算结果和编程可视化、数学和文字统一处理、离线和在线计算。二是界面友好,编程效率高。MATLAB是一种以矩阵为基本单元的可视化程序设计语言,语法结构简单,数据类型单一,指令表达与标准教科书的数学表达式相近。三是开放性强。MATLAB有很好的可扩充性,可以把它当成一种更高级的语言去使用。使用它很容易编写各种通用或专用应用程序。四是matble拥有丰富的库函数。
MATBLE在三维制图中的问题
例1、两个同直径圆管相交程序
m=30;%定义变量
theta=(0:m)/m*2*pi;%取角度
z=1.2*(-m:2:m)/m;%设置竖直圆管的高度
r=ones(size(z));%生成同z大小的全一矩阵
z1=z'*ones(1,m+1);%生成第一个圆管的坐标矩阵
x1=r'*cos(theta);%生成第一个圆管的坐标矩阵
y1=r'*sin(theta);%生成第一个圆管的坐标矩阵
surf(x1,y1,z1);%绘制竖立的圆管
x=(-m:2:m)/m;%产生行矩阵
x2=x'*ones(1,m+1);%生成第一个圆管的坐标矩阵
y2=r'*cos(theta);%生成第一个圆管的坐标矩阵
z2=r'*sin(theta);%生成第一个圆管的坐标矩阵
surf(x2,y2,z2);%绘制平放的圆管
surf(x1,y1,z1);holdon;%竖立的圆管上添加平放的圆管
surf(x2,y2,z2);%绘制平放的圆管
axisequal,axisoff%去掉坐标轴
title('两个同直径圆管的相交');%添加标题
holdoff%关闭图形保持
运行结果如图1所示。

图1两个同直径圆管的相交图形
两个同直径圆管相交的前视图的程序
x1=[-1,-1,1,1,-1];%在x轴上取点
y1