Основи графічної візуалізації обчислень
В
Особливості графіки системи MATLAB
В· Побудова графіка функцій однієї змінної
В· Побудова графіків точками і відрізками прямих
В· Графіки в логарифмічному і напівлогарифмічному масштабі
В· Гістограми та діаграми
В· Графіки спеціальних типів
В· Створення масивів даних для тривимірної графіки
В· Побудова графіків тривимірних поверхонь, перетинів і контурів
В· Засоби управління підсвічуванням і оглядом фігур
В· Засоби оформлення графіків
В· Одночасне виведення декількох графіків
В· Управління палітрою кольорів
В· Забарвлення тривимірних поверхонь
В· Двовимірні і тривимірні графічні об'єкти
Основні відмітні риси графіки MATLAB
В· істотно покращений інтерфейс графічних вікон;
В· введення нової панелі інструментів Camera для інтерактивного зміни умов видимості об'єкта;
В· розширені можливості форматування графіки;
В· можливість створення графіки в окремих вікнах;
В· можливість виведення декількох графічних вікон;
В· можливість переміщення вікон по екрану і зміни їх розмірів;
В· можливість переміщення області графіки усередині графічного вікна;
В· завдання різних координатних систем і осей;
В· високу якість графіки;
В· широкі можливості використання кольору;
В· легкість встановлення графічних ознак - атрибутів;
В· зняття обмежень на число кольорів;
В· велика кількість параметрів команд графіки;
В· можливість отримання природно виглядаючих тривимірних фігур та їх поєднань;
В· простота побудови тривимірних графіків з їх проекцією на площину;
В· можливість побудови перерізів тривимірних постатей і поверхонь площинами;
В· функціональна багатобарвна і напівтонова забарвлення;
В· можливість імітації світлових ефектів при висвітленні постатей точковим джерелом світла;
В· можливість створення анімаційної графіки;
В· можливість створення об'єктів для типового інтерфейсу користувача.
Побудова графіка функцій однієї змінної
У режимі безпосередніх обчислень доступні практично всі можливості системи. Широко використовується побудова графіків різних функцій, що дають наочне уявлення про їх поведінку в широкому діапазоні зміни аргументу. При цьому графіки будуються в окремих масштабованих і переміщуваних вікнах. br/>В
Розглянемо найпростіший приклад - побудова графіка синусоїди. MATLAB будує графіки функцій по ряду точок, поєднуючи їх відрізками прямих, тобто здійснюючи лінійну інтерполяцію функції в інтервалі між суміжними точками. Задамо інтервал зміни аргументу x від 0 до 10 з кроком 0.1. Для побудови графіка досить спочатку поставити вектор х = 0:0.1:10, а потім використовувати команду побудови графіків plot (sin (x)). p> Вектор x задає інтервал зміни незалежної змінної від 0 до 10 с кроком 0.1. Функція plot будує не істинний графік функції sin (x), а лише заданий числом елементів вектора x число точок. Ці точки потім просто з'єднуються відрізками прямих, тобто здійснюється кусково-лінійна інтерполяція даних графіка. При 100 точках отримана крива оком сприймається як цілком плавна, але при 10 - 20 точках вона буде виглядати складається з відрізків прямих. p> MATLAB будує графіки в окремих вікнах, званих графічними вікнами. У головному меню вікна команди пункту меню Tools (Інструменти), дозволяють вивести або приховати інструментальну панель. Засоби цієї панелі дозволяють легко керувати параметрами графіків і наносити на них текстові коментарі в будь-якому місці. p> Побудова в одному вікні графіків декількох функцій
В
Побудуємо графіки відразу трьох функцій: sin (x), cos (x) і sin (x)/х. Перш за все, відзначимо, що ці функції можуть бути позначені змінними, що не мають явної вказівки аргументу у вигляді у (x):
>> y1 = sin (x); y2 = cos (x); y3 = sin (x)/x;
Така можливість обумовлена ​​тим, що ці змінні є векторами - як і мінлива x. Тепер можна використовувати одну з ряду форм команди
plot: plot (a1, f1, a2, f2, a3, f3, ...). br/>
де a1, a2, a3, ... - вектори аргументів функцій, а f1, f2, f3, ... - Вектори значень функцій, графіки яких будуються в одному вікні. У нашому випадку для побудови графіків зазначених функцій ми повинні записати наступне:
>> plot (x, y1, x, y2, x, y3)
В
Можна очікувати, що MATLAB в цьому випадку побудує, як звичайно, точки графіків цих функцій і з'єднає їх відрізками ліній. Але, якщо ми виконаємо ці команди, то ніякого графіку не отримаємо взагалі. Не виключений навіть збій у роботі програми. Причина цього казусу виникне при обчисленні функції y3 = sin (x)/x, якщо x являє собою масив (вектор), то не можна використову...
