MATLAB数学建模与仿真（第2版·微课视频版）程序代码 第4章-图形图像

【例4-1】画线函数line使用实例。利用函数line绘制y=sinx的图形。>>x=0:0.4*pi:2*pi;>>y=sin(x);>>line(x,y) 运行以上程序代码后，得到如图4-1所示的图形。图4-1line函数画线【例4-2】semilogx函数举例。>>x=0.1:10;>>y=2*x+3;>>semilogy(x,y);运行以上程序代码后，得到如图4-2的图形。图4-2semilogy举例【例4-3】plot函数举例。>>x=linspace(0,2*pi,100);%100个点的x坐标>>y=sin(x);%对应的y坐标>>plot(x,y);运行以上程序代码后，得到如图4-3所示的图形。图4-3正弦曲线【例4-4】绘制正弦和余弦曲线>>x=linspace(0,2*pi,100);%100个点的x坐标>>y=sin(x);%对应的y坐标>>plot(x,sin(x),x,cos(x));运行以上程序代码后，得到如图4-4所示的图形：图4-4两条曲线【例4-5】绘制改变颜色的曲线>>x=linspace(0,2*pi,100);%100个点的x坐标>>y=sin(x);%对应的y坐标>>plot(x,sin(x),'c',x,cos(x),'g');运行以上程序代码后，得到如图4-5所示的图形。图4-5改变颜色后的线条【例4-6】改变颜色和线条形态>>x=linspace(0,2*pi,100);%100个点的x坐标>>y=sin(x);%对应的y坐标>>plot(x,sin(x),'co',x,cos(x),'g*');运行以上程序代码后，得到如图4-6所示的图形。图4-6同时改变颜色和线条形态的曲线【例4-7】plotyy函数曲线>>x1=0:pi/100:2*pi;>>x2=0:pi/100:3*pi;>>y1=2*exp(-0.5*x1).*sin(2*pi*x1);>>y2=1.5*exp(-0.1*x2).*sin(x2);>>plotyy(x1,y1,x2,y2);运行以上程序代码后，得到如图4-7所示的图形：图4-7plotyy函数举例【【例4-8】绘制axis函数曲线>>x=linspace(0,2*pi,100);%100个点的x坐标>>y=sin(x);%对应的y坐标>>plot(x,sin(x),'co',x,cos(x),'g*');>>axis([0,6,-1.2,1.2]);运行以上程序代码后，得到如图4-8所示的图形：图4-8axis函数举例【例4-9】绘制带注释的图形>>x=linspace(0,2*pi,100);%100个点的x坐标>>y=sin(x);%对应的y坐标>>plot(x,sin(x),'co',x,cos(x),'g*');>>xlabel('InputValue');%x轴注解>>ylabel('FunctionValue');%y轴注解>>title('TwoTrigonometricFunctions');%图形标题>>legend('y=sin(x)','y=cos(x)');%图形注解>>gridon;%显示格线运行以上程序代码后，得到如图4-9所示的图形。图4-9带注释的图形【例4-10】绘制subplot函数曲线解：在命令窗口输入以下命令：>>subplot(2,2,1);plot(x,sin(x));>>subplot(2,2,2);plot(x,cos(x));>>subplot(2,2,3);plot(x,sinh(x));>>subplot(2,2,4);plot(x,cosh(x));运行以上程序代码后，得到如图4-10的图形：图4-10subplot函数举例【例4-11】绘制分组直方图。>>y=[5329;4727;1573];>>plot(2,2),bar(y)其图形显示如图4-11所示。图4-11直方图【例4-12】绘制直方图。>>x=1:10;>>y=rand(size(x));>>bar(x,y);绘制结果如图4-12所示。图4-12直方图【例4-13】利用fplot函数精确绘图。>>fplot(@(x)sin(1./x),[0.020.2]);%[0.020.2]是绘图范围绘图结果如图4-13所示。图4-13fplot比较精确的图【例4-14】绘制polar函数图形。>>theta=linspace(0,2*pi);>>r=cos(4*theta);>>polar(theta,r); 绘图结果如图4-14所示。图4-14polar函数绘制的图形【例4-15】绘制梯形图。>>x=linspace(0,10,50);>>y=sin(x).*exp(-x/3);>>stairs(x,y);绘图结果如图4-15所示。图4-15阶梯图【例4-16】绘制涂色图。>>x=linspace(0,10,50);>>y=sin(x).*exp(-x/3);>>fill(x,y,'b');%'b'为蓝色绘图结果如图4-16所示。图4-16涂色图【例4-17】feather函数绘图示例一。>>x=1:0.01:20;>>feather(x)绘图结果如图4-17所示。图4-17feather函数示例一【例4-18】feather函数绘图示例二。>>theta=linspace(0,2*pi,20);>>z=cos(theta)+i*sin(theta);>>feather(z);绘图结果如图4-18所示。图4-18feather函数示例二【例4-19】绘制compass函数图形。>>theta=linspace(0,2*pi,20);>>z=cos(theta)+i*sin(theta);>>compass(z);绘图结果如图4-19所示。图4-19compass函数绘制的图形【例4-20】绘制三维曲线示例1。>>x=0:pi/50:10*pi;>>y=sin(x);

>>z=cos(x);

>>plot3(x,y,z)；其图形如图4-20所示。图4-20三维曲线示例1【例4-21】绘制三维示例2。>>x=linspace(0,pi+pi/6,30)%[0,pi+pi/6]等分30个数据点，行x的30个数据点>>y=[1234567]%列y的值，表示绘制7条曲线>>temp=zeros(1,length(x))>>z=sin(x/2)>>fori=1:length(y)>>y1=y(i)+temp>>plot3(x,y1,z)>>gridon>>holdon绘制结果如图4-21所示。图4-21三维曲线示例2【例4-22】画出单位矩阵的网格图。>>a=eye(20);>>mesh(a)其图形如图4-22所示。图4-22mesh函数举例【例4-23】画出由函数z=xe-(x>>x=linspace(-2,2,25);%在x轴上取25点>>y=linspace(-2,2,25);%在y轴上取25点>>[xx,yy]=meshgrid(x,y);%xx和yy都是25x25的矩阵>>zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2);%计算函数值，zz也是21x21的矩阵>>mesh(xx,yy,zz);%画出立体网状图绘图结果如图4-23所示。图4-23立体网状图【例4-24】画出立体曲面图示例一。>>[X,Y]=meshgrid([-4:0.5:4]);>>Z=sqrt(X.^2+Y.^2);>>surf(Z)其图形如图4-24所示。图4-24立体曲面图示例一【例4-25】画出立体曲面图示例二。>>x=linspace(-2,2,25);%在x轴上取25点>>y=linspace(-2,2,25);%在y轴上取25点>>[xx,yy]=meshgrid(x,y);%xx和yy都是25x25的矩阵>>zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2);%计算函数值，zz也是25x25的矩阵>>surf(xx,yy,zz);%画出立体曲面图其图形如图4-25所示。图4-25立体曲面图示例二【例4-26】绘制peaks函数的图形。peaksz=3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2)-(y+1).^2)-10*(x/5-x.^3-y.^5).*exp(-x.^2-y.^2)-1/3*exp(-(x+1).^2-y.^2)绘制的图形如图4-26所示。图4-26peaks函数的图形【例4-27】加围裙的图形。>>[x,y,z]=peaks;>>meshz(x,y,z);绘制的图形如图4-27所示。图4-27加“围裙”的图形【例4-28】画x方向水流效果图。>>[x,y,z]=peaks;>>waterfall(x,y,z);绘制的图形如图4-28所示。图4-28x方向产生水流效果【例4-29】画y方向水流效果图。>>[x,y,z]=peaks;>>waterfall(x',y',z');绘制的图形如图4-29所示。图4-29y方向产生水流效果【例4-30】同时绘制网状图和等高线>>[x,y,z]=peaks;>>meshc(x,y,z);绘制的图形如图4-30所示。图4-30网状图与等高线【例4-31】同时绘制曲面图和等高线>>[x,y,z]=peaks;>>surfc(x,y,z);绘制的图形如图4-31所示。图4-31曲面图与等高线【例4-32】画出三维空间中的等高线>>contour3(peaks,20);绘制的图形如图4-32所示。图4-32三度空间的等高线【例4-33】绘制等高线在XY平面的投影>>contour(peaks,20);绘制的图形如图4-33所示。图4-33等高线在XY平面的投影【例4-34】绘制三维空间的曲线>>t=linspace(0,20*pi,501);>>plot3(t.*sin(t),t.*cos(t),t);绘制的图形如图4-34所示。图4-34三维空间中的曲线【例4-35】绘制两条三度空间的曲线>>t=linspace(0,10*pi,501);>>plot3(t.*sin(t),t.*cos(t),t,t.*sin(t),t.*cos(t),-t);绘制的图形如图4-35所示。图4-35两条三维空间中的曲线【例4-36】绘制饼图pie3([2,3,4])%2/(2+3+4)=0.22，3/(2+3+4)=0.33，4/(2+3+4)=0.44绘制的图形如图4-36所示。图4-36三维饼图【例4-37】绘制柱面图>>cylinder([2,3,4,5])绘制的图形如图4-37所示。图4-37柱面图【例4-38】绘制球面图>>sphere(20)绘制的图形如图4-38所示。图4-38球面图【例4-39】axis函数举例>>x=0:.025:pi/2;>>plot(x,exp(x).*sin(2*x),'-m<')>>axis([0pi/205])图形结果为图4-39。图4-39axis函数举例【例4-40】hidden函数举例>>mesh(peaks)>>hiddenoff图形结果为图4-40。图4-40hidden函数举例【例4-41】shading函数举例>>sphere(16)>>axissquare>>shadingflat>>title('FlatShading')图形结果为图4-41。图4-41shading函数举例【例4-42】caxis函数举例>>[X,Y,Z]=sphere;>>C=Z;surf(X,Y,Z,C)>>caxis([-13])图形结果为图4-42。图4-42caxis函数举例【例4-43】view函数举例>>peaks;>>az=0;el=90;>>view(az,el)图形结果为图4-43。图4-43view函数举例【例4-44】surfnorm函数举例>>[x,y,z]=cylinder(1:10);>>surfnorm(y,x,z)>>axis([-1212-1212-0.11])图形结果为图4-44。图4-44surfnorm函数举例【例4-45】在同一坐标内，绘出两条函数曲线并有图解注释。>>x=0:0.2:12;>>plot(x,sin(x),'-',x,1.5*cos(x),':');>>legend('First','Second');程序运行的结果如图4-45所示：图4-45带图例注释的图【例4-46】图形执行hold命令>>x=linspace(0,2*pi,30);>>y=sin(x);>>plot(x,y)先画好一个图形，然后用下述命令增加cos(x)的图形。>>holdon>>z=cos(x);plot(x,z)>>holdoff执行结果如图4-46所示。图4-46执行holdon后的图形【例4-47】为图形添加网格线>>x=linspace(0,2*pi,30);>>y=sin(x);>>plot(x,y)>>gridon执行结果如图4-47所示。图4-47加了网格线的图【例4-48】分割图形窗口>>subplot(2,1,1);>>x=linspace(0,10);>>y1=sin(x);>>plot(x,y1)>>subplot(2,1,2);>>y2=sin(5*x);>>plot(x,y2)执行结果如图4-48所示。图4-48图形窗口的分割【例4-49】实现图像的显示块操作I=imread('cameraman.tif')I2=blkproc(I,[88],'std2(x)*ones(size(x))')imshow(I)figure,imshow(I2,[])执行结果如图4-54所示。图4-54图像的显示块操作【例4-50】计算二进制图像的面积BW=imread('circles.png');imshow(BW);bwarea(BW)ans=1.4187e+04执行结果如图4-55所示。图4-55二进制图像【例4-51】填充二进制图像的背景色BW4=im2bw(imread('coins.png'));BW5=bwfill(BW4,'holes');subplot(121),imshow(BW4),title('源图像二值化')subplot(122),imshow(BW5),title('填充后的图像')执行结果如图4-56所示。图4-56填充二进制图像的背景色【例4-52】提取二进制图像的轮廓bw=imread('cameraman.tif');se=strel('line',11,90);bw2=imdilate(bw,se);imshow(bw),title('Original')figure,imshow(bw2),title('Dilated')图4-57二进制图像轮廓的提取【例4-53】计算二进制图像中对象的周长BW1=imread('circbw.tif');BW2=bwperim(BW1,8);imshow(BW1)figure,imshow(BW2)执行结果如图4-58所示。图4-58二进制图像中对象的周长【例4-54】识别强度图像中的边界I=imread('cameraman.tif');BW1=edge(I,'prewitt');BW2=edge(I,'canny');imshow(BW1);figure,imshow(BW2)执行结果如图4-59所示。图4-59图像边界的识别【例4-55】弱化二进制图像的边界originalBW=imread('text.png');>>se=strel('line',11,90);>>erodedBW=imerode(originalBW,se);>>figureimshow(originalBW)>>figureimshow(erodedBW)执行结果如图4-60所示。图4-60二进制图像边界的弱化【例4-56】二维快速傅里叶变换loadimdemossaturn2imshow(saturn2)执行结果如图4-61所示。图4-61快速傅里叶变换B=fftshift(fft2(saturn2));imshow(log(abs(B)),[]),colormap(jet(64)),colorbar执行结果如图4-62所示。图4-62二维快速傅里叶变换【例4-57】计算二维频率响应Hd=zeros(16,16);Hd(5:12,5:12)=1;Hd(7:10,7:10)=0;h=fwind1(Hd,bartlett(16));colormap(jet(64))freqz2(h,[3232]);axis([-11-1101])执行结果如图4-63所示。图4-63二维频率响应的就算【例4-58】创建预定义过滤器I=imread('cameraman.tif');h=fspecial('unsharp',0.5);I2=filter2(h,I)/255;imshow(I)figure,imshow(I2)执行结果如图4-64所示。图4-64预定义过滤器【例4-59】用柱状图均等化增强对比I=imread('tire.tif');J=histeq(I);imshow(I)figure,imshow(J)执行结果如图4-65所示。图4-65用柱状图均等化增强对比imhist(I,64)figure;imhist(J,64)执行结果如图4-66所示。图4-66用柱状图均等化增强对比【例4-60】转换图像为二进制图像loadtreesBW=im2bw(X,map,0.4);imshow(X,map)figure,imshow(BW)执行结果如图4-67所示。图4-67转换图像为二进制图像【例4-61】调整图像灰度值或颜色映像表I=imread('pout.tif');J=imadjust(I,[0.30.7],[]);imshow(I)figure,imshow(J)执行结果如图4-68所示。图4-68调整图像灰度值【例4-62】创建图像数据的轮廓图I=imread('cameraman.tif');imcontour(I,3)执行结果如图4-69所示。图4-69图像数据的轮廓图【例4-63】剪切图像I=imread('cameraman.tif');I2=imcrop(I,[604010090]);imshow(I)figure,imshow(I2)执行结果如4-70所示。图4-70图像的剪切【例4-64】显示图像数据的柱状图I=imread('pout.tif');imhist(I)执行结果如图4-71所示。图4-71图像数据的柱状图显示【例4-65】增加图像的渲染效果I=imread('eight.tif');J=imnoise(I,'salt&pepper',0.02);imshow(I)figure,imshow(J)执行结果如图4-72所示。图4-72图像的渲染效果【例4-66】旋转图像I=imread('cameraman.tif');J=imrotate(I,–4,'bilinear','crop');imshow(I)figure,imshow(J)执行结果如图4-73所示。图4-73图像旋转【例4-67】把检索图像转化为灰度图像loadtreesI=ind2gray(X,map);imshow(X,map)figure,imshow(I)执行结果如图4-74所示。图4-74检索图像转化为灰度图像【例4-68】转化矩阵为灰度图像I=imread('cameraman.tif');J=filter2(fspecial('sobel'),I);K=mat2gray(J);imshow(I)figure,imshow(K)执行结果如图4-75所示。图4-75转化矩阵为灰度图像【例4-69】二维中值过滤I=imread('eight.tif');J=imnoise(I,'salt&pepper',0.02);K=medfilt2(J);imshow(J)figure,imshow(K)执行结果如图4-76所示。图4-76二维中值过滤【例4-70】在矩形框中同时显示多幅图像loadmrimontage(D,map)执行结果如图4-77所示。图4-77多幅图像显示【例4-71】产生一个头部幻影图像P=phantom('ModifiedShepp-Logan',200);Imshow（P）执行结果如图4-78所示。图4-78头部幻影图像显示【例4-72】转化RGB图像为索引图像读取和显示星云的真彩色uint8JPEG图像。RGB=imread('flowers.tif');RGB=imread('ngc6543a.jpg');figureimagesc(RGB)axisimagezoom(4)执行结果如图4-79所示。图4-79读取和显示星云的真彩色uint8JPEG图像将RGB转换为包含32种颜色的索引图像。[IND,map]=rgb2ind(RGB,32);figureimagesc(IND)colormap(map)axisimagezoom(4)执行结