Matlab动画技术
MATLAB2015b动画制作
t=t-dt; if w<=1 w=dw+w; else w=-1; end y=(-w*w)/2+0.5; addpoints(head,t,y); drawnow; end 图 5-5 是例 5-5 中的程序生成的动画中的一帧。
图 5-5 小球正在台阶上蹦
5.2.2 以电影播放方式生成动画
此方法就是先保存动画过程中的很多图片，再像放电影一样把它们按次序播放出来。 这种操作的步骤是先用 getframe 函数将当前的图片抓取作为电影的画面后，再用 movie 函数一次将动画放映出来。 此外 movie 函数还可以指定播放次数， 如 movie(M,3) 表示重复播放 M 中存储的动画 3 次。 【例 5-6】建立一个绕 z 轴旋转的 peaks 动画，代码如下： [x,y,z]=peaks(30);
2
第5章
MATLAB 动画制作
图 5-2 彗星绕地球运动轨迹图
5.1.2 旋转调色板
MATLAB 提供了一个动态变化颜色的函数 spinmap。它的功能是使当前图形的 RGB 值产生固定的增量，做循环变化，用于产生动画效果。与前面的彗星图不同，该函数 不涉及对图形特征的操作，而只限于对调色板进行旋转。spinmap 的语法格式如下： 1. spinmap %使用增量值 2 循环旋转调色板约五秒。 2. spinmap(t) %旋转调色板大约 10×t 秒。 3. spinmap(t,inc)%旋转调色板大约 10×t 秒并且指定调色板变化的增量。 4. spinmap('inf')%使调色板无限的旋转下去，按 Ctrl+C 可以终止此循环。 【例 5-3】生成一个变色球体，代码如下： sphere(30) axis equal spinmap 动态图形结束后如图 5-3 所示。
matlab三维图形绘制和动画制作实验报告
MATLAB 及仿真技术实验报告
四、实验内容和步骤
1、实验内容
（1）在02πt ≤≤区间内，有3sin x t =，5cos y t =，3z txy =，要求：
① 以子图形式绘出t 与x ,t 与y , t 与z 以及同一标度同一幅图中的三个函数图； ② 绘出三维曲线。
02468-4
-202402468
-505
2
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信息工程学院
3 -2
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（2）已知
2
)
cos
cos(x
y
x
z+
+
=
绘制三维曲面图，并进行插值着色处理。
510
5
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（3）用stem绘制离散图象：加网格线
4sin(3π/6)
x n
=+
信息工程学院
5
50
100
150
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0.5
1
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（4）播放一个直径不断变化的球体。
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1
-1
1
2、实验步骤
（1）分析实验内容，写出程序大致框架或完整的程序代码。
（2）进入MATLAB7.0集成环境。
（3）编辑程序并进行保存。
（4）运行程序，若有错误，修改错误后再次运行，如此反复进行到不显示出错为止。
Matlab GUI 声音 动画等最简洁明了的学习教程
6.1 句柄图形对象 6.2 图形用户界面（GUI） 6.3 对话框 6.4 图像和声音 6.5 视频与动画设计
6.1 句柄图形对象 6.1.1 句柄图形对象体系
图形对象是Matlab中用来显示数据和创建GUI的 基本绘图元素, 如线条、图形、图片和图表等。 对象的每个实例(instance)都对应唯一的标识符,该 标识符称为对象的句柄。不同对象的句柄不能重 复，通过句柄可以对图形对象的属性进行操作。 每建立一个图形对象时，Matlab就会自动建立该 图形对象唯一的句柄值。 Matlab图形对象体系中包含各种具有继承关系的 对象,有 “父子”和 “兄弟”两种关系.
在回调函数” pushbutton1_Callback” 和”pushbutton2_Callback”添加如下代码：
function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to pushbutton1 (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
2. 访问句柄图形对象
（1）当前图形对象的句柄 说明：返回值都是句柄，gco的当前对象句 柄是指被鼠标最近点击过的对象。 gcf %获取当前图形窗口的句柄 gca %获取当前窗口当前坐标轴的句柄 gco %获取当前窗口当前对象的句柄
（2）查找对象句柄
MATLAB中的动画设计
精选课件
9
MATLAB中的动画设计——电影动画
view(-45+15*(i-1),30) %视角的改变 m(:,i)=getframe;%抓取画面值 end movie(m)%播放画面
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MATLAB中的动画设计——擦除动画
3、擦除动画
• 使用Matlab的绘图函数不断重复绘制图形对象，重绘过程中递增式地改 变图形对象位置将产生动画效果。
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MATLAB中的动画设计——擦除动画
设计步骤
• step1：设置重绘对象的擦除模式'EraseMode'模式 • step2：在循环语句中使用set更改图形的xdata,ydata和zdata等坐
标数据。 • step3：使用darwnow命令刷新屏幕
程序结构
set(h,'erasemode',erasemode)%h是需要执行动画图像的句柄，一般 都是由line或者plot创建
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MATLAB中的动画设计——质点动画
【例2】质点绕螺旋轨迹运动
%使用函数comet3建立质点绕圆运动的动画 clear t=0:pi/500:10*pi; plot3(sin(t),cos(t),t) axis square; %hold on; comet3(sin(t),cos(t),t,0.5)
程序结构
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matlab动态爱心代码
Matlab动态爱心代码简介动态爱心代码是一种使用Matlab编程语言实现的动画效果，能够在屏幕上以爱心形状展示出美丽的动态效果。
本文将详细介绍Matlab动态爱心代码的实现原理和步骤。
实现原理Matlab动态爱心代码的实现原理基于数学方程。
通过使用心形曲线的参数方程，我们可以在Matlab中绘制出具有爱心形状的曲线。
然后，我们利用Matlab的动画功能，将这个曲线进行平移、旋转和缩放等变换，从而实现动态效果。
实现步骤以下将详细介绍实现Matlab动态爱心代码的步骤：步骤一：绘制心形曲线1.创建一个新的Matlab脚本文件。
2.使用参数方程来定义心形曲线的x和y坐标：–x = 16 * sin(t)^3–y = 13 * cos(t) - 5 * cos(2t) - 2 cos(3t) - cos(4t)3.设置参数t的取值范围，通常选择0到2*pi之间的一段范围。
4.使用plot函数绘制心形曲线：plot(x, y)5.使用axis函数设置坐标轴的显示范围，使爱心曲线充满整个屏幕。
6.使用title函数设置图像的标题，如“动态爱心”。
步骤二：实现动画效果1.使用hold on命令，保持之前绘制的爱心曲线不被删除。
2.使用for循环来不断更新曲线的位置和大小，从而实现动态效果。
3.在循环中，分别使用平移、旋转和缩放等变换函数来更新爱心曲线的坐标。
4.为了使动画效果更加平滑，可以在每次循环之间添加适当的延时。
5.循环结束之后，使用hold off命令来释放资源。
示例代码下面是一个示例的Matlab动态爱心代码：% 步骤一：绘制心形曲线t = 0:0.01:2*pi;x = 16 * sin(t).^3;y = 13 * cos(t) - 5 * cos(2*t) - 2 * cos(3*t) - cos(4*t);plot(x, y);axis([-20 20 -20 20]);title('动态爱心');% 步骤二：实现动画效果hold on;for scale = 0.1:0.1:2% 平移tx = 5 * scale;ty = -3 * scale;x_new = x + tx;y_new = y + ty;% 旋转angle = scale * pi/4;x_new = x_new * cos(angle) - y_new * sin(angle);y_new = x_new * sin(angle) + y_new * cos(angle);% 缩放x_new = x_new * scale;y_new = y_new * scale;plot(x_new, y_new);pause(0.1);endhold off;结论通过以上步骤，我们可以实现一个简单但美丽的Matlab动态爱心代码，展示出令人惊叹的动画效果。
Matlab-制作动画
保存动画的示例1
• 三维动画
[x,y,z]=peaks(30); %peaks产生一个凹凸有致的曲面 surf(x,y,z) %用X和Y定义x-y坐标网格,Z定义网格上每一点的高度,来生成三维曲面 axis([-3 3 -3 3 -10 10]) m=moviein(15); for i=1:15 view(-37.5+24*(i-1),30) m(:,i)=getframe; end movie(m)
surf(sin(2*pi*j/20)*Z,Z) F(j) = getframe; end movie(F,20)
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其它动画示例程序
clear;clc; [x,y]=meshgrid(-8:.1:8); for j=1:20 f=@(x,y)(sin(sqrt((11-j)*(x.^2+y.^2)))./sqrt((11-j)*(x.^2+y.^2)+eps)); z=f(x,y); surf(x,y,z);shading interp; M(j) = getframe; if j==1 [I,map]=rgb2ind(M(j).cdata,256); imwrite(I,map,'out.gif','DelayTime',.1) else imwrite(rgb2ind(M(j).cdata,map),map,'out.gif','WriteMode','append','DelayTime',.1) end end movie2avi(M,'out.avi')
• 一般格式：
for i=1:n figure(i) F(i)=getframe; end; movie2avi(F,'...filename.avi')
MATLAB图形及三维动画仿真设计
[X,Y]=meshgrid(x,y);
p=sqrt(4-X.^2/9-Y.^2/4);
subplot(3,2,1);mesh(p); %有网格 格子图，色调方向：有上
subplot(3,2,2);surf(p); %默认的方向：色调方向：有上到
subplot(3,2,3);surfc(p)； %带等高线；色调方向：有上到下
axis([0 6 8 18])
z=f(x,y) — 根据x,y坐标找出z的高度 例：绘制z=x2+y2的三维网线图形
>>x=-5:5; y=x; >>[X,Y]=meshgrid(x,y); >>Z=X.^2+Y.^2 ; >>mesh(X,Y,Z)
（五）三维曲面图
■ surf —— 三维曲面绘图函数，与网格图看起来一样 与三维网线图的区别： 网线图：线条有颜色，内部是黑色的（无颜色） 曲面图：线条是黑色的，内部有颜色（把线条之间的空
■
■
■ fill3(x,y,z,"w"); ■ hold on; ■ plot3(x,y,z,"ro") ■ grid on ■ xlabel("x轴"),ylabel("y轴"),zlabel("z轴") ■ axis([0 10 0 10 0 10])
（四）三维网格图
所谓网格图，是指把相邻的数据点连接起来形成的网状曲 面。利用在X-Y平面的矩形网格点上的Z轴坐标值，Matlab 定义了一个网格曲面。三维网格图的形成原理为：在X-Y平 面上指定一个长方形区域，采用与坐标轴平行的直线将其分 格；计算矩形网格点上的函数值，即Z轴的值，得到三维空 间的数据点；将这些数据点分别用处于X-Z或者平行面内的 曲线和处于Y-Z或者平行面的曲面连接起来，即形成网格图。 网格图对于显示大型的数值矩阵很有用处。
实验三 动画技术：电偶极子辐射的动态仿真
实验三动画技术：电偶极子辐射的动态仿真一、实验目的物理过程或物理现象通常都是动态过程，因此对于物理过程的仿真或模拟应该也是动态。
通过对物理过程的动态仿真能够近似地还原物理过程，帮助我们更好的理解物理现象和物理过程，揭示蕴藏其中的规律性东西。
本次实验将以电偶极子天线的电磁波辐射动态仿真为例，介绍MA TLAB的动画技术，以期实现如下目的：1.掌握两种MA TLAB的动画制作的技术：影片动画和实时动画；2.掌握矢量场力线图的制作方法，并了解电偶极子辐射的规律，以便更好的理解《电磁场与电磁波》课程中的相关知识点，也为进一步学习其他专业课程(如天线原理、天线技术)建立基础。
二、实验预备知识1. MATLAB动画技术MA TLAB提供了两种制作动画的方法：影片动画和实时动画。
(1) 影片动画这种动画技术类似于电影的制作，其原理是首先对仿真的过程按时间次序进行“拍照”，获得一帧一帧的画面(称为帧)，并将之存档，然后再按时间顺序以高于视觉暂留的帧频率播放帧，即可获得类似于电影的动画效果。
这种动画技术适用于难以实时快速绘制的复杂画面，计算量大，占用内存较多。
MA TLAB提供了下列几种函数用于实现影片动画：①moviein函数该函数将产生一个结构体数组（structure，以下称帧结构体）来存放动画的帧（即所拍摄的一幅幅画面），每帧画面作为结构体的一个元素保存。
调用格式fmat = moviein (N)产生一个能存放N个帧的（1×N）结构体数组fmat。
该结构体包含两个域cdata和colormap，前者存放帧的图像数据，后者存放帧使用的颜色表。
②getframe函数该函数作用是对当前的图像进行快照(“抓拍”)，通常有两种使用格式:getframe “抓拍”当前坐标轴（一种图形对象）里的内容；getframe(h) “抓拍”某个图形窗口或坐标轴里的内容，该图形窗口或坐标轴以句柄h 标识（图形窗口和坐标轴都是一种图形对象，每一种图形对象都有自己特有的句柄handle，即标识，类似于“身份证”）。
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其中a1的值是相机默认位置，a4是程序运行完成后的相 机位置。
5. 函数 函数camtarget（） （） 该函数设置或查询相机目标点的位置，调用格式为： camtarget camtarget ([x,y,z]) 返回相机目标点在当前坐标系中的位置 将相机目标点位置设置为当前坐标系中 (x,y,z)处
使用datestr（）函数可以将now函数返回的日期值 转换成日期字符串。
>>datestr(7.336418131145024e+005) ans= 21-Aug-2008 19:30:53
使用date函数可以返回dd-mmm-yy格式的当天日期。 >>date ans= 21-Aug-2008 使用datenum（）函数可以将日期字符串变成日期值 >>datenum(2008,8,21) ans= 733641
函数campan还可以添加一个或两个参数 campan(dt,dp,'s1','s2') 参数s1用来确定旋转中心， 参数s2用来确定旋转轴。
该函数还可以在第一个参数位置上加入坐标系句柄，决 定操作哪一个坐标系，默认是操作当前坐标系。
4. 函数 函数campos（） （） 该函数设置或查询相机的位置，其调用格式如下： campos campos([x,y,z]) 返回相机在当前坐标系中的位置 将相机位置设置为当前坐标系中(x,y,z)处 该程序使相机沿x轴方向 运动。 axis vis3d off是取 消了三维视觉功能，取 消三维视觉功能后不论 是campos([x,0,0]) ，还是 campos([0,y,0]) ，或是 campos([x,y,z])效果都是 垂直屏幕表面运动，可 以更清晰的观察运动的 情况。
surf(peaks) axis vis3d off for x=-200:10:200 campos([x,0,0]) drawnow end
为了验证campos函数不带参数时的功能，设计如下程序： a1= campos surf(peaks) a2= campos axis vis3d off a3= campos for x=-200:10:200 campos([x,0,0]) drawnow end a4= campos 该程序中设置了4个campos， 返回了相机的4个位置，分别 是： a1 = 0.5000 0.5000 9.1603 a2 = -203.2855 -327.0090 86.6025 a3 = -194.1541 -317.7286 83.9027 a4 = 200 0 0
3. 计时函数 函数cputime计算自当前Matlab程序启动之后到运行结 束所占用的CPU时间（单位是秒）。 >>t0=cputime;fpatch;cputime-t0 ans= 0.0156 程序fpatch.m的运行时间是0.0156秒。 函数etime计算两个时间向量的间隔。 >>t1=clock;fpatch;etime(clock,t1) ans = 0.0150 程序fpatch.m的运行时间是0.0150秒。之所以比前面语句 的计算时间少，是由于该程序已从硬盘装入等原因
3. 函数 函数campan（） （） 函数campan(dt,dp) 按照 dt 和 dp 的大小绕相机旋转目标 点，dt 是水平旋转角度，dp 是垂直旋转角度。 surf(peaks) axis vis3d for i=1:720 campan(2,0) pause(0.01) end 该程序绕相机位置水平旋转 了720×2＝1440度，即4圈， 转完后又回到原先位置，一 共停留时间720×0.01＝7.2 秒。
for i=-2*pi:0.5:2*pi R=[cos(i) sin(i) 0;-sin(i) cos(i) 0;0 0 1]; vert=[1 1 1;1 2 1;2 2 1;2 1 1;1 1 2;1 2 2;2 2 2;2 1 2]; vert=vert*R; fac=[1 2 3 4;2 6 7 3;4 3 7 8;1 5 8 4;1 2 6 5;5 6 7 8]; pause(0.1) patch('faces',fac,'vertices',vert,'FaceVertexCData',hsv(8),'FaceColor','interp'); view(3) end
例 使用函数view（）从不同角度观察图形。
[X,Y]=meshgrid(-10:0.5:10); Z=X.^2/36-Y.^2/25+sin(X+Y)*2; x=X(1,:); y=Y(:,1); i=find(y>0.1 & y<3.2); j=find(x>-3.6 & x<3.5); Z(i,j)=nan; subplot(2,2,1);surf(X,Y,Z); xlabel('x'), ylabel('y'), zlabel('z'); subplot(2,2,2);surf(X,Y,Z); xlabel('x'), ylabel('y'), zlabel('z');view(-30,60); subplot(2,2,3);surf(X,Y,Z); xlabel('x'), ylabel('y'), zlabel('z'); view(2); subplot(2,2,4);surf(X,Y,Z); xlabel('x'), ylabel('y'), zlabel('z'); view(30, -60);
计算运行时间的函数还有 tic 函数与 toc 函数，前者启 动一个秒表，表示计时开始；后者则停止这个秒表，并 且计算运行时间。
>>tic;plot(rand(50,5));toc Elapsed time is 0.147644 seconds.
4. pause函数 函数 pause（）函数是延迟等待函数，例如，程序中如果 出现pause(5)，那么在执行到这句话的时候，停留5秒， 然后继续。 例 使用pause函数制作动画。
2. 当前日期与时间 使用clock函数可以返回当前时间。 >>clock ans= 1.0e+003 2.0060 0.0090 0.0190 0.020 0.0310 0.0384 当前机器时间是2006年9月19日20点31分38.4秒。 使用now函数将返回当天的日期值。 >>format long;now ans = 7.336418131145024e+005 这个时间的单位是天，转换成普通日期是2008年8月21日 19点30分53秒左右（误差小于1分钟）。
参考文献:
基于Matlab的计算机图形与动画技术
于万波
编著
清华大学出版社，2007
一、动画制作方法
Matlab提供了许多与动画制作相关的函数，能够比较 容易完成动画的制作。
（一）时间函数
1. Timer 函数 可以使用Timer函数创建计时器对象，如： 当前目录中的程序名称，其程序见下一页。 mytimer=timer('TimerFcn','fPatch','StartDelay',6); start(mytimer) 关键词 程序运行后，6秒钟后才执行程序fPatch.m。 用start（）函数激活计数器对象，6秒钟后才执行程序 fPatch.m。
2. 函数 函数camorbit（）与camroll（） （）与 （） （） 函数camorbit(d1,d2) 根据d1与d2的大小（单位是度）绕 相机目标点旋转相机，d1表示水平旋转角度，d2表示垂 直旋转角度。 surf(peaks) axis off for i=1:36 camorbit(10,0,'data',[0 1 0]) pause(0.2) end 函数camroll操纵相机绕视轴旋转 a) camroll(d)按照d指定的大小绕相机视轴旋转相机， 视轴由经过相机位置和相机目标点的直线确定。 b) camroll(h,d)操作由第一个句柄参数h确定的坐标系。
程序是先绘制一个长方体，然后隔0.1秒又绘制出另外一 个长方体，新长方体的顶点坐标经过了变换，此变换是 乘以矩阵R完成的，该矩阵是绕Z轴旋转矩阵。如此下去， 绘制出下一页所示的图形，从而完成了此动画。
如果没有pause(0.1)，那么就直接绘制出上图，没有 了动画效果。
如果把 R=[cos(i) sin(i) 0;-sin(i) cos(i) 0;0 0 1]; 变换成 R=[cos(i) 0 sin(i);0 1 0;-sin(i) 0 cos(i)]; 那么就是绕Y轴旋 转。
下面程序制作了两个按钮用来控制视角的改变。
uicontrol('Style','pushbutton','String','In',... 'Position',[20 20 60 20],'Callback','if camva<=1;return;else;camva(camva-1);end'); uicontrol('Style','pushbutton','String','Out',... 'Position',[100 20 60 20],'Callback','if camva>=179;return;else;camva(camva+1);end');