课程设计任务书。
学生姓名: 吴珣专业班级: 通信1201班
指导教师: 刘新华工作单位:信息工程学院
题目:图像的绘制与保存。
要求完成的主要任务:
1. 在数字信号处理平台上(pc机﹑matlab**软件系统)进行软件**设计,并进行调试和数据分析。
2. 利用matlab**软件进行绘图。
课程设计的目的:
1.理论目的
巩固课堂理论学习,并能用所学理论知识正确分析信号处理的基本问题和解释信号处理的基本现象。
2.实践目的。
通过设计具体的图像信号变换掌握图像和信号处理的方法和步骤。
时间安排:指导教师签名年月日。
系主任(或责任教师)签字年月日。
目录。摘要 i
abstract ii
1 引言 1
1.1matlab介绍 1
1.2matlab绘图功能介绍 2
2二维绘图基本函数介绍 2
2.1基本调用格式plot 2
2.2图形绘制形式 3
2.3 图形标注 4
2.4坐标控制 4
2.5网格控制 4
2.6图形保持 5
3 matlab环境下二维绘图 5
3.1设计要求 5
3.2 绘制二维图像程序设计 5
3.3调试结果 7
3.4图像的保存 7
4三维绘图基本函数介绍 8
4.1 plot3函数 8
4.2图形标记 8
4.3 meshgrid函数 8
4.4 网格曲面的绘制命令 9
4.5阴影曲面绘制命令 9
4.5.1surf函数 9
4.5.2带有等高线的阴影曲面绘制命令 9
4.5.3具有光照效果的阴影曲面绘制命令 10
5 matlab环境下三维绘图 10
5.1设计要求 10
5.2绘制三维图象程序设计 10
5.3调试结果 12
5.3.1三维曲线的绘制结果 12
5.3.2三维网格曲面的绘制结果 12
5.3.3三维阴影曲面图 13
6心得体会 14
参考文献 15
附件:matlab程序 16
matlab是一种面向科学和工程计算的语言,它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体,具有编程效率高、调试手段丰富、扩展能力强等特点。强大的绘图功能是matlab的特点之一,matlab提供了一系列的绘图函数,用户不需要过多的考虑绘图的细节,只需要给出一些基本参数就能得到所需图形,这类函数称为高层绘图函数。此外,matlab还提供了直接对图形句柄进行操作的低层绘图操作。
这类操作将图形的每个图形元素(如坐标轴、曲线、文字等)看做一个独立的对象,系统给每个对象分配一个句柄,可以通过句柄对该图形元素进行操作,而不影响其他部分。
关键词:matlab 二维绘图三维绘图。
matlab is a scientific and engineering computing-oriented language, which combines numerical analysis, matrix computation, signal processing and graphical display in one, with efficient programming, debugging means rich, scalable, and other provides a range of drawing functions, users do not need too much to consider the details of the drawing, just give some basic parameters you can get the desired pattern, this kind of function is called a high-level plotting functions. in addition, matlab provides direct low-level operating handle graphics drawing operations. each of these operations will graph graphic elements (such as axes, curves, text, etc.
) considered as a separate object, the system assigns each object a handle, you can handle the graphical elements to operate, without affecting other section.
key word: matlab dimensional drawing three-dimensional graphics
matlab是矩阵实验室(matrix laboratory)的简称,是美国mathworks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括matlab和simulink两大部分。
matlab是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和**等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如c、fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
matlab和mathematica、maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。matlab可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
matlab的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故用matlab来解算问题要比用c,fortran等语言完成相同的事情简捷得多,并且matlab也吸收了像maple等软件的优点,使matlab成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对c,fortran,c++ j**a的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到matlab函数库中方便自己以后调用,此外许多的matlab爱好者都编写了一些经典的程序,用户可以直接进行**就可以用。
matlab的绘图功能可以绘制各种曲线,包括二维图形和三维图形,还可以对图形进行修饰和控制,以增强图形的表现效果。matlab提供了两个层次的绘图操作,一种是对图形句柄进行的底层绘图操作,另一种是建立在底层绘图操作上的高层绘图,而matlab绘图用户不需要过多的考虑绘图细节,只需要给出一些基本的参数就可以绘制所需图形。利用matlab的绘图功能我们在解决数学函数分析问题,就不用在麻烦的计算,也不用再手工画图,我们只需利用matlab所给出的一些函数就可以轻松的绘制出各种曲线。
plot是绘制二维图形的最基本函数,它是针对向量或矩阵的列来绘制曲线的。
也就是说,使用plot 函数之前,必须首先定义好曲线上每一点的x 及y 坐标,常用格式为:
1)plot(x) 当x 为一向量时,以x 元素的值为纵坐标,x 的序号为横坐标值绘制曲线。当x 为一实矩阵时,则以其序号为横坐标,按列绘制每列元素值相对于其序号的曲线,当x 为m× n 矩阵时,就由n 条曲线。
2)plot(x,y) 以x 元素为横坐标值,y 元素为纵坐标值绘制曲线。
3)plot(x,y1,x,y2,…)以公共的x 元素为横坐标值,以y1,y2,…元素为纵坐标值绘制曲线。若函数以显函数形式给出,即y=f(x)形式,则可以使用plot函数来进行作图。如plot表示在区间上,按选项的要求画出函数f的图形。
而plot则表示在区上,按选项的要求画出函数f1、函数f2…等图形。即同时画出几个函数的图形。
matlab提供了一些绘图选项,用于确定所绘曲线的线型、颜色和数据点标记符号。在matlab中为区别画在同一窗口中的多条曲线,可以改变曲线的颜色和线型等图形属性,plot 函数可以接受字符串输入变量,这些字符串输入变量用来指定不同的颜色、线型和标记符号(各数据点上的显示符号)。如下表所示:
表一离散数据点形、线型的设置值。
表二点、颜色设置值。
title('图名标出图名。
xlabel('xx轴标x
ylabel('yy轴标y
text(x,y,’图形说明在坐标点(x,y)处添加图形说明。
legend(’图例1’,’图例2绘制曲线所用线型、颜色或数据点标记图例,图例放置在空白处,还可以通过鼠标移**例,将其放到所希望的位置。
在绘制图形时,matlab可以自动根据要绘制曲线数据的范围选择合适的坐标刻度,使得曲线能够尽可能清晰的显示出来。所以,一般情况下不必选择坐标轴的刻度范围。但是,如果对坐标不满意,可以利用axis函数对其重新设定。
其调用格式为。
axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax])
如果只给出前四个参数,则按照给出的x、y轴的最小值和最大值选择坐标系范围,绘制出合适的二维曲线。如果给出了全部参数,则绘制出三维图形。
axis函数的功能丰富,其常用的用法有:
axis equal :纵横坐标轴采用等长刻度。
axis square:产生正方形坐标系(默认为矩形)
axis auto:使用默认设置。
axis off:取消坐标轴。
axis on :显示坐标轴。
grid on:添加坐标格
grid off:去掉坐标格。
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