Matlab 期末论文 基于MATLAB三维图像的绘制.doc

基于MATLAB三维图像的绘制摘要 数学是研究自然界数量关系和空间形式的科学。然而数学的学习，经常会遇到复杂的数值计算和一些手工难以绘制的图形。而MATLAB语言正是解决这种难题的最好工具，不仅能进行相关计算，又能绘制相关曲线，方便并且实用。MATLAB提供了一系列的绘图函数，用户不仅不用考虑绘图细节，只需给出一些基本参数，就能得到需要的图形。MATLAB具有强大的三维绘图功能，如最常用的三维曲线图、三维网格图及三维曲面图，此外还提供数据显示、曲面分块、填充、着色、旋转、隐藏及视点变换等功能。关键字MATLAB语言 三维图形 绘制 准确一、 MATLAB语言介绍随着时代的变化、随着计算机的普及和快速发展，计算机程序语言在不断地变化发展、在不断地推陈出新。在科学研究和工程应用等领域中会涉及到大量的科学计算问题，自从计算机出现以来，人们就一直在使用计算机这个有力的工具帮助解决科学计算问题，并由此发明了许多用于科学计算的程序语言。其中MATLAB成为因为它具有强大的科学计算及数据处理能力和出色的图形处理功能等特点，成为最好的和最流行的科学计算语言。MATLAB语言集数值分析、图形显示于一体,具有方便的、界面友好的用户环境。MATLAB的主要优点在于功能强大,具有数值运算、符号运算、计算结果和编程可视化、数学和文字同时处理等功能。特别是MATLAB具有众多的应用工具箱和强大的图形处理功能。二、 MATLAB语言图像绘制功能的优越性MATLAB在二维曲线和三维曲面的绘制和处理等方面的功能比一般数据可视化软件更加完善，在一些其他软件所没有的功能（例如图形的光照处理、色度处理以及四维数据的表现等）方面也表现得非常出色。在MATLAB6.x中有一个对图形对象属性进行设置的图形属性编辑界面，该界面比MATLAB5.x中的界面功能更为全面，操作也更为方便。MATLAB6.x对图形的输出也做了适当的改进，提供了更为丰富的属性设置，以提高图形输出的效果。对一些特殊的可视化要求，例如图形动画等，MATLAB也有相应的功能函数，保证了用户不同层次的要求。另外，新版本的MATLAB还着重在图形用户界面（GUI）的制作上做了很大的改善，对这方面有特殊要求的用户也可以得到满足。MATLAB在计算图形、图像处理方面有着明显的优势： 既有强大的矩阵运算功能，能简化许多繁琐的计算； 具有丰富的三维图形处理函数库，能快速、准确的输出三维计算图形。三、 MATLAB三维图形的应用三维图形处理在计算机图形学中是非常重要和困难的重要知识点，在现实生活中应用十分广泛，在很多模型设计中，如飞机、轮船、汽车等机械设计造型设计中，就学要大量的三维曲面已描述其外形。三维图形的生成和表示是描述物体外表、建立对象数学模型的最有里的手段。在高等数学教学中，三维图形的应用也非常多，在重积分、曲线积分与曲面积分等章节更是必不可少。进行实时、直观的图形化显示，将帮助学生更好地掌握空间几何知识，进而准确地解决数学问题。四、 MATLAB三维图形绘制实例分析：MATI AB中绘制三维图形可以用“三维线图”命令plot3函数，该函数允许用户在三维空间内绘制三维图形。除了plot3函数可以绘制三维图形外，还有一些函数可以用来绘制三维线图和曲面图。1.1三维曲线图实例：程序如下：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; 绘图如下：1.2三维曲面图实例：绘制三维曲面图z=sin(x+sin(y)-x/10。程序如下：x,y=meshgrid(0:0.25:4*pi); z=sin(x+sin(y)-x/10; mesh(x,y,z); axis(0 4*pi 0 4*pi -2.5 1);绘图如下：1.3三维杆图实例：以三维杆图形式绘制y=sin(2x)，程序如下：y=2*sin(0:pi/10:2*pi);stem3(y);绘图如下：五、结束语由本文的几个例子可以看出，MATI AB软件以其强大的数学运算能力、方便实用的绘图功能及语言的高度集成性等强大功能，完全可以胜任各类三维曲面的建模问题。此外，MA TLAB还提供了大量视觉、透视、纹理、光照等高级图形处理方法，增强了用户对生成图形的深层理解。通过将MA TI AB引入到图形学曲面构造的教学