本書通過大量的具體實例,詳細闡述MATLAB 2013在數(shù)值計算、矩陣運算、數(shù)組運算、符號運算、程序設計與開發(fā)、二維圖形繪制、三維圖形繪制、句柄圖形體系、動畫制作、圖形用戶界面、微分方程求解等方面的功能及應用等內容。
MATLAB是美國MathWorks公司于1984年推出的針對矩陣運算的高級計算機語言,經(jīng)過不斷發(fā)展,目前已經(jīng)成為國際公認的最優(yōu)秀的科技應用軟件之一。MATLAB集數(shù)值計算、符號計算和可視化等功能于一身,具有很強的開放性,可在其平臺上開發(fā)功能不同的專用工具箱。MATLAB的這些特點使它成為應用計算機輔助分析、設計、仿真和教學不可缺少的軟件,并在生物醫(yī)學工程、信號分析、語音處理、圖像識別、航天工程、航海工程、統(tǒng)計分析和計算機技術等不同領域得到廣泛應用。
本書通過大量的具體實例,系統(tǒng)地介紹MATLAB 2013在各種實際工作中常用的數(shù)據(jù)可視化技術與圖形處理功能。
全書共10章,第1章 MATLAB應用基礎;第2章 MATLAB的計算功能;第3章 MATLAB的二維圖形功能;第4章 MATLAB的程序設計;第5章 MATLAB的三維圖形功能;第6章 MATLAB的句柄圖形;第7章 MATLAB的動畫功能;第8章 MATLAB的圖形用戶界面;第9章 基于GUIDE的圖形用戶界面;第10章MATLAB的微分方程求解。
本書采用由淺入深、循序漸進的闡述方式,以幫助初學者盡快入門;在結構上力求全面系統(tǒng)地介紹MATLAB的可視化與圖形處理功能,以方便不同領域的讀者引用與參考;在各部分具體內容編排上則有所取舍、重點突出,側重介紹工程實際中的常用指令格式及功能;全書在例題編寫上精心構思、具體全面、難度適中,以利于有效提高讀者應用MATLAB解決實際問題的能力。
閱讀本書能使初學者盡快掌握應用MATLAB解決不同領域的數(shù)據(jù)可視化與圖形處理方面的實際問題。對于有一定MATLAB應用基礎的讀者,詳細研讀本書的具體實例,則能事半功倍、提高應用MATLAB解決各種圖形處理與可視化問題的水平與能力。
本書第1章~第4章及附錄由薛世峰編寫,第5章~第10章由周博編寫。
由于MATLAB內容豐富,筆者水平與經(jīng)驗有限,書中難免存在錯誤或不妥之處,敬請廣大讀者批評與指正。歡迎各行業(yè)讀者針對MATLAB的功能及應用的各種具體實際問題,與筆者探討。
周博薛世峰2015年7月于中國石油大學(華東)
第1章MATLAB的應用基礎
1.1操作桌面
1.1.1操作桌面簡介
1.1.2操作桌面的布局調整
1.1.3路徑的設置
1.1.4文字樣式的設置
1.2指令窗口的應用
1.2.1算術運算
1.2.2表達式運算
1.2.3函數(shù)的繪圖
1.2.4數(shù)值顯示格式
1.2.5功能標點符
1.2.6常用控制指令
1.3歷史指令窗口的應用
1.3.1主要功能介紹
1.3.2指令實錄指令
1.4Workspace窗口的應用
1.4.1Workspace窗口簡介
1.4.2內存變量的指令操作
1.4.3數(shù)據(jù)的文件存取
1.5習題
第2章MATLAB的計算功能
2.1MATLAB的數(shù)組運算
2.1.1低維數(shù)組的建立
2.1.2數(shù)組的函數(shù)運算
2.1.3數(shù)組的算術運算
2.1.4高維數(shù)組
2.2MATLAB的向量運算
2.2.1向量的加運算
2.2.2向量的減運算
2.2.3向量的點積運算
2.2.4向量的叉積運算
2.3MATLAB的矩陣運算
2.3.1矩陣的基本運算
2.3.2矩陣的操作運算
2.3.3矩陣的分解運算
2.3.4矩陣的特征值分析
2.4MATLAB的多項式運算
2.4.1多項式的建立
2.4.2多項式的值與根
2.4.3多項式的乘、除法
2.4.4多項式的微分
2.5MATLAB的符號運算
2.5.1符號對象的建立
2.5.2符號表達式的操作
2.5.3符號微分運算
2.5.4符號積分運算
2.6習題
第3章MATLAB的二維圖形功能
3.1直角坐標系下的曲線圖
3.1.1直角坐標曲線圖
3.1.2坐標軸屬性的設置
3.1.3圖形標識的設置
3.1.4圖例說明的添加
3.1.5圖形窗口的操作
3.2特殊坐標系下的曲線圖
3.2.1雙對數(shù)坐標曲線圖
3.2.2單對數(shù)橫坐標曲線圖
3.2.3單對數(shù)縱坐標曲線圖
3.2.4極坐標曲線圖
3.2.5雙坐標曲線圖
3.3實用繪圖功能
3.3.1函數(shù)繪圖
3.3.2簡易繪圖
3.3.3疊加繪圖
3.3.4添加曲線
3.3.5交互繪圖
3.4特殊平面圖形(一)
3.4.1二維條形圖
3.4.2二維餅圖
3.4.3二維彗星圖
3.4.4二維散點圖
3.4.5階梯圖
3.4.6矩陣子散點圖
3.4.7二維填充圖
3.5特殊平面圖形(二)
3.5.1二維火柴桿圖
3.5.2羅盤圖
3.5.3二維箭圖
3.5.4羽毛圖
3.5.5玫瑰圖
3.5.6面積圖
3.6習題
第4章MATLAB的程序設計
4.1MATLAB的程序文件
4.1.1M文件簡介
4.1.2腳本文件
4.1.3函數(shù)文件
4.2參數(shù)控制、全局變量和關系表達式
4.2.1函數(shù)文件的參數(shù)控制
4.2.2全局變量的使用
4.2.3關系表達式
4.3程序結構
4.3.1順序結構
4.3.2分支結構
4.3.3循環(huán)結構
4.4程序流程控制
4.4.1循環(huán)控制
4.4.2轉換控制
4.4.3輸入控制
4.4.4暫?刂
4.5習題
第5章MATLAB的三維圖形功能
5.1空間曲線圖形
5.1.1繪制空間曲線
5.1.2添加空間曲線
5.1.3空間坐標軸屬性
5.1.4空間圖形的視角
5.1.5空間圖形的旋轉
5.2空間曲面圖形
5.2.1空間網(wǎng)格圖
5.2.2空間網(wǎng)面圖
5.2.3三角形空間網(wǎng)格圖
5.2.4三角形空間網(wǎng)面圖
5.2.5等高線圖
5.2.6帶等高線的空間網(wǎng)格圖
5.2.7帶等高線的空間網(wǎng)面圖
5.3空間圖形的修飾(一)
5.3.1設置背景顏色
5.3.2設置圖形顏色
5.3.3添加顏色標尺
5.3.4設置著色方式
5.3.5設置照明屬性
5.3.6設置照明模式
5.4空間圖形的修飾(二)
5.4.1設置材質屬性
5.4.2圖形的透視
5.4.3圖形的透明度
5.4.4圖形的鏤空
5.4.5圖形的裁切
5.5簡易空間繪圖
5.5.1簡易空間曲線圖
5.5.2簡易空間網(wǎng)格圖
5.5.3帶等高線的簡易空間網(wǎng)格圖
5.5.4簡易空間網(wǎng)面圖
5.5.5帶等高線的簡易空間網(wǎng)面圖
5.6特殊空間圖形(一)
5.6.1空間條形圖
5.6.2空間餅圖
5.6.3柱面圖
5.6.4三維彗星圖
5.6.5帶狀圖
5.6.6柱坐標圖形
5.7特殊空間圖形(二)
5.7.1三維散點圖
5.7.2瀑布圖
5.7.3三維火柴桿圖
5.7.4三維箭圖
5.7.5切面圖
5.7.6等位線圖
5.8習題
第6章MATLAB的句柄圖形
6.1句柄圖形體系
6.1.1概述
6.1.2圖形對象
6.1.3對象的句柄
6.1.4句柄圖形的結構
6.1.5對象的屬性
6.2圖形對象的操作
6.2.1圖形對象的創(chuàng)建
6.2.2對象句柄的獲取
6.2.3對象屬性值的獲取
6.2.4對象屬性值的設置
6.3圖形窗口的常用屬性
6.3.1圖形窗口標題
6.3.2窗口背景顏色
6.3.3窗口工具欄
6.3.4窗口編號
6.4坐標軸的常用屬性
6.4.1刻度標記的位置
6.4.2坐標軸取值范圍
6.4.3坐標值增加方向
6.4.4刻度單位
6.4.5坐標網(wǎng)格
6.5曲線常用屬性
6.5.1曲線的顏色
6.5.2曲線的線型
6.5.3曲線的線寬
6.5.4數(shù)據(jù)點標記
6.5.5標記尺寸
6.6曲面常用屬性
6.6.1曲面的顏色
6.6.2曲面邊緣線型
6.6.3曲面邊緣線寬
6.6.4曲面頂點標記
6.6.5標記尺寸
6.7習題
第7章MATLAB的動畫功能
7.1常用的動畫指令
7.1.1drawnow指令
7.1.2pause指令
7.1.3rotate指令
7.1.4movie指令
7.2圖形的空間變換
7.2.1平移變換
7.2.2旋轉變換
7.2.3比例變換
7.2.4錯切變換
7.3動畫的分類
7.3.1逐幀動畫
7.3.2變形動畫
7.3.3路徑動畫
7.4習題
第8章MATLAB的圖形用戶界面
8.1GUI的基本概念
8.1.1GUI的入門概述
8.1.2GUI的設計原則
8.1.3GUI的設計過程
8.2GUI的界面菜單
8.2.1標準菜單
8.2.2用戶菜單的建立
8.2.3菜單屬性
8.2.4現(xiàn)場菜單
8.3GUI的控件
8.3.1控件的建立
8.3.2按鈕類控件
8.3.3選擇框類控件
8.3.4信息框類控件
8.4習題
第9章基于GUIDE的圖形用戶界面
9.1GUIDE的界面操作
9.1.1GUIDE簡介
9.1.2菜單編輯器
9.1.3M文件編輯器
9.1.4屬性查看器
9.2GUIDE對象屬性(一)
9.2.1坐標軸屬性
9.2.2觸控按鈕屬性
9.2.3文本框屬性
9.2.4編輯框屬性
9.2.5滾動條屬性
9.3GUIDE對象屬性(二)
9.3.1列表框屬性
9.3.2切換按鈕屬性
9.3.3單選按鈕屬性
9.3.4復選框屬性
9.3.5彈出菜單屬性
9.4習題
第10章MATLAB的微分方程求解
10.1普通常微分方程初值問題
10.1.1常微分方程的求解機理
10.1.2函數(shù)指令ode23的應用
10.1.3函數(shù)指令ode45的應用
10.2特殊常微分方程初值問題
10.2.1加權常微分方程初值問題
10.2.2延遲常微分方程初值問題
10.3微分方程的邊值問題
10.3.1微分方程邊值問題簡介
10.3.2微分方程邊值問題求解思路
10.3.3微分方程邊值問題的求解
10.4符號微分方程的求解
10.4.1符號微分方程通解
10.4.2符號微分方程特解
10.4.3符號微分方程組通解
10.4.4符號微分方程組特解
10.5習題
附錄MATLAB的指令函數(shù)
A通用命令函數(shù)
B邏輯函數(shù)
CMATLAB語言結構和調試
D初等矩陣和矩陣操作函數(shù)
E特殊矩陣函數(shù)
F初等數(shù)學函數(shù)
G特殊數(shù)學函數(shù)
H坐標變換函數(shù)
I矩陣的數(shù)字線性運算函數(shù)
J數(shù)值分析和Fourier變換函數(shù)
K非線性數(shù)值方法函數(shù)
L系數(shù)矩陣函數(shù)
M字符串函數(shù)
N繪圖函數(shù)