实验07低层绘图操作第5篇.docx

1、实验07低层绘图操作第5篇实验07 低层绘图操作（第5章 MATLAB绘图）一、实验目的1. 掌握图形对象属性的基本操作。2. 掌握利用图形对象进行绘图操作的方法。二、实验内容1. 用figure函数建立图形窗口对象建立一个图形窗口，使之背景颜色为红色，并在窗口上保留原有的菜单项，而且在按下鼠标器的左键之后显示出Left Button Pressed字样。命令窗口中输入的命令及相应的结果：图形窗口结果：2. 用line，set函数建立曲线对象并改变曲线的属性先利用默认属性绘制曲线y=x2e2x，然后通过图形句柄操作来改变曲线的颜色、线型和线宽，并利用文字对象给曲线添加文字标注。程序（参考：x可

2、取-30.3）：改变前的图形：改变后的图形：3. 用surface，set函数建立曲面对象并改变曲面的属性利用曲面对象绘制曲面v(x,t)=10e-0.01xsin(2000t-0.2x+)，要求与上题相同。程序（参考：x=0:2:100; t=0:2:100）：改变前的图形：改变后的图形：4. 以任意位置子图形式绘制出正弦、余弦、正切和余切函数曲线（用axes建立坐标对象）程序：图形：5.（选做题）生成一个圆柱体，并进行光照和材质处理程序：图形：三、实验提示四、教程：第5章 MATLAB绘图（2/2）5.5 低层绘图操作 p114高层绘图：绘图函数的参数使用默认值。低层绘图：绘图函数的参数值

3、另外指定。5.5.1 图形对象及其句柄 p1141. 图形对象表 MATLAB的图形对象 计算机屏幕 图形窗口Figure 坐标轴Axes 用户菜单Uimenu 用户控件Uicontrol 曲线Line 曲面Surface 文本Text 图像Image 光源Light 区域块Patch 方框Rectangle系统将每一个对象按树型结构组织起来。计算机屏幕 图形窗口 用户菜单 坐标轴 曲线 曲面 文字 图像 光源 区域块 方框 用户控件 计算机屏幕为根对象，包含一个或多个图形窗口对象。 图形窗口有3种类型的子对象。 坐标轴有7种类型的子对象。对坐标轴及其7种子对象的操作即构成低层绘图操作。2.

4、图形对象句柄在创建每一个图形对象时，为该对象分配唯一的一个值，称图形对象句柄(Handle)。 计算机屏幕由系统自动建立，句柄值0。 图形窗口的句柄值为一正整数（显示在标题栏上）。 其他图形对象的句柄为浮点数。表5.5 常用的获取图形对象句柄的函数p115函数名功 能gcfgcagcofindobj获取当前图形窗口的句柄获取当前坐标轴的句柄获取最近被选中图形对象的句柄按指定属性获取图形对象的句柄例 绘制曲线并查看有关对象句柄p115x=linspace(0,2*pi,30);y=sin(x);h0=plot(x,y,rx) %曲线对象的句柄h1=gcf %图形窗口句柄h2=gca %坐标轴句柄

5、h3=findobj(gca,Marker,x)%坐标轴上曲线的句柄5.5.2 图形对象属性 p1161. 属性名与属性值 对象具有各种属性，操作属性可控制和改变对象。 对象的每个属性有一个名字，称属性名，属性名的取值称属性值。 属性名不区分大小写，在不引起歧义的前提下，属性名不必写全。 属性名用单引号括起来。2. 属性的操作设置对象属性：set(句柄，属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，)句柄指明要操作的图形对象。set(句柄) 显示句柄所有的允许属性。获取属性值：V=get(句柄，属性名)V是返回的属性值。V=get(句柄) 返回句柄所有的属性值。例 使用set和get对属性操作 p1

6、16 x=0:pi/10:2*pi; h=plot(x,sin(x);set(h) %显示句柄所有的允许属性ans = DisplayName: Color: LineStyle: 5x1 cell LineWidth: Marker: 14x1 cell MarkerSize: MarkerEdgeColor: 2x1 cell MarkerFaceColor: 2x1 cell XData: YData: ZData: ButtonDownFcn: Children: Clipping: 2x1 cell CreateFcn: DeleteFcn: BusyAction: 2x1 cell

7、 HandleVisibility: 3x1 cell HitTest: 2x1 cell Interruptible: 2x1 cell Selected: 2x1 cell SelectionHighlight: 2x1 cell Tag: UIContextMenu: UserData: Visible: 2x1 cell Parent: XDataMode: 2x1 cell XDataSource: YDataSource: ZDataSource: set(h,Color,r,LineStyle,:,Marker,p);gh=get(h) %返回句柄所有的属性值gh = Displ

8、ayName: Annotation:1x1hg.Annotation Color: 1 0 0 LineStyle: : LineWidth: 0.5000 Marker: pentagram MarkerSize: 6 MarkerEdgeColor: auto MarkerFaceColor: none XData: 1x21 double YData: 1x21 double ZData: 1x0 double BeingDeleted: off ButtonDownFcn: Children: 0x1 double Clipping: on CreateFcn: DeleteFcn:

9、 BusyAction: queue HandleVisibility: on HitTest: on Interruptible: on Selected: off SelectionHighlight: on Tag: Type: line UIContextMenu: UserData: Visible: on Parent: 173.0011 XDataMode: manual XDataSource: YDataSource: ZDataSource: col=get(h,Color)col = 1 0 0 V=get(0,ScreenSize)%0是计算机屏幕的句柄%显示左下角坐标

10、和屏幕分辨率V = 1 1 1280 10243对象的公共属性表 对象常用的公共属性 p117属 性含 义Children所有子对象的句柄Parent父对象的句柄Tag给对象定义一个标识符Type对象的类型UserData存放对象的有关数据Visible对象是/否可见（on/off）ButtonDownFcn可存放一M文件名或一小段程序，当单击对象的作用域时，执行程序CreateFcn可存放一M文件名或一小段程序，当创建对象时，执行程序DeleteFcn可存放一M文件名或一小段程序，当取消对象时，执行程序例5.26 对象的公共属性的设置 p117在同一坐标下绘制红、绿两根不同曲线，希望获得绿色

11、曲线的句柄，并对其进行设置。x=0:pi/50:2*pi;y=sin(x);z=cos(x);plot(x,y,r,x,z,g); %绘制两根不同的曲线H=get(gca,Children); %获取两曲线句柄向量Hfor k=1:size(H) if get(H(k),Color)=0 1 0 %0 1 0代表绿色 Hg=H(k); %获取绿色线条句柄 endendpause %便于观察设置前后的效果set(Hg,LineStyle,:,Marker,p); %对绿色线条设置5.5.3 图形对象的创建 p1181. 图形窗口对象图形图像的输出是在图形窗口中完成的。 建立图形窗口对象：句柄变量

12、=figure(属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，)通过对属性操作改变图形窗口的形式。 使用缺省属性值建立图形窗口：figure 或 句柄变量=figure 关闭图形窗口：close(窗口句柄) close all 命令：关闭所有图形窗口。 clf命令：清除当前图形窗口的内容，但不关闭窗口。表 图形窗口的常用属性 p118属 性含 义MenuBar控制图形窗口是否具有菜单条Name图形窗口的标题NumberTitle图形窗口标题中是否有“Figure No.n”Resize图形窗口建立后可否用鼠标改变大小Position窗口在屏幕上的位置（左下角坐标，x轴方向朝右，y轴朝下）和大小Uni

13、ts图形窗口使用的长度单位Color图形窗口背景颜色Pointer鼠标标记的显示形式KeyPressFcn键盘按下响应。值：函数名或命令名WindowButtonDownFcn鼠标键按下响应。值：函数名或命令名WindowButtonMotionFcn鼠标移动响应。值：函数名或命令名WindowButtonUpFcn鼠标键释放响应。值：函数名或命令名例5.27 建立一个图形窗口 p119(1) 图形窗口没有菜单条；(2) 标题名称为“图形窗口示例”；(3) 起始于屏幕左下角、宽度和高度分别为300像素点和150像素点；(4) 背景颜色为绿色；(5) 当用户从键盘按下任意一个键时，将显示“Hel

14、lo,Keyboard Key Pressed.”字样。hf=figure(Color,0,1,0,. Position,1,1,300,150,.%左下角坐标(1,1) Name,图形窗口示例,. NumberTitle,off,.MenuBar,none,.KeyPressFcn, .disp(Hello,Keyboad Key Pressed.); %是两个单引号Hello,Keyboad Key Pressed. 例5.28 关闭图形窗口时执行程序（字符串续行符！） p119分别在4个不同的图形窗口绘制出正弦、余弦、正切、余切曲线。要求：先建立一个图形窗口并绘图；然后每关闭一个再建立一

15、个；直到建立第4个窗口并绘图。x=linspace(0,2*pi,60);y=sin(x);z=cos(x);t=tan(x);ct=1./(t+eps);%命令组待用C4=figure(Name,cotangent(x),. NumberTitle,off);,. plot(x,ct);axis(0,2*pi,-40,40);C3=figure(Name,tangent(x),. DeleteFcn,C4,NumberTitle,off);,. plot(x,t);axis(0,2*pi,-40,40);C2=figure(Name,cos(x),. DeleteFcn,C3,NumberT

16、itle,off);,. plot(x,z);axis(0,2*pi,-1,1);%先创建1个图形窗口并绘制曲线figure(Name,sin(x),DeleteFcn,C2,. NumberTitle,off); %关闭图形窗口时，执行C2plot(x,y);axis(0,2*pi,-1,1);注意！所有的引号都是单引号。相当于x=linspace(0,2*pi,60);y=sin(x);z=cos(x);t=tan(x);ct=1./(t+eps);figure(Name,sin(x),. NumberTitle,off); plot(x,y);axis(0,2*pi,-1,1);paus

17、e; close(gcf);figure(Name,cos(x),. NumberTitle,off); plot(x,z);axis(0,2*pi,-1,1);pause; close;figure(Name,tangent(x),. NumberTitle,off); plot(x,t);axis(0,2*pi,-40,40);pause; close;figure(Name,tangent(x),. NumberTitle,off); plot(x,ct);axis(0,2*pi,-40,40);pause; close;2. 坐标轴对象 建立坐标轴对象：句柄变量=axes(属性名1，属

18、性值1，属性名2，属性值2，)调用axes函数用指定的属性在当前图形窗口创建坐标轴，句柄赋给左边的变量。 使用缺省属性值创建坐标轴：axes 或 句柄变量= axes 用axes 函数建立坐标轴后，还可调用axes 函数将之设定为当前坐标轴，且坐标轴所在的图形窗口自动成为当前图形窗口：axes(坐标轴句柄)表 坐标轴的常用属性 p120属 性含 义Box坐标轴是/否有边框(on/off)GridLineStyle网格线的类型Position位于图形窗口内的位置和大小Units度量单位TiTle取值是标题文字对象的句柄XLabelYLabelZLabel取值分别是x,y,z轴说明文字的句柄XLi

19、mYLimZLim各坐标轴的上限和下限，默认值为0,1XScaleYScaleZScale坐标轴的刻度类型(linear/log)View视点方向例5.29 利用坐标轴对象实现图形窗口的任意分割 p121利用axes函数可在不影响图形窗口上其他坐标轴的前提下建立一个新的坐标轴，从而实现图形窗口的任意分割。clf; %清除图形窗口中的内容x=linspace(0,2*pi,20);y=sin(x);axes(Position,0.2,0.2,0.2,0.7,.%左下角坐标 GridLineStyle,-.); %x轴向右，y轴向上plot(y,x); title(sin(x)-1);axes(P

20、osition,0.4,0.5,0.2,0.1);stairs(x,y); title(sin(x)-2);axes(Position,0.55,0.6,0.25,0.3);stem(x,y); title(sin(x)-3);axes(Position,0.55,0.2,0.25,0.3);x,y=meshgrid(-8:0.5:8);z=sin(sqrt(x.2+y.2)./. sqrt(x.2+y.2+eps);%eps使分母不为0mesh(x,y,z); title(mesh(x,y,z);3. 曲线对象建立曲线对象：句柄变量=line(x,y,z,属性名1，属性值1，属性名2，属性值

21、2，)对x,y,z的解释与高层曲线函数plot和plot3等一样，其余的解释与前面介绍过的figure和axes函数类似。表 曲线的常用属性 p121属 性含 义Color曲线的颜色LineStyle线型LineWidth线宽Marker数据点标记符号MarkerSize数据点标记符号的大小XDataYDataZData3个坐标轴数据例5.30 利用曲线对象绘制曲线 p122t=0:pi/100:pi/2;y1=sin(2*pi*t);y2=sqrt(3)/2*exp(-4*t).*sin(4*sqrt(3)*t+pi/3);figh=figure;axes(GridLineStyle,:,X

22、Lim,0,pi/2,YLim,-1,1);line(XData,t,YData,y1,LineWidth,1);line(t,y2);%不给出属性名grid on4. 文字对象使用text函数可根据指定位置和属性值添加文字说明，并保存句柄。句柄变量=text(x,y,z,说明文本,属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，)说明文本中除使用标准的ASCII字符外，还可使用LaTeX格式的控制字符。表 文字的常用属性 p123属 性含 义Color文字的颜色String文字标注的内容Interpreter文字标注内容的解释方式，即LateX/ASCII方式FontSize文字的大小Rotatio

23、n文字的旋转角度例5.31 利用文字对象对曲线标注p123y1=sin，y2=costheta=-pi:.1:pi;y1=sin(theta);y2=cos(theta);h=line(theta,y1,LineStyle,:,Color,g);line(theta,y2,LineStyle,-,Color,b);xlabel(-pi leq Theta leq pi)ylabel(sin(Theta)title(Plot of sin(Theta)text(-pi/4,sin(-pi/4),. leftarrow sin(-pi/4),FontSize,12)set(h,Color,r,Li

24、neWidth,2) %改变曲线1的颜色和线宽5. 曲面对象建立曲面对象：句柄变量=surface(x,y,z,属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，)对x,y,z的解释与高层曲面函数mesh和surf等一样，其余的解释与前面介绍过的figure和axes等函数类似。表 曲面的常用属性 p124属 性含 义EdgeColor曲面网格线的颜色FaceColor曲面网格片的颜色LineStyle曲面网格线的线型LineWidth曲面网格线的线宽Marker数据点标记符号MarkerSize数据点标记符号大小XDataYDataZData3个坐标轴数据例5.32 利用曲面对象绘制三维曲面 p124

25、z=sinycosxx=0:0.1:2*pi;x,y=meshgrid(x);z=sin(y).*cos(x);axes(view,-37.5,30);hs=surface(x,y,z,FaceColor,.w,EdgeColor,flat); grid on;xlabel(x-axis); ylabel(y-axis);zlabel(z-axis);title(mesh-surf);pause %按任意键继续set(hs,FaceColor,flat);6. 区域块对象区域块对象是指一个任意多边形区域。高级语法形式：指定每个小面的顶点坐标和颜色创建区域对象。patch(x,y,z,c)x,y

26、,z确定顶点坐标。若为矩阵，按列创建多个多边形。c指定每一区域块对象的颜色。低级语法形式：指定所有顶点的坐标和各小面的顶点和颜色创建，只接受属性名和属性值配对参数。句柄变量=patch(属性名1,属性值1,属性名2,属性值2,)表 区域块的常用属性 p126属 性含 义Faces各小面的顶点Vertices各顶点的坐标FaceColor小面的颜色EdgeColor小面边缘的颜色FaceVertexCData所需的颜色数据例 利用区域块对象绘制图形 p125-126x=10,10,25,25; %红色填充的正方形区域y=10,25,25,10;%高级patch(x,y,1,0,0)%按顺时针t=

27、0:pi/5:2*pi;%黄色填充具有10条边的正多边形patch(sin(t),cos(t),y);%高级axis equalvert=10,10;10,25;25,25;25,10; %红色填充的正方形fac=1,2,3,4; %低级patch(Faces,fac,Vertices,vert,FaceColor,r);例 绘制一个由4个小面组成的扇面p126%高级格式 x=0,0,0,0;1,0.8,0.5,0;1,1,0.8,0.5; y=0,0,0,0;0.5,0.8,1,1;0,0.5,0.8,1; z=0.5,0.5,0.5,0.5;1.5,1.5,1.5,1.5; 1.5,1.5,1.5,1.5; mc=jet(4); %定义色图矩阵43 c(1,1,1:3)=