二维几何变换代码-MATLAB.doc

二、二维几何变换%c6_Test.m文件，这是主文件clear all;clc;%Main();Menu();%Menu.m文件，主界面函数% function Menu()%程序主界面函数%初始化图形数据矩阵为空Figure=;setappdata(0,FigureData,Figure);%主界面布局leftbase=10;bottombase=-50;scrsz = get(0,ScreenSize);figure(Position,scrsz(3)/3 scrsz(4)/6 scrsz(3)/3 scrsz(4)*2/3);%figure();uicontrol(Style,pushbutton,string,查看原图,position,150+leftbase 500+bottombase 100 50,. callback,show_callback);uicontrol(Style,pushbutton,string,导入图形,Position,150+leftbase 430+bottombase 100 50,. Callback,input_callback);uicontrol(Style,pushbutton,string,平移变换, Position, 150+leftbase 360+bottombase 100 50,. Callback,translation_callback);uicontrol(Style,pushbutton,string,比例变换,Position,150+leftbase 290+bottombase 100 50,. Callback,proportion_callback);uicontrol(Style,pushbutton,string,旋转变换,Position,150+leftbase 220+bottombase 100 50,. Callback,rotation_callback);uicontrol(Style,pushbutton,string,错切变换,Position,150+leftbase 150+bottombase 100 50,. Callback,shear_callback);uicontrol(Style,popup,string,关于x轴对称|关于y轴对称|关于原点对称|关于y=x对称|关于y=-x对称,. Position,150+leftbase 80+bottombase 100 50,callback,mirror_callback);%set(duichen,Callback,mirror_callback,duichen);end%show_callback.m文件function show_callback(hObj,event)%显示原始图形回调函数Figure=getappdata(0,FigureData);if isempty(Figure) errordlg(未导入图形顶点数据,error dialogue); return ;end%获取图形内部点坐标矩阵%fill=;ET=Create_ET(Figure);fill=Fill(ET);DrawFigure(Figure,fill,原图);end%input_callback.m文件function input_callback()%输入图形数据矩阵回调函数Figure=GetFigure();if isempty(Figure) setappdata(0,FigureData,Figure); msgbox(图形数据输入成功！,提示对话框);else errordlg(导入的数据为空,警告信息！);endend%translation_callback.m文件function translation_callback(hObj,event)%平移变换回调事件Figure=getappdata(0,FigureData);if isempty(Figure) errordlg(未导入图形顶点数据,error dialogue); return ;endprompt=输入x方向的增量,输入y方向的增量;%设置提示字符串title=输入平移增量;%设置标题numline=1;%指定输入数据行数defdata=0,0;%指定数据的默认值Resize=on;%设置对话框大小为可调节的answer=inputdlg(prompt,title,numline,defdata,Resize);%将输入的cell类型数据转换为整数data=str2num(char(answer);%检测用户是否点击了取消按钮if length(data)2 return ;end%读取图形顶点坐标Point=Figure(:,2,3);%进行平移变换Point=TranslationTransformation(Point,data);%构造平移变换后的图形数据矩阵Figure(:,2,3)=Point;%获取图形内部点坐标矩阵%fill=;ET=Create_ET(Figure);fill=Fill(ET);%标题Thead=strcat(平移变换-X坐标增量：,num2str(data(1),；Y坐标增量:,num2str(data(2);%输出平移变换后的图形DrawFigure(Figure,fill,Thead);end%proportion_callback.m文件function proportion_callback(hObj,event)%比例变换回调函数Figure=getappdata(0,FigureData);if isempty(Figure) errordlg(未导入图形顶点数据,error dialogue); return ;endprompt=输入x方向的比例因子Sx,输入y方向的比例因子Sy,输入比例变换基点x坐标,输入比例变换基点y坐标;%设置提示字符串title=输入比例因子S;%设置标题numline=1;%指定输入数据行数defdata=1,1,0,0;%指定数据的默认值Resize=on;%设置对话框大小为可调节的answer=inputdlg(prompt,title,numline,defdata,Resize);%将输入的cell类型数据转换为整数data=str2num(char(answer);%检测用户是否点击了取消按钮if length(data)4 return ;end%读取图形顶点坐标Point=Figure(:,2,3);%size(Point)%size(Figure),data%进行比例变换Point=ProportionTransformation(Point,data(3,4),data(1,2);%size(Point)%构造比例变换后的图形数据矩阵Figure(:,2,3)=Point;%获取比例变换后图形内部点坐标矩阵%fill=;ET=Create_ET(Figure);fill=Fill(ET);%标题Thead=strcat(比例变换-Sx=,num2str(data(1),；Sy=,num2str(data(2),；比例变换基点坐标(,num2str(data(3),num2str(data(4),);%绘制变换后图形DrawFigure(Figure,fill,Thead);end%rotation_callback.m文件function rotation_callback(hObj,event)%旋转变换回调函数Figure=getappdata(0,FigureData);if isempty(Figure) errordlg(未导入图形顶点数据,error dialogue); return ;endprompt=输入旋转角度angle（度）,输入旋转变换基点x坐标,输入旋转变换基点y坐标;%设置提示字符串title=输入旋转变换参数;%设置标题numline=1;%指定输入数据行数defdata=0,0,0;%指定数据的默认值Resize=on;%设置对话框大小为可调节的answer=inputdlg(prompt,title,numline,defdata,Resize);%将输入的cell类型数据转换为整数data=str2num(char(answer);%检测用户是否点击了取消按钮if length(data)3 return ;end%读取图形顶点坐标Point=Figure(:,2,3);%进行旋转变换Point=RotateTransformation(Point,data(2,3),data(1)*pi/180);%构造旋转变换后的图形数据矩阵Figure(:,2,3)=Point;%获取旋转变换后图形内部点坐标矩阵%fill=;ET=Create_ET(Figure);fill=Fill(ET);%标题Thead=strcat(旋转变换-旋转角度：,num2str(data(1),度；旋转基点坐标(,num2str(data(2),num2str(data(3),);%绘制旋转变换后的图形DrawFigure(Figure,fill,Thead);end%shear_callback.m文件function shear_callback(hObj,event)%错切变换回调函数Figure=getappdata(0,FigureData);if isempty(Figure) errordlg(未导入图形顶点数据,error dialogue); return ;endprompt=输入错切变换参数b,输入错切变换参数c,输入错切变换基点x坐标,输入错切变换基点y坐标;%设置提示字符串title=输入错切变换参数;%设置标题numline=1;%指定输入数据行数defdata=0,0,0,0;%指定数据的默认值Resize=on;%设置对话框大小为可调节的answer=inputdlg(prompt,title,numline,defdata,Resize);%将输入的cell类型数据转换为整数data=str2num(char(answer);%检测用户是否点击了取消按钮if length(data)=2 scatter(fill(:,1),fill(:,2),.,b); end row,column=size(Figure); for k=1:row %构造第一条边的起点和终点x坐标矩阵 x=Figure(Figure(k,4),2),Figure(Figure(k,5),2); y=Figure(Figure(k,4),3),Figure(Figure(k,5),3); plot(x,y,-r,LineWidth,2); end hold off; title(heads(i).title);endend%DrawFigure.m文件，绘制图形function DrawFigure(num,fill,title)%绘制图形（通过绘制图形边界实现）%fill是图形内部的点坐标矩阵，第一列是x坐标,第二列是y坐标%title 是图形标题，字符串类型%num是图形数据矩阵，其每列定义如下：%点编号点坐标x点坐标y线段起点编号线段终点编号%依次绘制边figure(name,title);hold on;row,column=size(fill);if column=2 scatter(fill(:,1),fill(:,2),.,b);endrow,column=size(num);for i=1:row %构造第一条边的起点和终点x坐标矩阵 x=num(num(i,4),2),num(num(i,5),2); y=num(num(i,4),3),num(num(i,5),3); plot(x,y,-r,LineWidth,2);endhold off;%legend(title);end%GetFigure.m文件，获取图形数据，数据源为程序自带的*.xls文件。function Figure=GetFigure()%从指定文件中读取图形数据矩阵%图形数据矩阵的各列含义如下：%点编号点坐标x点坐标y线段起点编号线段终点编号%FileName,PathName,FilterIndex=uigetfile(*.xls,select an office file);num,text,head=xlsread(strcat(PathName,FileName);Figure=num;end%TranslationTransformation.m文件，实现平移变换function Point=TranslationTransformation(point,des)%平移变换%point为源点坐标矩阵，第一列为x坐标,第二列为y坐标%des为平移增量，第一个元素为x方向上的增量,第二个元素为y方向上的增量%首先进行参数的规格检测row,column=size(point);if column2 Point=; return ;endnum=length(des);if num2 Point=; return ;end%构造平移变换矩阵Temp=eye(3);Temp(3,1)=des(1);Temp(3,2)=des(2);Transformation=Temp;row,column=size(point);P=ones(row,column+1);P(:,1 2)=point;%进行变换运算P=round(P*Transformation);%抽取变换后点Point=P(:,1 2);end%ProportionTransformation.m文件，实现比例变换function Point=ProportionTransformation(point,base,S)%比例变换%Point是源点坐标矩阵,第一列为x坐标,第二列为y坐标%base是放缩基点,第一个元素为基点x坐标,第二个元素为基点y坐标%S是放缩比例,第一个元素为x坐标放缩比例，第二个元素为y坐标放缩比例%首先进行参数的规格检测num=length(base);if num2 Point=; return ;end%确保基点坐标为整数base=round(base);row,column=size(point);if column2 Point=; return ;endnum=length(S);if num2 Point=; return ;end%构造平移增量矩阵DS=base(1),base(2),0;Temp=eye(3);Temp(3,:)=Temp(3,:)-DS;TransForward=Temp;%预平移变换矩阵Temp=eye(3);Temp(3,:)=Temp(3,:)+DS;TransBack=Temp;%反平移变换矩阵Temp=eye(3);Temp(1,1)=S(1);Temp(2,2)=S(2);Proportion=Temp;%比例变换矩阵Transformation=TransForward*Proportion*TransBack;%复合变换矩阵row,column=size(point);P=ones(row,column+1);P(:,1 2)=point;%进行变换运算P=round(P*Transformation);%提取出变换后点坐标Point=P(:,1 2);end%RotateTransformation.m文件，实现旋转变换function Point=RotateTransformation(point,base,angle)%旋转变换%point为源点坐标矩阵%base为旋转基点，第一个元素为基点x坐标，第二个元素为基点y坐标%angle为旋转角度，弧度制，逆时针方向为正%首先进行参数的规格检测num=length(base);if num2 Point=; return ;end%确保基点坐标为整数base=round(base);if isempty(angle) Point=; return ;endrow,column=size(point);if column2 Point=; return ;end%构造平移增量矩阵DS=base(1),base(2),0;Temp=eye(3);Temp(3,:)=Temp(3,:)-DS;TransForward=Temp;%预平移变换矩阵Temp=eye(3);Temp(3,:)=Temp(3,:)+DS;TransBack=Temp;%反平移变换矩阵%构造旋转变换矩阵Temp=eye(3);Temp(1 2,1 2)=cos(angle) sin(angle);-sin(angle) cos(angle);Rotate=Temp;%构造复合变换矩阵Transformation=TransForward*Rotate*TransBack;%row,column=size(point);P=ones(row,column+1);P(:,1 2)=point;%进行复合变换运算P=round(P*Transformation);%提取变换后点坐标Point=P(:,1 2);end%ShearTransformation.m文件，实现错切变换function Point=ShearTransformation(point,base,S)%错切变换%point为源点坐标矩阵，第一列是x坐标，第二列是y坐标%base 为错切变换基点坐标，第一个元素为基点x坐标，第二个元素为基点y坐标%S为错切变换增量，第一个元素为y方向错切量b,第二个元素为x方向错切量c%首先进行参数的规格检测num=length(base);if num2 Point=; return ;end%确保基点坐标为整数base=round(base);row,column=size(point);if column2 Point=; return ;endnum=length(S);if num 关于x轴对称% 2 = 关于y轴对称% 3 = 关于原点对称% 4 = 关于y=x轴对称% 5 = 关于y=-x轴对称% 若传入的type值不在上述范围之内，则默认为3，即默认关于原点对称%首先进行参数的规格检测TransformMatrix=;row,column=size(point);if columnp(2,2) t=p(1,:); p(1,:)=p(2,:); p(2,:)=t; end %开始计算斜率倒数 d=p(2,:)-p(1,:); if d(2)=0 k1=Inf; else k1=d(1)/d(2); end %斜率为0的边不输入桶中 if k1=Inf continue; end %构造有效边, %x字段为边起始点横坐标,ymax为终点纵坐标,k1为斜率的倒数,next为具有相同起点纵坐标的下一条有效边 % AET.x=p(1,1); % AET.ymax=p(2,2); % AET.k1=k1; AET=struct(x,p(1,1),ymax,p(2,2),k1,k1); %定位有效边深度 Tindex=p(1,2)-Ymin+1; T=ET(Tindex).AET; j=1;%j表示新节点的插入位置 if isempty(T) %若当前矩阵为空,则指定结构体矩阵的各个字段 T(1).x=AET.x; T(1).ymax=AET.ymax; T(1).k1=AET.k1; else while j=length(T) if T(j).xAET.x|T(j).x=AET.x&T(j).k1AET.k1 j=j+1; else break; end end %将后序点后移 for k=length(T):-1:j T(k+1)=T(k); end %插入节点 T(j)=AET; end %更新当前桶层的结构体矩阵 ET(Tindex).AET=T; T=ET(1).AET;end%处理点扫描数为1的情况for i=1:length(ET); T=ET(i).AET; if isempty(T) for k=1:length(T) if isempty(ET(T(k).ymax-Ymin+1).AET) T(k).ymax=T(k).ymax-1; end end end ET(i).AET=T;en