《MATLAB基础》实验8报告1.docx
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《MATLAB基础》实验8报告1
评分
大理学院实验报告
2014—2015学年度第2学期
课程名称MATLAB基础
实验名称图像二维与三维可视化2
专业班级2013级生物医学工程
姓名
学号
实验日期2014年12月15日
实验地点工科楼503
一、实验目的
MATLAB提供了强大的图形处理功能,本次实验旨在使学生熟悉和掌握应有的MATLAB实现二维图形和三维图形的绘制和控制与表现方法。
二、实验环境
1、硬件配置:
计算机:
Intel(R)
Pentium(R)4CPU2.80GHz
2.81GHz,1.00GB的内存
2、软件环境:
MATLAB7.0
三、实验内容
1.根据
绘制平面曲线,并分析参数a对其形状的影响。
2.完成以下各题,将答案写入实验报告,并在机器上运行结果验证
(1)绘制三维圆柱螺旋线,
要求给出相应的坐标轴和标题附加标注,螺旋线为蓝色虚线。
(2)
,当x和y的取值范围均为-3到3时,用建立子窗口的方法在同一个图形窗口中绘制出三维线图,网线图,表面图和带渲染效果的表面图。
四、实验结果与分析
(包括实验原理、数据的准备、运行过程分析、源程序(代码)、图形图象界面等)
一、实验原理:
1.二维数据曲线图
(1)绘制单根二维曲线plot(x,y);
(2)绘制多根二维曲线plot(x,y)当x是向量,y是有一维与x同维的矩阵时,则绘制多根不同颜色的曲线。
当x,y是同维矩阵时,则以x,y对应元素为横、纵坐标分别绘制曲线,曲线条数等于矩阵的数列。
(3)含有多个输入参数的plot函数plot(x1,y1,x2,y2,...,xn,yn)
(4)具有两个纵坐标度的图形plotyy(x1,y1,x2,y2)
2.图形标注与坐标控制
(1)title(图形名称)
(2)xlabel(x轴说明)
(3)ylabel(y轴说明)
(4)text([xminxmaxyminymaxzminzmax])
3.图形窗口的分割
subplot(m,n,p)
4.三维曲线
plot3(x1,y1,z1,选项1,x2,y2,选项2,...,xn,yn,zn,选项n)
5.三维曲面
Mesh(x,y,z,c)与surf(x,y,z,c)。
一般情况下,x,y,z是维数相同的矩阵。
x,y是网格坐标矩阵,z是网格点上的高度矩阵,c用于指定在不同高度下的颜色范围。
二、数据的准备、运行及分析
>>%第一题
%第一次从键盘输入a的值时,a取-5到5之间的数
a=input('a=')%用input从键盘输入a的值
z=x^2/a^2+y^2/(25-a^2)-1;%把1移到方程x^2/a^2+y^2/(25-a^2)=1的左边,并整理为z=x^2/a^2+y^2/(25-a^2)-1
subplot(2,2,1)%2,2表示将图像分为2x2个子区域,1表示在第一个区域中绘制图像
ezplot(z,[-55])%ezplot:
符号绘图函数,在图形窗口绘出函数的图形。
x,y都取-5到5
title('椭圆1')%给图形加标题
xlabel('x取-5至5')%给x轴加说明
ylabel('y取-5至5')%给y轴加说明,并自动旋转90度
%第二次从键盘输入a的值时,a取-5到5之间的数
a=input('a=')%用input从键盘输入a的值
z=x^2/a^2+y^2/(25-a^2)-1;%把1移到方程x^2/a^2+y^2/(25-a^2)=1的左边,并整理为z=x^2/a^2+y^2/(25-a^2)-1
subplot(2,2,2)%2,2表示将图像分为2x2个子区域,2表示在第二个区域中绘制图像
ezplot(z,[-55])%ezplot:
符号绘图函数,在图形窗口绘出函数的图形。
x,y都取-5到5
title('椭圆2')%给图形加标题
xlabel('x取-5至5')%给x轴加说明
ylabel('y取-5至5')%给y轴加说明,并自动旋转90度
%第三次从键盘输入a的值时,a取-20到20之间的数
a=input('a=')%用input从键盘输入a的值
z=x^2/a^2+y^2/(25-a^2)-1;%把1移到方程x^2/a^2+y^2/(25-a^2)=1的左边,并整理为z=x^2/a^2+y^2/(25-a^2)-1
subplot(2,2,3)%2,2表示将图像分为2x2个子区域,3表示在第三个区域中绘制图像
ezplot(z,[-2020])%ezplot:
符号绘图函数,在图形窗口绘出函数的图形。
x,y都取-20到20
title('双曲线1')%给图形加标题
xlabel('x取-20至20')%给x轴加说明
ylabel('y取-20至20')%给y轴加说明,并自动旋转90度
%第四次从键盘输入a的值时,a取-20到20之间的数
a=input('a=')%用input从键盘输入a的值
z=x^2/a^2+y^2/(25-a^2)-1;%把1移到方程x^2/a^2+y^2/(25-a^2)=1的左边,并整理为z=x^2/a^2+y^2/(25-a^2)-1
subplot(2,2,4)%2,2表示将图像分为2x2个子区域,4表示在第四个区域中绘制图像
ezplot(z,[-2020])%ezplot:
符号绘图函数,在图形窗口绘出函数的图形。
x,y都取-20到20
title('双曲线2')%给图形加标题
xlabel('x取-20至20')%给x轴加说明
ylabel('y取-20至20')%给y轴加说明,并自动旋转90度
a=-2%从键盘输入a=-2
a=
-2
a=3%从键盘输入a=3
a=
3
a=-10%从键盘输入a=-10
a=
-10
a=15%从键盘输入a=15
a=
15
>>
第一题图形
结论及图像分析:
上图都是a取不同值时所产生的,由此可知:
当所取的a的绝对值小于5时,图像为椭圆;当所取的a的绝对值大于5时,图像为双曲线。
%第二题
(1)
t=0:
pi/10:
10*pi;%t取值0到10*pi,步长pi/10
plot3(sin(t),cos(t),t,'b--')%plot3:
绘制三维曲线,b:
蓝色;--:
虚线
gridon%显示当前坐标轴下的网格线
axissquare%设置坐标系为等长坐标系,各坐标轴的刻度根据数据范围自动选择
title('三维圆柱螺旋线')%给整个图像加标题
xlabel('x=sin(t)')%给横坐标轴加说明
ylabel('y=cos(t)')%给纵坐标轴加说明,并自动旋转90度
zlabel('z=t')%给z轴加说明
第二题
(1)的图
结论及图像分析:
当t的步长取得较小时,图形比较密集,看不出所设置的虚线效果,所以,在此t的步长取大点好。
用gridon在坐标轴下显示网格线更具有立体效果。
%第二题
(2)
x=-3:
0.5:
3;%x取值-3到3,步长0.5
y=-3:
0.5:
3;;%y取值-3到3,步长0.5
[X,Y]=meshgrid(x,y);%讲x和y指定的区域转化为数组X和Y,X的行为x的复制,Y的列为y的复制
Z=Y+X.*exp(-X.^2-Y.^2);%此式即为z=y+x.*exp(-x.^2-y.^2),其中使用点乘,点方
subplot(2,2,1)%2,2表示将图像分为2x2个子区域,1表示在第一个区域中绘制图像
plot3(X,Y,Z)%plot3:
绘制三维线图
title('三维线图')%给整个图像加标题
xlabel('x=-3:
0.5:
3')%给横坐标轴加说明
ylabel('y=-3:
0.5:
3')%给纵坐标轴加说明,并自动旋转90度
zlabel('Z=Y+X.*exp(-X.^2-Y.^2)')%给z轴加说明
subplot(2,2,2)%2,2表示将图像分为2x2个子区域,最后一个2表示在第二个区域中绘制图像
mesh(X,Y,Z)%mesh:
绘制三维网格图
title('网线图')%给整个图像加标题
xlabel('x=-3:
0.5:
3')%给横坐标轴加说明
ylabel('x=-3:
0.5:
3')%给纵坐标轴加说明,并自动旋转90度
zlabel('Z=Y+X.*exp(-X.^2-Y.^2)')%给z轴加说明
subplot(2,2,3)%2,2表示将图像分为2x2个子区域,3表示在第三个区域中绘制图像
surf(X,Y,Z)%surf:
绘制三维表面图
title('表面图')%给整个图像加标题
xlabel('x=-3:
0.5:
3')%给横坐标轴加说明
ylabel('y=-3:
0.5:
3')%给纵坐标轴加说明,并自动旋转90度
zlabel('Z=Y+X.*exp(-X.^2-Y.^2)')%给z轴加说明
subplot(2,2,4)%2,2表示将图像分为2x2个子区域,4表示在第四个区域中绘制图像
surf(X,Y,Z)%surf:
绘制三维表面图
shadinginterp%进行色彩的插值处理,使色彩平滑过渡
title('带渲染效果的表面图')%给整个图像加标题
xlabel('x=-3:
0.5:
3')%给横坐标轴加说明
ylabel('y=-3:
0.5:
3')%给纵坐标轴加说明,并自动旋转90度
zlabel('Z=Y+X.*exp(-X.^2-Y.^2)')%给z轴加说明
第二题
(2)的图
结论及图像分析:
用subplot(m,n,p)分割图形窗口,m,n表示将图像分为mxn个子区域,p表示在第p个区域中绘制图像;上图的最后一个子图用shadinginterp进行色彩的插值处理,使色彩平滑过渡。
五、实验小结:
(包括主要实验问题的最终结果描述、详细的收获体会,待解决的问题等)
【1】当要分析参数的取值对图像形状的影响时,用subplot创建多个子图,方便查看分析;
【2】绘制图形时,用title给图形加个名称,并用xlabel、ylabel给坐标轴加说明,便于观看;
【3】有时自变量步长的取值要根据所需图像取合适的值。
【4】此次实验不仅巩固了前面所学的知识,而且在操作中还学会了很多处理错误的方法。
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- MATLAB基础 MATLAB 基础 实验 报告