《MATLAB R2008图形与动画编程实例教程》以MATLAB为工具讲解计算机图形学的基本内容。第1章以MATLAB及GUI的介绍作为基础，让读者对MATLAB及GUI有一个大概的了解；第2、3章介绍如何利用MATLAB绘製二维和三维图形；第4章讲解如何利用MATLAB绘製人人喜欢的动画；第5章介绍图像及图形的相关技术；第6章到第8章着重介绍MATLAB的GUI界面设计及编程套用；第9章介绍套用GUI设计的小技巧；第10章介绍GUI的综合套用。《MATLAB R2008图形与动画编程实例教程》既可以作为MATLAB教学和GUI设计用书，也可以作为高等院校计算机科学与技术专业、信息科学与技术、多媒体与动画製作等专业的教材，还可以作为广大工程套用人员和开发人员的参考资料。

2009年4月

第1章 MATLAB及GUI的介绍1

1.1 MATLAB的概貌1

1.1.1 MATLAB的发展1

1.1.2 MATLAB的套用功能2

1.1.3 MATLAB的特点3

1.1.4 MATLAB功能演示6

1.2 MATLAB的启动与退出8

1.3 MATLAB的集成环境8

1.3.1 MATLAB的工作界面9

1.3.2 命令视窗10

1.3.3 历史命令视窗14

1.3.4 当前目录浏览器视窗14

1.3.5 工作空间浏览器视窗15

1.3.6 数组编辑器视窗17

1.3.7 M档案编辑视窗17

1.3.8 MATLAB搜寻路径18

1.4 MATLAB帮助系统19

1.4.1 帮助命令19

1.4.2 帮助视窗20

1.4.3 演示系统21

1.5 GUI图形界面概述22

1.5.1 GUI的基本概念22

1.5.2 GUI的层次结构22

1.5.3 利用GUIDE创建GUI23

1.5.4 利用编程创建GUI25

第2章 MATLAB的二维绘图27

2.1 二维绘图基本流程27

2.2 二维图形的基本绘图命令28

2.3 二维图形的修改33

2.3.1 坐标轴的调整33

2.3.2 添加或取消格线线38

2.3.3 坐标轴的名称39

2.3.4 图形标题39

2.3.5 文字在图形中显示40

2.3.6 图形的图例和颜色条42

2.3.7 函式绘图44

2.4 双Y轴绘图套用45

2.5 填充图形的绘製49

2.6 多坐标系绘图与图形视窗分割49

2.7 DataCursor工具51

2.8 绘製极坐标图形53

2.9 特殊二维图形的绘製54

2.9.1 阶梯曲线54

2.9.2 区域图55

2.9.3 机率分布图55

2.9.4 离散点图56

2.9.5 散点矩阵图57

2.9.6 离散数据绘图57

2.9.7 伪彩色图58

2.9.8 误差条图59

2.9.9 向量图59

2.9.10 柱状图62

2.9.11 饼图62

2.9.12 等高线图63

2.9.13 带形图64

2.10 手工绘图65

2.11 在工作空间直接绘图66

第3章 MATLAB的三维绘图69

3.1 三维基本绘图69

3.1.1 三维线图指令69

3.1.2 三维填充多边形图69

3.1.3 三维离散序列图71

3.1.4 三维立体圆球72

3.1.5 圆柱体图73

3.1.6 表面图74

3.1.7 立体切片图74

3.1.8 瀑布图77

3.2 曲面图77

3.2.1 平面格线坐标矩阵77

3.2.2 三维曲面图78

3.2.3 多峰函式84

3.3 特殊三维绘图84

3.3.1 三维散点图84

3.3.2 三维直方图85

3.3.3 三维等高线86

3.3.4 三维向量图86

3.3.5 三角网目图87

3.3.6 三维饼图88

3.4 三维图的透明、镂空、裁剪89

3.4.1 三维图的透视89

3.4.2 三维图的镂空90

3.4.3 三维图的裁剪91

3.5 三维图形进阶绘图功能92

3.5.1 视点处理92

3.5.2 色彩处理94

3.5.3 图像的旋转103

3.6 光照和材质处理103

3.6.1 光照处理103

3.6.2 材质处理105

第4章 MATLAB动画製作107

4.1 动画製作函式107

4.1.1 时间函式107

4.1.2 相机与视点111

4.2 动画类型115

4.2.1 程式动画与电影动画115

4.2.2 实时动画118

4.3 动画呈现方式121

4.3.1 质点运动轨迹呈现动画121

4.3.2 旋转颜色映像呈现动画122

4.4 AVI档案123

第5章 图像及图形的相关技术127

5.1 图像基本操作127

5.1.1 图像的简介127

5.1.2 图像的类别和显示128

5.1.3 图像读写130

5.1.4 8位和16点阵图像132

5.1.5 imshow函式134

5.1.6 显示多帧图像阵列135

5.1.7 纹理映射136

5.2 图形编辑功能137

5.2.1 图形视窗的工具条和选单137

5.2.2 二维图形的互动编辑举例139

5.3 捕获图形生成的图像档案141

5.4 基于图像的图形绘製142

5.4.1 图像的几何操作142

5.4.2 图像的图形化147

5.5 图形列印和导出介绍148

5.6 图形列印149

5.6.1 选单列印图形149

5.6.2 图形列印命令151

5.6.3 列印设定152

5.7 图形导出156

5.7.1 使用选单导出图形157

5.7.2 图形导出命令157

5.7.3 导出设定157

第6章 句柄式图形设计161

6.1 句柄式图形概述161

6.2 图形对象和句柄161

6.2.1 图形对象161

6.2.2 创建图形对象的底层函式162

6.2.3 图形对象的属性163

6.2.4 句柄与句柄操作163

6.3 句柄式图形父-子阶层关係163

6.3.1 图形对象164

6.3.2 annotation函式的使用方式166

6.3.3 注释对象166

6.3.4 群组对象168

6.4 对象属性168

6.4.1 根对象169

6.4.2 图形视窗对象171

6.4.3 坐标轴175

6.4.4 核心对象180

6.5 对象属性的操作192

6.5.1 创建图形对象193

6.5.2 对象属性的获取194

6.5.3 对象属性的继承操作196

6.5.4 对象操作套用举例198

第7章 图形化用户界面的设计201

7.1 打开MATLAB的GUI编辑器201

7.2 使用GUIDE建立GUI203

7.3 图形用户界面设计工具203

7.3.1 设定GUI的大小203

7.3.2 对齐对象204

7.3.3 选单编辑器206

7.3.4 M档案编辑器207

7.3.5 对象浏览器211

7.3.6 设定Tab顺序212

7.3.7 控制项前后位置的控制213

7.3.8 选择GUI选项214

7.4 OpeningFunction的建立217

7.5 Callback的建立218

7.6 控制项的属性设定219

7.6.1 共同使用的属性219

7.6.2 为一些特定的控制项设定属性220

7.6.3 Callback属性224

7.6.4 改变Tag属性225

7.6.5 改变Callback属性225

7.7 编辑一般选单226

7.7.1 建立主选单227

7.7.2 编辑选单命令228

7.7.3 编写Gridon与Gridoff选项的Callback230

7.7.4 编辑OpeningFcn231

7.7.5 执行GUI232

7.8 ContextMenus选单设计234

7.8.1 建立主ContextMenus选单234

7.8.2 建立ContextMenus主题选单234

7.8.3 建立主题选单的命令235

7.8.4 将ContextMenus选单附着于axes对象上236

7.8.5 执行GUI236

7.9 视窗设计237

7.9.1 公共视窗238

7.9.2 一般视窗242

7.10 图形用户界面的设计原则和步骤247

7.10.1 GUI的设计原则247

7.10.2 GUI设计的步骤248

第8章 图形用户界面的程式设计249

8.1 M档案相关操作249

8.1.1 利用handles结构数组共享数据249

8.1.2 M档案的函式和回响函式250

8.1.3 输入和输出参数252

8.1.4 其他相关函式252

8.2 handles管理GUI数据254

8.3 Modalfigure视窗256

8.3.1 Modalfigure视窗的套用256

8.3.2 Modalfigure视窗的删除256

8.3.3 Modalfigure视窗套用实例257

8.3.4 相关函式267

8.4 回响函式的类型269

8.4.1 图形对象共同的回响函式269

8.4.2 figures的回响属性269

8.4.3 指定控制项的回响函式270

8.4.4 添加回响函式270

8.4.5 回响函式选择270

8.5 中断回响函式271

8.5.1 监控中断271

8.5.2 事件伫列271

8.5.3 回响函式运行的事件处理272

8.5.4 相关函式272

8.6 GUIDE组件编程实例275

8.6.1 GUIDE组件属性275

8.6.2 按钮实例278

8.6.3 单选按钮实例280

8.6.4 複选框实例281

8.6.5 文本标籤实例283

8.6.6 可编辑文本框实例284

8.6.7 框架实例287

8.6.8 面板与按钮组实例288

8.6.9 滑动条实例290

8.6.10 下拉列表框实例292

8.6.11 列表框实例295

8.6.12 双位按钮实例298

8.6.13 坐标轴与ActiveX控制项299

第9章 GUI设计技巧301

9.1 在GUIDE中加入图案301

9.2 如何在MATLAB中显示图像302

9.3 图形及其对象的输出目标304

9.4 GUI视窗操作306

9.4.1 调用多个视窗画面306

9.4.2 多个视窗中的数据传递307

9.5 GUI一些功能的比较及GUIDE的测试307

9.5.1 ButtonDownFcn与Callback的比较307

9.5.2 CurrentCharacter与CurrentPoint的比较307

9.5.3 SelectionType套用312

9.5.4 GUIDE测试313

9.6 GUI一些函式的套用314

9.6.1 waitforbuttonpress函式使用314

9.6.2 指定Figure与Axes绘图314

9.6.3 使用btngroup函式建立工具列按钮316

9.7 GUI设计技巧的其他相关操作316

9.7.1 建立互动选取、移动、重新设定坐标轴大小316

9.7.2 一次设定或获得多个名称与属性值316

9.7.3 建立GUI动画Logo317

9.7.4 如何将视窗最大化317

9.7.5 MATLAB滑鼠控制319

9.7.6 图像的输出321

9.7.7 编辑【F1】键323

9.7.8 Listbox对象把当前工作目录内容载入到MATLAB工作空间323

9.7.9 群组化对象324

9.7.10 兼容性问题325

9.7.11 使用uitable建立可视化列表325

9.7.12 使用uiarray建立可视化数组配置位置326

9.7.13 使用uitree建立可视化树状列表328

9.7.14 调用Java组件329

9.7.15 OpenGL问题330

第10章 GUI设计的套用333

10.1 GUI设计在高等数学中的套用333

10.1.1 空间解析几何333

10.1.2 函式极限可视化337

10.1.3 多项式的曲线拟合340

10.1.4 计算二重积分344

10.2 GUI设计在大学物理中的套用348

10.2.1 碰撞运动348

10.2.2 气体分子运动速度分布律351

参考文献357