MATLAB中的動(dòng)畫設(shè)計(jì)

MATLAB中的動(dòng)畫設(shè)計(jì)

同濟(jì)大學(xué)2021/5/91MATLAB中的動(dòng)畫設(shè)計(jì)電影動(dòng)畫擦除動(dòng)畫3質(zhì)點(diǎn)動(dòng)畫122021/5/92MATLAB中的動(dòng)畫設(shè)計(jì)——質(zhì)點(diǎn)動(dòng)畫1、質(zhì)點(diǎn)動(dòng)畫產(chǎn)生一個(gè)順著曲線軌跡運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)來操作使用comet、comet3函數(shù)最簡單的動(dòng)畫產(chǎn)生方式2021/5/93MATLAB中的動(dòng)畫設(shè)計(jì)——質(zhì)點(diǎn)動(dòng)畫step1：求解出質(zhì)點(diǎn)完整的運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)x，y和zstep2：使用comet或者comet3直接繪制動(dòng)點(diǎn)設(shè)計(jì)步驟2021/5/94MATLAB中的動(dòng)畫設(shè)計(jì)——質(zhì)點(diǎn)動(dòng)畫【例1】質(zhì)點(diǎn)繞圓軌跡運(yùn)動(dòng)%使用函數(shù)comet建立質(zhì)點(diǎn)繞圓運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫cleart=linspace(0,2*pi,10000);x=cos(t);y=sin(t);plot(x,y);%以便比較comet是否跟著軌跡走axissquare;holdon;comet(x,y,0.03)2021/5/95MATLAB中的動(dòng)畫設(shè)計(jì)——質(zhì)點(diǎn)動(dòng)畫【例2】質(zhì)點(diǎn)繞螺旋軌跡運(yùn)動(dòng)%使用函數(shù)comet3建立質(zhì)點(diǎn)繞圓運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫cleart=0:pi/500:10*pi;plot3(sin(t),cos(t),t)axissquare;%holdon;comet3(sin(t),cos(t),t,0.5)2021/5/96MATLAB中的動(dòng)畫設(shè)計(jì)——質(zhì)點(diǎn)動(dòng)畫【例3】平拋運(yùn)動(dòng)%平拋運(yùn)動(dòng)clearvx=40;t=0:0.01:10;x=vx*t;y=-9.8*t.^2/2;comet(x,y)2021/5/97MATLAB中的動(dòng)畫設(shè)計(jì)——質(zhì)點(diǎn)動(dòng)畫【例4】導(dǎo)彈發(fā)射%導(dǎo)彈發(fā)射vx=100*cos(1/4*pi);vy=100*sin(1/4*pi);t=0:0.001:15;x=vx*t;y=vy*t-9.8*t.^2/2;comet(x,y)2021/5/98MATLAB中的動(dòng)畫設(shè)計(jì)——電影動(dòng)畫2、電影動(dòng)畫從不同的視角拍下一系列對(duì)象的圖形，并保存到變量中，然后按照一定的順序像電影一樣播放。使用getframe、movie函數(shù)。getframe函數(shù)可以捕捉動(dòng)畫幀，并保存到矩陣中。該函數(shù)的主要格式有：(1)F=gefframe，從當(dāng)前圖形框中得到動(dòng)畫幀(2)F=gefframe(h)，從圖形句柄h中得到動(dòng)畫幀(3)F=getframe(h，rect)，從圖形句柄h的指定區(qū)域rec中得到動(dòng)畫幀當(dāng)創(chuàng)建了一系列動(dòng)畫幀后，可利用movie函數(shù)播放這些動(dòng)畫幀。該函數(shù)的主要格式有：(1)movie(M)，將矩陣M中的動(dòng)畫幀播放一次(2)movie(M,n)，將矩陣M中的動(dòng)畫幀播放n次(3)movie(M,n,fps)，將矩陣M中的動(dòng)畫幀以每秒fps幀的速度播放n次2021/5/99MATLAB中的動(dòng)畫設(shè)計(jì)——電影動(dòng)畫step1：調(diào)用getframe函數(shù)生成每個(gè)幀。該函數(shù)返回一個(gè)列矢量，利用這個(gè)矢量，就可以創(chuàng)建一個(gè)電影動(dòng)畫矩陣。step2：調(diào)用movie函數(shù)按照指定的速度和次數(shù)運(yùn)行該電影動(dòng)畫。step3：調(diào)用movie2avi函數(shù)可以將矩陣中的一系列動(dòng)畫幀轉(zhuǎn)換成avi視頻文件。這樣，即使脫離了matlab環(huán)境也可播放動(dòng)畫。程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟2021/5/910MATLAB中的動(dòng)畫設(shè)計(jì)——電影動(dòng)畫【例5】繞Z軸旋轉(zhuǎn)的peak動(dòng)畫%繞Z軸旋轉(zhuǎn)的Peak動(dòng)畫[X,Y,Z]=peaks(30);surf(X,Y,Z);set(gca,'visible','off');colormap(hot)shadinginterp%記錄電影fori=1:15view(-45+15*(i-1),30)%視角的改變m(:,i)=getframe;%抓取畫面值endmovie(m)%播放畫面2021/5/911MATLAB中的動(dòng)畫設(shè)計(jì)——擦除動(dòng)畫3、擦除動(dòng)畫使用Matlab的繪圖函數(shù)不斷重復(fù)繪制圖形對(duì)象，重繪過程中遞增式地改變圖形對(duì)象位置將產(chǎn)生動(dòng)畫效果。使用drawnow命令；設(shè)置擦除模式（EraseMode）。最常用的動(dòng)畫設(shè)計(jì)方式。Matlab的圖形繪制函數(shù)允許采用不同的擦除模式來擦除原來的對(duì)象，不同的擦除模式將產(chǎn)生不同的動(dòng)畫效果。擦除模式是通過沒置“EraseMode”屬性來完成的，一共有三種擦除模式：（1）none：重新繪制圖形對(duì)象時(shí)不擦除原來的對(duì)象，這種模式可動(dòng)態(tài)演示圖形的生成過程，如曲線和旋轉(zhuǎn)曲線的生成過程。（2）background：在重新繪制圖形對(duì)象之前。用背景色重繪對(duì)象來達(dá)到擦除原來圖形對(duì)象的目的。該模式會(huì)擦除任何對(duì)象和它下面的任何圖形。（3）Xor：在重新繪制圖形對(duì)象之前，只擦除原來的對(duì)象，不會(huì)擦除其他對(duì)象或圖形。這種模式能產(chǎn)生圖形對(duì)象移動(dòng)的效果。2021/5/912MATLAB中的動(dòng)畫設(shè)計(jì)——擦除動(dòng)畫step1：設(shè)置重繪對(duì)象的擦除模式'EraseMode'模式step2：在循環(huán)語句中使用set更改圖形的xdata,ydata和zdata等坐標(biāo)數(shù)據(jù)。step3：使用darwnow命令刷新屏幕程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟set(h,'erasemode',erasemode)%h是需要執(zhí)行動(dòng)畫圖像的句柄，一般都是由line或者plot創(chuàng)建fori=1:nset(h,'xdata',xdata,'ydta',ydata)%更新圖像的坐標(biāo)數(shù)據(jù)drownnow%刷新屏幕end2021/5/913MATLAB中的動(dòng)畫設(shè)計(jì)——擦除動(dòng)畫【例6】隨時(shí)間衰減的正弦函數(shù)%隨時(shí)間衰減的正弦函數(shù)t=0:0.005:10*pi;%產(chǎn)生曲線并用xor方式抹去舊曲線h=plot(t,sin(2*t).*exp(-t/5),'EraseMode','xor');set(gcf,'Position',[450,350,350,250])fori=1:200y=sin(2*t+i/10).*exp(-t/5);set(h,'yda