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字号:
<html>
<head>
<title>Readme for MATLAB Notebook</title>
<meta NAME="GENERATOR" CONTENT="Internet Assistant for Microsoft Word 2.0z">
</head>
<body>
<p>
<center><b><font SIZE="5" FACE="标楷体">M</font><font SIZE="4" FACE="标楷体">ATLAB</font><font SIZE="5" FACE="标楷体">
</font><font SIZE="5" FACE="标楷体">程式设计与应用</font></b></center>
<p>
<center><font SIZE="4" FACE="标楷体">张智星<br>
</font></center>
<h1><b><font SIZE="4" FACE="标楷体">3.</font><font SIZE="4" FACE="标楷体">基本</font><font SIZE="4" FACE="标楷体">XYZ</font><font SIZE="4" FACE="标楷体">立体绘图命令
<br>
</font></b></h1>
<p>
<font FACE="标楷体">在科学目视表示（</font><font FACE="标楷体">Scientific
visualization</font><font FACE="标楷体">）中，三度空间的立体图是一个非常重要的技巧。本章将介绍</font><font FACE="标楷体">MATLAB</font><font FACE="标楷体">基本</font><font FACE="标楷体">XYZ</font><font FACE="标楷体">三度空间的各项绘图命令。
<br>
</font>
<p>
<font FACE="标楷体">mesh</font><font FACE="标楷体">和</font><font FACE="标楷体">plot</font><font FACE="标楷体">是三度空间立体绘图的基本命令，</font><font FACE="标楷体">mesh</font><font FACE="标楷体">可画出立体网状图，</font><font FACE="标楷体">plot</font><font FACE="标楷体">则可画出立体曲面图，两者产生的图形都会依高度而有不同颜色。下列命令可画出由函数<img SRC="IMG00001.GIF" tppabs="http://166.111.167.223/computer/cai/matlab/IMG00001.GIF" WIDTH="86" HEIGHT="23">形成的立体网状图</font><font FACE="标楷体">:
<br>
</font>
<p>
<a NAME="INPUT_50"><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">x=linspace(-2,
2, 25); % </font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">在</font><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">x</font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">轴上取</font><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">25</font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">点</font></a>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">y=linspace(-2,
2, 25); % </font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">在</font><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">y</font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">轴上取</font><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">25</font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">点</font>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">[xx,yy]=meshgrid(x,
y); % xx</font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">和</font><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">yy</font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">都是</font><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">21x21</font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">的矩阵</font>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2);
% </font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">计算函数值，</font><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">zz</font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">也是</font><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">21x21</font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">的矩阵</font>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">mesh(xx, yy,
zz); % </font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">画出立体网状图</font><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">
</font></tt><font SIZE="2"> </font>
<p>
<a NAME="OUTPUT_50"><img SRC="IMG00002.GIF" tppabs="http://166.111.167.223/computer/cai/matlab/IMG00002.GIF" WIDTH="382" HEIGHT="286"><tt><font SIZE="2" COLOR="#0000FF" FACE="Courier New">
</font></tt></a><font SIZE="2"> <br>
</font>
<p>
<font FACE="标楷体">surf</font><font FACE="标楷体">和</font><font FACE="标楷体">mesh</font><font FACE="标楷体">的用法类似：
<br>
</font>
<p>
<a NAME="INPUT_77"><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">x=linspace(-2,
2, 25); % </font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">在</font><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">x</font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">轴上取</font><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">25</font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">点</font></a>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">y=linspace(-2,
2, 25); % </font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">在</font><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">y</font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">轴上取</font><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">25</font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">点</font>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">[xx,yy]=meshgrid(x,
y); % xx</font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">和</font><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">yy</font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">都是</font><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">21x21</font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">的矩阵</font>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2);
% </font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">计算函数值，</font><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">zz</font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">也是</font><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">21x21</font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">的矩阵</font>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">surf(xx, yy,
zz); % </font></tt><font SIZE="2" COLOR="#008000">画出立体曲面图</font><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">
</font></tt><font SIZE="2"> </font>
<p>
<a NAME="OUTPUT_77"><img SRC="IMG00003.GIF" tppabs="http://166.111.167.223/computer/cai/matlab/IMG00003.GIF" WIDTH="382" HEIGHT="286"><tt><font SIZE="2" COLOR="#0000FF" FACE="Courier New">
</font></tt></a><font SIZE="2"> <br>
<br>
</font>
<p>
<font FACE="标楷体">为了方便测试立体绘图，</font><font FACE="标楷体">MATLAB</font><font FACE="标楷体">提供了一个</font><font FACE="标楷体">peaks</font><font FACE="标楷体">函数，可产生一个凹凸有致的曲面，包含了三个局部极大点及三个局部极小点，其方程式为：</font>
<p>
<img SRC="IMG00004.GIF" tppabs="http://166.111.167.223/computer/cai/matlab/IMG00004.GIF" WIDTH="388" HEIGHT="42">
<p>
<font FACE="标楷体">要画出此函数的最快方法即是直接键入</font><font FACE="标楷体">peaks</font><font FACE="标楷体">：
<br>
</font>
<p>
<a NAME="INPUT_78"><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">peaks
</font></tt></a><font SIZE="2"> </font>
<p>
<a NAME="OUTPUT_78"><tt><font SIZE="2" COLOR="#0000FF" FACE="Courier New">
</font></tt></a>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#0000FF" FACE="Courier New">z = 3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2)
- (y+1).^2) ... </font></tt>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#0000FF" FACE="Courier New"> - 10*(x/5
- x.^3 - y.^5).*exp(-x.^2-y.^2) ... </font></tt>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#0000FF" FACE="Courier New"> - 1/3*exp(-(x+1).^2
- y.^2) </font></tt>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#0000FF" FACE="Courier New"> </font></tt>
<p>
<img SRC="IMG00005.GIF" tppabs="http://166.111.167.223/computer/cai/matlab/IMG00005.GIF" WIDTH="382" HEIGHT="286"><font SIZE="2"> <br>
</font>
<p>
<font FACE="标楷体">我们亦可对</font><font FACE="标楷体">peaks</font><font FACE="标楷体">函数取点，再以各种不同方法进行绘图。</font><font FACE="标楷体">meshz</font><font FACE="标楷体">可将曲面加上围裙：
<br>
</font>
<p>
<a NAME="INPUT_80"><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">[x,y,z]=peaks;</font></tt></a>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">meshz(x,y,z);</font></tt>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">axis([-inf inf
-inf inf -inf inf]); </font></tt>
<p>
<a NAME="OUTPUT_80"><img SRC="IMG00006.GIF" tppabs="http://166.111.167.223/computer/cai/matlab/IMG00006.GIF"><tt><font SIZE="2" COLOR="#0000FF" FACE="Courier New">
</font></tt></a><font SIZE="2"> <br>
</font>
<p>
<font FACE="标楷体">waterfall</font><font FACE="标楷体">可在</font><font FACE="标楷体">x</font><font FACE="标楷体">方向或</font><font FACE="标楷体">y</font><font FACE="标楷体">方向产生水流效果：
<br>
</font>
<p>
<a NAME="INPUT_81"><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">[x,y,z]=peaks;</font></tt></a>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">waterfall(x,y,z);</font></tt>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">axis([-inf inf
-inf inf -inf inf]); </font></tt>
<p>
<a NAME="OUTPUT_81"><img SRC="IMG00007.GIF" tppabs="http://166.111.167.223/computer/cai/matlab/IMG00007.GIF" WIDTH="382" HEIGHT="286"><tt><font SIZE="2" COLOR="#0000FF" FACE="Courier New">
</font></tt></a><font SIZE="2"> <br>
</font>
<p>
<font FACE="标楷体">下列命令产生在</font><font FACE="标楷体">y</font><font FACE="标楷体">方向的水流效果：
<br>
</font>
<p>
<a NAME="INPUT_82"><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">[x,y,z]=peaks;</font></tt></a>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">waterfall(x',y',z');</font></tt>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">axis([-inf inf
-inf inf -inf inf]); </font></tt><font SIZE="2"> </font>
<p>
<a NAME="OUTPUT_82"><img SRC="IMG00008.GIF" tppabs="http://166.111.167.223/computer/cai/matlab/IMG00008.GIF" WIDTH="382" HEIGHT="286"><font SIZE="2"> </font></a><font SIZE="2">
<br>
</font>
<p>
<font FACE="标楷体">meshc</font><font FACE="标楷体">同时画出网状图与等高线：
<br>
</font>
<p>
<a NAME="INPUT_85"><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">[x,y,z]=peaks;</font></tt></a>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">meshc(x,y,z);
</font></tt>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">axis([-inf inf
-inf inf -inf inf]); </font></tt><font SIZE="2"> </font>
<p>
<a NAME="OUTPUT_85"><img SRC="IMG00009.GIF" tppabs="http://166.111.167.223/computer/cai/matlab/IMG00009.GIF" WIDTH="382" HEIGHT="286"><tt><font SIZE="2" COLOR="#0000FF" FACE="Courier New">
</font></tt></a><font SIZE="2"> <br>
</font>
<p>
<font FACE="标楷体">surfc</font><font FACE="标楷体">同时画出曲面图与等高线：
<br>
</font>
<p>
<a NAME="INPUT_90"><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">[x,y,z]=peaks;</font></tt></a>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">surfc(x,y,z);
</font></tt>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">axis([-inf inf
-inf inf -inf inf]); </font></tt><font SIZE="2"> </font>
<p>
<a NAME="OUTPUT_90"><img SRC="IMG00010.GIF" tppabs="http://166.111.167.223/computer/cai/matlab/IMG00010.GIF" WIDTH="382" HEIGHT="286"><tt><font SIZE="2" COLOR="#0000FF" FACE="Courier New">
</font></tt></a><font SIZE="2"> <br>
</font>
<p>
<font FACE="标楷体">contour3</font><font FACE="标楷体">画出曲面在三度空间中的等高线：
<br>
</font>
<p>
<a NAME="INPUT_89"><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">contour3(peaks,
20);</font></tt></a>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">axis([-inf inf
-inf inf -inf inf]); </font></tt><font SIZE="2"> </font>
<p>
<a NAME="OUTPUT_89"><img SRC="IMG00011.GIF" tppabs="http://166.111.167.223/computer/cai/matlab/IMG00011.GIF" WIDTH="382" HEIGHT="286"><tt><font SIZE="2" COLOR="#0000FF" FACE="Courier New">
</font></tt></a><font SIZE="2"> <br>
</font>
<p>
<font FACE="标楷体">contour</font><font FACE="标楷体">画出曲面等高线在</font><font FACE="标楷体">XY</font><font FACE="标楷体">平面的投影：
<br>
</font>
<p>
<a NAME="INPUT_91"><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">contour(peaks,
20); </font></tt></a><font SIZE="2"> </font>
<p>
<a NAME="OUTPUT_91"><img SRC="IMG00012.GIF" tppabs="http://166.111.167.223/computer/cai/matlab/IMG00012.GIF" WIDTH="382" HEIGHT="286"><tt><font SIZE="2" COLOR="#0000FF" FACE="Courier New">
</font></tt></a><font SIZE="2"> <br>
</font>
<p>
<font FACE="标楷体">plot3</font><font FACE="标楷体">可画出三度空间中的曲线：
<br>
</font>
<p>
<a NAME="INPUT_86"><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">t=linspace(0,20*pi,
501);</font></tt></a>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">plot3(t.*sin(t),
t.*cos(t), t); </font></tt><font SIZE="2"> </font>
<p>
<a NAME="OUTPUT_86"><img SRC="IMG00013.GIF" tppabs="http://166.111.167.223/computer/cai/matlab/IMG00013.GIF" WIDTH="382" HEIGHT="286"><font SIZE="2"> </font></a><font SIZE="2">
<br>
</font>
<p>
<font FACE="标楷体">亦可同时画出两条三度空间中的曲线：<br>
</font>
<p>
<a NAME="INPUT_87"><tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">t=linspace(0,
10*pi, 501);</font></tt></a>
<p>
<tt><font SIZE="2" COLOR="#008000" FACE="Courier New">plot3(t.*sin(t),
t.*cos(t), t, t.*sin(t), t.*cos(t), -t); </font></tt>
<p>
<a NAME="OUTPUT_87"><img SRC="IMG00014.GIF" tppabs="http://166.111.167.223/computer/cai/matlab/IMG00014.GIF" WIDTH="382" HEIGHT="286"><font SIZE="2"> </font></a><font SIZE="2">
<br>
<br>
</font>
</body>
</html>
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