matlab实时动画制作

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1、第 1 页 /共 22 页1 绪论1.1引言1831 年 初 ， 一 名 男 子 名 为 约 瑟 夫 高 原 的 法 国 人 放 置 了 一 个 很 好 的 图 画 ， 根 据磁 盘 机 、 光 盘 机 ， 以 一 定 的 秩 序 播 放 。 这 样 一 台 机 器 和 一 个 窗 口 ， 可 以 用 来 观 看活 动 图 像 效 果 。 在 机 械 传 动 的 过 程 之 中 ， 与 旋 转 磁 盘 的 磁 盘 映 像 。 从 观 察 窗 观 看 ，图 片 就 会 运 动 起 来 ， 这 是 原 始 的 动 画 原 型 。随 着 历 史 脚 步 的 推 进 ， 我 们 已 经 能 将 动 画

2、 从 在 手 动 的 机 器 上 实 现 发 展 到 了 再 计算 机 上 实 现 了 。 在 过 去 的 一 百 八 十 年 中 我 们 的 动 画 技 术 越 近 成 熟 ， 它 已 经 发 展 成 了一 个 独 立 成 熟 的 行 业 。 到 如 今 ， 计 算 机 动 画 制 作 的 方 法 有 很 多 种 ， 我 们 最 常 用 的 就是 Flash 软 件 这 是 由 macromedia 公司推出的交互式矢量图和 Web 动画的标准。网页设计者使用 Flash 创作出既漂亮又可改变尺寸的导航界面以及其他奇特的效果。但是 Flash 是要用户自行绘图才能进行动画的制作，而很多函数的

3、图形是很难自己徒手画出来的，这样软件在数学领域是不适用的。计 算 机 动 画 ， 计 算 机 图 形 学 的 一 个 重 要 分 支 ， 其 应 用 领 域 十 分 广 泛 ， 包 括 电 影和 电 视 作 品 ， 电 子 游 戏 ， 可 视 化 仿 真 ， 科 研 ， 教 学 和 培 训 ， 工 业 设 计 ， 军 事 模 拟 ，过 程 控 制 ， 绘 画 ， 建 筑 等 上 。 即 使 在 电 脑 动 画 骨 科 及 创 伤 中 药 理 论 也 有 一 个 巨 大 的作 用 ， 特 别 是 与 中 医 手 法 复 位 方 法 使 用 电 脑 动 画 技 术 的 展 现 ， 为 学 生 提

4、供 一 个 良 好的 学 习 环 境 ， 并 能 实 现 临 床 实 习 的 效 果 。而 Matlab 软 件 ， 虽 然 它 是 特 殊 的 数 据 处 理 软 件 ， 但 它 有 一 个 1） 具 有 完 善 的图 形 处 理 功 能 ， 实 现 计 算 结 果 和 编 程 可 视 化 ; 2） 友 好 的 用 户 界 面 和 关 闭 的 数 学 表达 式 自 然 语 言 ， 它 是 容 易 学 习 和 掌 握 ; 3） 功 能 丰 富 的 应 用 工 具 中 ， 为 用 户 提 供 方便 ， 实 用 的 功 能 ， 如 处 理 工 具 。 在 MATLAB 环 境 中 ， 我 们 可

5、以 很 容 易 地 使 用MATLAB 原 函 数 图 形 的 速 度 。MATLAB 的 发 展 有 一 个 比 较 完 整 的 动 画 制 作 环 境 和 功 能 ， 通 过 动 画 ， 我 们 可 以更 好 地 了 解 每 个 属 性 的 特 点 和 变 化 的 函 数 。 这 一 次 ， 我 们 选 择 使 用 MATLAB 软件 的 帮 助 ， 我 们 将 实 现 在 电 脑 动 画 技 术 。第 2 页 /共 22 页1.2课题背景MATLAB（ Matrix Laboratory，即“矩阵实验室” ）是一套功能十分强大的工程计算及数值分析软件。目前，它已经成为世界上应用最广泛的工

6、程计算软件之一。在美国等发达国家的理工类大学里，M ATLAB 是大学生必须掌握的一种基本工具，而在国外的研究设计单位和工业部门，它更是研究和解决工程计算问题的一种标准软件，并被誉为工程技术人员必备软件之一。MATLAB 除了其主程序外，还含有 Simulink 动态系统仿真软件和 MATLAB 工具箱，这使其成为工程教学中最流行的计算机辅助设计和辅助教学软件之一，越来越多的理工科大学生、研究生和科学技术工作者正在学习和使用 MATLAB 语言，将其作为实现计算机数字仿真动画的计算机语言工具。MATLAB 动 画 ， 具 有 以 下 优 点 ：1） 易 于 使 用 的 编 程 语 言是 一 种

7、 解 释 性 语 言 ， 高 级 管 理 人 员 的 矩 阵 ， 其 中 包 含 的 报 表 控 件 ， 功 能 ， 结 构 ，数 据 输 入 和 输 出 ， 和 面 向 对 象 的 编 程 功 能 。 用 户 在 命 令 窗 口 中 ， 输 入 语 句 和 行 政 命令 将 同 步 ， 你 可 以 写 的 第 一 个 大 型 复 杂 的 应 用 （ M 文 件 ） ， 然 后 一 起 工 作 。 新 版本 的 语 言 是 基 于 最 流 行 的 基 础 的 VC + +语 言 ， 语 法 特 征 和 VC + +语 言 是 非 常 相 似的 ， 更 简 单 ， 更 符 合 科 学 和 技 术

8、 人 员 在 写 作 的 数 学 表 达 式 。 使 它 更 加 有 利 于 计 算 机专 业 人 员 。 和 语 言 的 可 移 植 性 ， 拓 展 性 强 ， 计 算 的 深 度 的 重 要 原 因 ， 所 有 领 域 的 科研 和 工 程 。2） 短 期 和 高 效 的 代 码语 言 的 基 本 单 位 的 数 据 矩 阵 ， 没 有 预 先 确 定 的 尺 寸 ， 功 能 ， 最 基 本 和 重 要 组 成部 分 ， 将 有 很 多 算 法 编 程 ， 大 量 库 函 数 的 数 学 问 题 解 决 许 多 问 题 工 具 箱 ， 只 要 熟 悉算 法 的 基 本 特 征 函 数 的

9、调 用 格 式 和 参 数 的 具 体 含 义 电 话 准 备 功 能 可 以 迅 速 解 决 的 许多 问 题 在 他 们 自 己 的 专 业 领 域 ， 不 用 花 很 多 时 间 达 到 常 规 算 法 ， 使 代 码 的 书 面 文 件是 一 个 简 单 的 和 短 期 的 ， 有 效 和 方 便 的 解 决 专 业 问 题 。3） 一 个 强 有 力 的 科 学 和 计 算 机 数 据 处 理 能 力是 一 组 包 含 了 大 量 的 计 算 算 法 。 它 拥 有 超 过 600 名 工 程 师 使 用 数 学 函 数 ， 可以 方 便 的 实 现 用 户 各 种 计 算 能 力

10、。 函 数 使 用 的 算 法 在 计 算 科 学 和 工 程 的 最 新 研 究 成果 ， 通 过 各 种 优 化 及 容 错 处 理 。 一 般 来 说 ， 你 可 以 用 它 来 取 代 底 层 编 程 语 言 （ 如 程序 使 用 编 程 将 大 大 减 少 工 作 量 计 算 的 需 求 。 集 函 数 ， 从 最 简 单 的 最 基 本 的 功 能 如 矩第 3 页 /共 22 页阵 的 特 征 向 量 复 杂 的 功 能 ， 快 速 傅 里 叶 变 换 功 能 可 以 解 决 这 个 问 题 ， 一 般 包 括 矩 阵运 算 、 线 性 方 程 组 的 程 序 求 解 微 分 方

11、 程 和 偏 微 分 方 程 ， 象 征 手 法 ， 傅 立 叶 变 换 和 分析 统 计 数 据 的 优 化 问 题 ， 工 程 稀 疏 矩 阵 的 运 算 ， 各 种 复 杂 运 算 ， 三 角 函 数 和 其 他 基本 算 术 ， 多 维 数 组 运 算 ， 图 形 建 模 与 动 态 仿 真 。4） 便 利 的 图 形 处 理 功 能使 用 很 方 便 的 图 形 ， 它 能 吸 引 各 种 各 样 的 图 形 ， 包 括 二 维 图 形 和 三 维 图 形 ， 图形 也 可 以 修 改 和 控 制 提 高 图 形 性 能 。 提 供 二 级 绘 图 操 作 ： 一 是 减 少 绘 图

12、 操 作 。 在 高层 次 的 图 形 操 作 ， 用 户 不 需 要 太 多 的 考 虑 图 的 细 节 ， 只 是 给 出 一 些 基 本 参 数 吸 引 图形 用 户 需 求 。 图 形 处 理 操 作 ， 用 户 可 以 在 口 袋 里 的 图 形 操 作 ， 图 像 表 现 为 用 户 创 造一 个 巨 大 的 ， 没 有 丝 毫 的 空 间 的 束 缚 。1.3 MATLAB 动 画 制 作 的 原 理动画是我们生活中离散静态图形的连续播放或快速利用人眼视觉是造成连续动态效果的感觉。动画，软件，根据这一原则，将准备处理图像的变化使动画。和软件是基于矩阵运算的工程科学计算软件，也不能

13、仅仅依靠图像编辑器可视化动画，但底部的元素的矩阵，逻辑，功能的变化 waixian 图形动画的实现。在环境中，每个图形元素是一个对象，每个对象都有一个对应的唯一标识符（手柄），每个对象都有一组特征的基础上，需要调整的性质反映的对象对象的属性，通过设置修改这些属性，用户可以调整的灵活性，改变图形对象。绘图的基本思路是，它实现的基本方法和原则的重要动画功能。常见的语句中修改处理图形对象的属性。基本语法：集（小时，“属性”，propertyvalue），那里是图形处理 Name 属性名称，属性值中的 propertyvalue，允许在一个声明在同一个图形处理许多不同的属性值设置。常用画图的功能界定的

14、根本性变化的元素的动画，基本语法：线（，），和坐标点数据。功能线处理共同的属性：颜色（颜色），代码（x 数据）ydata（Y 轴数据），zdata（Z 轴数据），erasemode（擦除模式），linestyle（线性），标记（点式），markersize（大小），可见（能见度）等。画线功能的运动点，循环体巧妙结合，设置功能设置特性线处理清除，你可以创造惊人的动画。动画是一个非常有用的功能：旋转，其功能是实现旋转的句柄图形中，基本语法：旋转（小时， Z ， Z 阿尔法），那里是旋转中心轴的旋转角，阿尔法。旋转功能实现动画往往第 4 页 /共 22 页与函数，它可以在循环体中“击败”来处理图形和

15、播放在周期体外电影功能将得到的图形，这种做法有点像照相机拍摄的照片数量动态投影从动画。1.4课题研究的方法在 MATLAB 中的动画设计，如何制作动画，更常用的方法，手段：改变一个参数的图形，产生一组动画; A3 三维图形，并不断改变其角度，让一组图像;3 D 图形旋转，也可以让在 MATLAB 组动画，图形的颜色变化，也可以产生不同的动画效果等。目前MATLAB 动画有四个主要方面：1 到粒子的运动方式呈现动画轨迹。这是最简单的动画生成方法，其原理是创建一个粒子沿着弧形轨迹移动操纵动画的议案。基本方法是：使用彗星或彗星来描述粒子的运动轨迹。2 要旋转的彩色图像方式呈现动画。使用这种方法来实现

16、动画必须使用 spinmap 的功能来实现动画。然而，在这样一种方式的缺陷是非常明显的，它需要系统屏幕颜色颜色质量只能应用于表 256 个颜色，否则是无法看到的动画效果。因此，我们很少用这种方式来实现动画。3movie 模式。这是中存储的图片，然后将这些图片显示多个图像的方式。此方法是根据 Flash 软件用来实现动画做的原则，但它的缺点是需要更多的内存，保留所有图片。基本的使用方法如下：1）的 getFrame 抓取图形动画图像（通常使用语句）;2）电影放映。的对象 4method。在 MATLAB 处理图像，可以改变形象，而不改变背景图案。是不是能够产生复杂的动画。1）计算活动对象的新位置，并在新的位置，它显示;2）删除原来的位置原来的对象，刷新屏幕;3）重复步骤 1,2。1.5论文构成本文分为三个部分：第一部分：绪论简要介绍了 MATLAB 动画制作的背景知识和方法；第二部分：详细介绍 MATLAB 制作动画的基础知识和制作步骤；第三部分：分析实例；第 5 页 /共 22 页第 6 页 /共 22 页2