Лекция №5. Основы графической визуализации вычислений (Matlab)

Содержание

Слайд 2

Рекомендуемая литература: (L#5) Половко А.М., Бутусов П.Н. MATLAB для студентов. –

Рекомендуемая литература: (L#5)

Половко А.М., Бутусов П.Н. MATLAB для студентов. – СПб.: БХВ-Петербург,

2005. – 320 с.
Дьяконов В.П. MATLAB 6: учебный курс. – СПб.: Питер, 2001. – 592 с.
Дьяконов В.П., Круглов В. Математические пакеты расширения MATLAB. Специальный справочник.
Дьяконов В.П. MATLAB 6.5 SP1/7.0 + Simulink 5/6. Основы применения. Серия «Библиотека профессионала». – М.: СОЛОН. Пресс, 2005. – 800 с.
Дьяконов В.П. MATLAB 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6R в математике и моделировании. Серия Библиотека профессионала. – М.: СОЛОН-Пресс, 2005. – 576 с.
Потемкин В. Г. Система инженерных и научных расчетов MATLAB 5.х: в 2-х т.
Чен К., Джиблин П. Ирвинr А. МAТLAВ в математических исследованиях: Пер. с анrл. – М.: Мир, 2001. – 346 c.
Ануфриев И.Е., Смирнов А.Б., Смирнова Е.Н. MATLAB 7. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 1104 с.
Слайд 3

Введение Начиная с версии MATLAB 4.0, впервые ориентированной на Windows, графические

Введение

Начиная с версии MATLAB 4.0, впервые ориентированной на Windows, графические средства

системы MATLAB были существенно улучшены. Основные отличительные черты графики в новой версии MATLAB 6:
 существенно улучшенный интерфейс графических окон;
 возможность создания графики в отдельных окнах и вывода нескольких графических окон;
задание различных координатных систем и осей;
 высокое качество графики и широкие возможности использования цвета;
 легкость установки графических признаков — атрибутов;
 обилие параметров команд графики;
 возможность получения естественно выглядящих трехмерных фигур и их сочетаний;
простота построения трехмерных графиков с их проекцией на плоскость;
 возможность построения сечений трехмерных фигур и поверхностей плоскостями;
 функциональная многоцветная и полутоновая окраска;
 возможность создания анимационной графики;
 возможность создания объектов для типового интерфейса пользователя.
Слайд 4

1. Построение графика функций одной переменной Синтаксис команды plot(Y) plot(X1,Y1,...) plot(X1,Y1,LineSpec,...)

1. Построение графика функций одной переменной

Синтаксис команды
plot(Y)
plot(X1,Y1,...)
plot(X1,Y1,LineSpec,...)
Пример
clear all
x=-10:0.1:10;
y=sin(x);
plot(x,y)

Слайд 5

Примеры построения графика функций одной переменной Пример 2 x=-10:0.1:10; y=tan(x); plot(x,y)

Примеры построения графика функций одной переменной

Пример 2
x=-10:0.1:10;
y=tan(x);
plot(x,y)
Пример 3
clear all
x=-10:0.1:10;
y=atan(x);
plot(x,y)

Слайд 6

Функция fplot Пример 4 clear all fplot('sin',[-pi,pi])

Функция fplot

Пример 4
clear all
fplot('sin',[-pi,pi])

Слайд 7

Построение в одном окне графиков нескольких функций Пример 5 clear all x=-10:0.1:10; y1=sin(x)+1; y2=sin(x); y3=cos(x); plot(x,y1,x,y2,x,y3)

Построение в одном окне графиков нескольких функций

Пример 5
clear all
x=-10:0.1:10;
y1=sin(x)+1;
y2=sin(x);
y3=cos(x);
plot(x,y1,x,y2,x,y3)

Слайд 8

Построение в одном окне графиков нескольких функций Синтаксис команд subplot(m,n,p) Пример

Построение в одном окне графиков нескольких функций

Синтаксис команд
subplot(m,n,p)
Пример 6
clear all;
x=-10:0.1:10;
y1=sin(x)+1;
y2=tan(x);
y3=atan(x);
subplot(3,2,1); plot(x,y1);
subplot(3,2,4);

plot(x,y2);
subplot(3,2,5); plot(x,y3);
Слайд 9

Форматирование графиков Названия осей xlabel, ylabel Синтаксис команд xlabel('string') Пример 7

Форматирование графиков

Названия осей xlabel, ylabel
Синтаксис команд
xlabel('string')
Пример 7
clear all
x=-10:0.1:10;
y=sin(x)+1;
plot(x,y)
xlabel('matlab')
ylabel('matcad')

Слайд 10

Форматирование графиков Название рисунка Синтаксис команды title('string') Пример 8 clear all

Форматирование графиков

Название рисунка
Синтаксис команды
title('string')
Пример 8
clear all
x=-10:0.1:10;
y=sin(x)+1;
plot(x,y)
xlabel('matlab')
ylabel('matcad')
title('graf')

Слайд 11

Форматирование графиков Названия отдельных графиков Синтаксис команды legend('string1','string2',...) Пример 9 clear

Форматирование графиков

Названия отдельных графиков
Синтаксис команды
legend('string1','string2',...)
Пример 9
clear all
x=-10:0.1:10;
y1=sin(x)+1;
y2=sin(x);
y3=cos(x);
xlabel('matlab')
ylabel('matcad')
title('graf')
plot(x,y1,x,y2,x,y3)
legend('sin(x)+1','sin(x)','cos(x)')

Слайд 12

Задание на самостоятельную работу 1. С помощью каких команд задается требуемый

Задание на самостоятельную работу

1. С помощью каких команд задается требуемый цвет

графика?
2. С помощью каких команд задается требуемый тип линии на графике?
3. С помощью каких команд осуществляется масштабирования осей?
4. С помощью каких команд осуществляется введение надписей на графиках?
5. С помощью каких команд осуществляется введение линий уровня по различным осям?
Слайд 13

2. Столбцовые диаграммы В прикладных расчетах часто встречаются графики, именуемые столбцовыми

2. Столбцовые диаграммы

В прикладных расчетах часто встречаются графики, именуемые столбцовыми диаграммами,

отражающие содержание некоторого вектора X. При этом каждый элемент вектора представляется столбцом, высота которого пропорциональна значению элемента. Столбцы нумеруются и масштабируются по отношению к максимальному значению наиболее высокого столбца. Выполняет построение такого графика команда bar(X).
Столбцовые диаграммы — лишь один из многих типов графиков, которые может строить система MATLAB.
Слайд 14

Команды построения столбцовых диаграмм Основные команды bar, barh Синтаксис команд bar(Y)

Команды построения столбцовых диаграмм

Основные команды bar, barh
Синтаксис команд
bar(Y)
bar(x,Y)
bar(...,width)
Пример 10
clear all;
x

= -2.9:0.2:2.9;
bar(x,exp(-x.*x))
Слайд 15

Команды построения столбцовых диаграмм Пример 11 clear all; x = -2.9:0.2:2.9; barh(x,exp(-x.*x))

Команды построения столбцовых диаграмм

Пример 11
clear all;
x = -2.9:0.2:2.9;
barh(x,exp(-x.*x))

Слайд 16

Команды построения трехмерных столбцовых диаграмм Синтаксис команд bar3, barh3 Пример 12

Команды построения трехмерных столбцовых диаграмм

Синтаксис команд bar3, barh3
Пример 12
clear all;
Y =

[5 2 1
8 7 3
9 8 6
5 5 5
4 3 2];
bar3(Y)
Слайд 17

3. Построение трехмерных графиков Синтаксис команд mesh, meshz, meshс mesh(X,Y,Z) mesh(Z)

3. Построение трехмерных графиков

Синтаксис команд mesh, meshz, meshс
mesh(X,Y,Z)
mesh(Z)
mesh(...,C)
(X – вектор (1:n);

Y - вектор (1:m), тогда [m,n] = размерность матрицы Z
Слайд 18

Примеры построения трехмерных графиков Пример 13 clear all; [X,Y] = meshgrid(-3:.125:3); Z = peaks(X,Y); meshc(X,Y,Z);

Примеры построения трехмерных графиков

Пример 13
clear all;
[X,Y] = meshgrid(-3:.125:3);
Z = peaks(X,Y);
meshc(X,Y,Z);

Слайд 19

Примеры построения трехмерных графиков Пример 14 clear all; [X,Y]=meshgrid(-5:0.1:5); Z=X.*sin(X+Y); mesh(X,Y,Z)

Примеры построения трехмерных графиков

Пример 14
clear all;
[X,Y]=meshgrid(-5:0.1:5);
Z=X.*sin(X+Y);
mesh(X,Y,Z)