1、1第十四講三維繪圖、圖形修飾處理及動(dòng)畫(huà)制作24. 其他三維圖形在介紹二維圖形時(shí)，曾提到條形圖、桿圖、餅圖和填充圖等特殊圖形，它們還可以以三維形式出現(xiàn)，使用的函數(shù)分別是bar3、stem3、pie3 和fill3。bar3函數(shù)繪制三維條形圖，常用格式為：bar3(y)bar3(x,y)3stem3函數(shù)繪制離散序列數(shù)據(jù)的三維桿圖，常用格式為：stem3(z)、stem3(x,y,z)pie3函數(shù)繪制三維餅圖，常用格式為：pie3(x)fill3函數(shù)等效于三維函數(shù)fill，可在三維空間內(nèi)繪制出填充過(guò)的多邊形，常用格式為：fill3(x,y,z,c)4例20 繪制三維圖形：繪制魔方陣的三維條形圖。(2

2、) 以三維桿圖形式繪制曲線y=2sin(x)。(3) 已知x=2347,1827,2043,3025，繪制餅圖。(4) 用隨機(jī)的頂點(diǎn)坐標(biāo)值畫(huà)出五個(gè)黃色三角形。5程序如下：subplot(2,2,1);bar3(magic(4)subplot(2,2,2);y=2*sin(0:pi/10:2*pi);stem3(y);subplot(2,2,3);pie3(2347,1827,2043,3025);subplot(2,2,4);fill3(rand(3,5),rand(3,5),rand(3,5), y )76.4 三維圖形的精細(xì)控制與修飾處理6.4.1 視點(diǎn)處理MATLAB提供了設(shè)置視點(diǎn)的函數(shù)

3、view，其調(diào)用格式為：view(az,el)其中az為方位角，el為仰角，它們均以度為單位。系統(tǒng)缺省的視點(diǎn)定義為方位角-37.5,仰角30。8例22 從不同視點(diǎn)觀察三維曲線。t=0:pi/100:20*pi;x=sin(t);y=cos(t);z=t.*sin(t).*cos(t);plot3(x,y,z);title(Line in 3-D Space);xlabel(X);ylabel(Y);zlabel(Z);grid on;view(0,60)106.4.4 色彩處理1顏色的向量表示MATLAB除用字符表示顏色外，還可以用含有3個(gè)元素的向量表示顏色。向量元素在0,1范圍取值，3個(gè)元素

4、分別表示紅、綠、藍(lán)3種顏色的相對(duì)亮度，稱(chēng)為RGB三元組。112色圖色圖(Color map)是MATLAB系統(tǒng)引入的概念。在MATLAB中，每個(gè)圖形窗口只能有一個(gè)色圖。色圖是m3 的數(shù)值矩陣，它的每一行是RGB三元組。色圖矩陣可以人為地生成，也可以調(diào)用MATLAB提供的函數(shù)來(lái)定義色圖矩陣。123三維表面圖形的著色三維表面圖實(shí)際上就是在網(wǎng)格圖的每一個(gè)網(wǎng)格片上涂上顏色。surf函數(shù)用缺省的著色方式對(duì)網(wǎng)格片著色。除此之外，還可以用shading命令來(lái)改變著色方式。shading faceted命令將每個(gè)網(wǎng)格片用其高度對(duì)應(yīng)的顏色進(jìn)行著色，但網(wǎng)格線仍保留著，其顏色是黑色。這是系統(tǒng)的缺省著色方式。14例2

5、4 3種圖形著色方式的效果展示。程序如下：x,y,z=sphere(20);colormap(copper);subplot(1,3,1);surf(x,y,z);axis equalsubplot(1,3,2);surf(x,y,z);shading flat;axis equalsubplot(1,3,3);surf(x,y,z);shading interp;axis equal156.4.3 光照處理MATLAB提供了燈光設(shè)置的函數(shù)，其調(diào)用格式為：light(Color,選項(xiàng)1,Style,選項(xiàng)2,Position,選項(xiàng)3)176.4.6 圖形的裁剪處理例26 繪制三維曲面圖，并進(jìn)行插

6、值著色處理，裁掉圖中x和y都小于0部分。程序如下：x,y=meshgrid(-5:0.1:5);z=cos(x).*cos(y).*exp(-sqrt(x.2+y.2)/4);surf(x,y,z);shading interp;pause %程序暫停i=find(x=0&y=0);z1=z;z1(i)=NaN;surf(x,y,z1);shading interp;為了展示裁剪效果，第一個(gè)曲面繪制完成后暫停，然后顯示裁剪后的曲面。186.3.9 動(dòng)畫(huà)兩種方法：1）保存大量不同的圖片以電影的形式播放顯示；2）在屏幕上連續(xù)地擦除和重繪對(duì)象，并使得每次重繪作遞增的改變；6.3.9.1 圖像處理1i

7、mread和imwrite函數(shù)imread和imwrite函數(shù)分別用于將圖像文件讀入MATLAB工作空間，以及將圖像數(shù)據(jù)和色圖數(shù)據(jù)一起寫(xiě)入一定格式的圖像文件。MATLAB支持多種圖像文件格式，如.bmp、.jpg、.jpeg、.tif等。192image和imagesc函數(shù)這兩個(gè)函數(shù)用于圖像顯示。為了保證圖像的顯示效果，一般還應(yīng)使用colormap函數(shù)設(shè)置圖像色圖。例27 有一圖像文件16561.jpg，在圖形窗口顯示該圖像。程序如下：x,cmap=imread(16561.jpg); %讀取圖像的數(shù)據(jù)陣和色圖陣image(x);colormap(cmap);axis image off %保

8、持寬高比并取消坐標(biāo)軸 20 6.3.9.2 動(dòng)畫(huà)制作MATLAB提供getframe、moviein和movie函數(shù)進(jìn)行動(dòng)畫(huà)制作。1getframe函數(shù)getframe函數(shù)可截取一幅畫(huà)面信息(稱(chēng)為動(dòng)畫(huà)中的一幀)，一幅畫(huà)面信息形成一個(gè)很大的列向量。顯然，保存n幅圖面就需一個(gè)大矩陣。212moviein函數(shù)moviein(n)函數(shù)用來(lái)建立一個(gè)足夠大的n列矩陣。該矩陣用來(lái)保存n幅畫(huà)面的數(shù)據(jù)，以備播放。之所以要事先建立一個(gè)大矩陣，是為了提高程序運(yùn)行速度。3movie函數(shù)movie(m,n)函數(shù)播放由矩陣m所定義的畫(huà)面n次，缺省時(shí)播放一次。22例28 繪制了peaks函數(shù)曲面并且將它繞z軸旋轉(zhuǎn)。程序如下

9、X,Y,Z=peaks(30); surf(X,Y,Z)axis(-3,3,-3,3,-10,10)axis off;shading interp;colormap(hot);m=moviein(20); %建立一個(gè)20列大矩陣for i=1:20view(-37.5+24*(i-1),30) %改變視點(diǎn)m(:,i)=getframe; %將圖形保存到m矩陣end movie(m,2); %播放畫(huà)面2次24clear all;close all; fig=figure;set(fig,DoubleBuffer,on);set(gca,xlim,-80 80,ylim,-80 80,. NextPlot,replace,Visible,off)mov = avifile(example2.avi)x = -pi:.1:pi;radius = 0:length(x);for k=1:length(x) h = patch(sin(x)*radius(k),cos(x)*radius(k),. abs(cos(x(k) 0 0); set(h,EraseMode,xor); F = getframe(gca); mov = addframe(mov,F);endmov = close(mov); set(gca,axes,off)edit matlabrcset