Grafika dwu- i trójwymiarowa MATLABie

Podobne dokumenty
Graficzna prezentacja wyników

Elementy okna MatLab-a

PODSTAWY INFORMATYKI 1 MATLAB CZ. 3

Grafika w Matlabie. Wykresy 2D

MATLAB ŚRODOWISKO MATLABA OPIS, PODSTAWY

Metody i analiza danych

Podstawowe operacje graficzne.

Matlab II skrypty, funkcje, wizualizacja danych. Piotr Wróbel Pok. B 4.22

Laboratorium Algorytmy Obliczeniowe. Lab. 9 Prezentacja wyników w Matlabie

Scilab - podstawy. Wersje instalacyjne programu Scilab mogą zostać pobrane ze strony

TWORZENIE WYKRESÓW (1)

Wizualizacja funkcji w programie MATLAB

PODSTAWY TWORZENIA WYKRESÓW ORAZ HANDLE GRAPHICS

Programowanie: grafika w SciLab Slajd 1. Programowanie: grafika w SciLab

Tytuł: GRAPHER Podręcznik użytkownika ISBN: Autor: Zbigniew Galon Rok wydania: 2014 Stron: 500 Wydawca: Gambit COiS Sp. z o.o.

Wartości x-ów : Wartości x ów można w Scilabie zdefiniować na kilka sposobów, wpisując odpowiednie polecenie na konsoli.

MATLAB PROJEKTOWANIE GRAFICZNE. Maciej Ulman ETI 9.2. Funkcje graficzne moŝna podzielić na cztery podstawowe grupy:

1. Przypisy, indeks i spisy.

Gambit Centrum Oprogramowania i Szkoleń Sp. z o.o.

Wprowadzenie do pakietów MATLAB/GNU Octave

ŚRODOWISKO MATLAB cz.4 Tworzenie wykresów funkcji

Metody numeryczne. Instytut Sterowania i Systemów Informatycznych Wydział Elektrotechniki, Informatyki i Telekomunikacji Uniwersytet Zielonogórski

zajęcia 2 Definiowanie wektorów:

Podstawy MATLABA, cd.

Laboratorium 3 Grafika 2D i 3D w Matlabie. Wprowadzenie do programowania

Wykresy i obiekty graficzne w Matlabie

SCILAB. Wprowadzenie do Scilaba:

Wykresy. Lekcja 10. Strona 1 z 11

Graficzna prezentacja wyników w MATLABIE

Funkcje wielu zmiennych

Laboratorium Komputerowego Wspomagania Analizy i Projektowania

1) Podstawowe obliczenia. PODSTAWY AUTOMATYKI I ROBOTYKI Laboratorium. Wykonał: Łukasz Konopacki Sala 125. Grupa: poniedziałek/p,

1 Wizualizacja danych - wykresy 2D

VII. WYKRESY Wprowadzenie

Spis treści MATLAB CZ. 4 TWORZENIE WYKRESÓW FUNKCJI. Technologie Informacyjne. Instrukcja do pracowni specjalistycznej z przedmiotu

1. Opis okna podstawowego programu TPrezenter.

Wprowadzenie do Scilab: funkcje i wykresy

Modelowanie Systemów Dynamicznych Studia zaoczne, Automatyka i Robotyka, rok II. Podstawy MATLABA, cz2.

Laboratorium Cel ćwiczenia Ćwiczenie ma na celu praktyczne przedstawienie grafiki 3D.

Program na zaliczenie: Odejmowanie widm

Usługi Informatyczne "SZANSA" - Gabriela Ciszyńska-Matuszek ul. Świerkowa 25, Bielsko-Biała

Operatory arytmetyczne

Krótka instrukcja opracowania danych w programie SciDAVis v. 1-D013-win

WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI, AUTOMATYKI I INFORMATYKI INSTYTUT AUTOMATYKI I INFORMATYKI KIERUNEK AUTOMATYKA I ROBOTYKA STUDIA STACJONARNE I STOPNIA

Tytu : GRAPHER Podr cznik u ytkownika ISBN: Autor: Zbigniew Galon Rok wydania: 2009 Stron: 408 Wydawca: Gambit COiS Sp. z o.o.

Ćwiczenia 11 (12) (4 godziny). Wizualizacja i manipulacja w Matlabie

Wykorzystanie grafiki wektorowej do tworzenia elementów graficznych stron i prezentacji

Przykładowo, jeśli współrzędna x zmienia się od 0 do 8 co 1, a współrzędna y od 12 co 2 do 25, to punkty powinny wyglądać następująco:

Instrukcja właściwego wykonania wykresów na zajęcia dydaktyczne.

3.7. Wykresy czyli popatrzmy na statystyki

SCENARIUSZ LEKCJI. Streszczenie. Czas realizacji. Podstawa programowa

1 Programowanie w matlabie - skrypty i funkcje

Akademia Górniczo-Hutnicza

> x <-seq(-2*pi, 2*pi, by=0.5) > plot(x, sin(x), type="b",main="wykres funkcji sin(x) i cos(x)", col="blue") > lines(x, cos(x), type="l",col="red")

, h(x) = sin(2x) w przedziale [ 2π, 2π].

Podstawy Automatyki ćwiczenia Cz.1. Środowisko Matlab

CPT-CAD - Program do tworzenia dokumentacji geologicznej i geotechnicznej

Kier. MTR Programowanie w MATLABie Laboratorium

Wstęp 7 Rozdział 1. OpenOffice.ux.pl Writer środowisko pracy 9

GRAFIKA RASTROWA. WYKŁAD 2 Oprogramowanie i formaty plików. Jacek Wiślicki Katedra Informatyki Stosowanej

AUTOCAD teoria i zadania z podstaw rysowania Rysowanie linii, prostej, półprostej, punktu, trasy, polilinii. Zadania geodezyjne.

Funkcja kwadratowa. f(x) = ax 2 + bx + c,

Funkcja kwadratowa. f(x) = ax 2 + bx + c = a

W tym celu korzystam z programu do grafiki wektorowej Inkscape 0.46.

Spis treści. I. Skuteczne. Od autora... Obliczenia inżynierskie i naukowe... Ostrzeżenia...XVII

WYKRESY ĆWICZENIE 5. Skorzystaj z wyznaczonej funkcji kalibracyjnej do określenia nadciśnienia przy podanych wskazaniach czujnika.

Qtiplot. dr Magdalena Posiadała-Zezula

Dział I FUNKCJE I ICH WŁASNOŚCI

Matlab Składnia + podstawy programowania

EXCEL. Diagramy i wykresy w arkuszu lekcja numer 6. Instrukcja. dla Gimnazjum 36 - Ryszard Rogacz Strona 20

Paweł Kaźmierczak. styczeń 2009

Pętle iteracyjne i decyzyjne

Inventor 2016 co nowego?

Kolory elementów. Kolory elementów

Mathcad c.d. - Macierze, wykresy 3D, rozwiązywanie równań, pochodne i całki, animacje

Materiał dotyczy generowania różnego typu wykresów w środowisku R.

FUNKCJA KWADRATOWA. Zad 1 Przedstaw funkcję kwadratową w postaci ogólnej. Postać ogólna funkcji kwadratowej to: y = ax + bx + c;(

W naukach technicznych większość rozpatrywanych wielkości możemy zapisać w jednej z trzech postaci: skalara, wektora oraz tensora.

Jacek Jarnicki Politechnika Wrocławska

Rozszerzenia plików graficznych do publkacji internetowych- Kasia Ząbek kl. 2dT

Pokaz slajdów na stronie internetowej

Po naciśnięciu przycisku Dalej pojawi się okienko jak poniżej,

FUNKCJA KWADRATOWA. Wykresem funkcji kwadratowej jest parabola o wierzchołku w punkcie W = (p, q), gdzie

Wprowadzenie do środowiska MATLAB z zastosowaniami w modelowaniu i analizie danych

Interfejs graficzny Matlaba

Funkcja liniowa - podsumowanie

dr hab. inż. Lidia Jackowska-Strumiłło, prof. PŁ Instytut Informatyki Stosowanej, PŁ

WYZNACZANIE PRACY WYJŚCIA ELEKTRONÓW Z LAMPY KATODOWEJ

Wymagania edukacyjne, kontrola i ocena. w nauczaniu matematyki w zakresie. podstawowym dla uczniów technikum. część II

Ćw. 27. Wyznaczenie elementów L C metoda rezonansu

CECHOWANIE TERMOELEMENTU Fe-Mo I WYZNACZANIE PUNKTU INWERSJI

ScanCPT 5.0. Instrukcja użytkowania

Google Earth. Co to jest Google Earth? Co to jest KML? Skąd można pobrać Google Earth?

INSTRUKCJA OBSŁUGI ⓫ Dodatki

KURS FUNKCJE. LEKCJA 6 PODSTAWOWA Funkcje zadania maturalne ZADANIE DOMOWE. Strona 1

L1 - WPROWADZENIE DO MATLABA

Graficzne opracowanie wyników pomiarów 1

Elementy Projektowania Inżynierskiego MATLAB Wprowadzenie.

Informatyka Arkusz kalkulacyjny Excel 2010 dla WINDOWS

Rozwiązywanie równań różniczkowych cząstkowych metodą elementów skończonych - wprowadzenie

Transkrypt:

Kier. MTR Programowanie w MATLABie Laboratorium Ćw. 5 Grafika dwu- i trójwymiarowa MATLABie 1. Wprowadzenie W środowisku MATLAB dostępna są bardzo szerokie możliwości wizualizacji danych w postaci różnego rodzaju wykresów dwu- i trójwymiarowych. Dostępne są zarówno funkcje, za pomocą których w prosty sposób można wykonać wykresy. Moduł Handle Graphics, w oparciu o zaimplementowany model obiektowy grafiki, oferuje rozszerzenie możliwości podstawowych funkcji graficznych i uzyskanie różnorodnych efektów. Możliwe jest także interaktywna edycja wykresów za pomocą wbudowanego edytora Plot Tools wywoływanego poleceniem plottools. Posługiwanie się nim jest proste i nie wymaga głębszej znajomości obiektowego modelu grafiki. Wykresy i obiekty graficzne umieszczane są w oddzielnych oknach. Otwarcie okna następuje po użyciu polecenia figure. Można otworzyć wiele takich okien, każde z innym wykresem. Zamknięcie bieżącego okna wykresu dokonuje się poleceniem close gcf, zaś wszystkich otwartych okien za pomocą polecenia close all. Wykresy dwuwymiarowe (2D) Funkcja plot Wykresy dwuwymiarowe w układzie kartezjańskim (x,y), z liniową skalą na obu osiach tworzy się za pomocą funkcji plot. Domyślnie otwiera ona okno wykresu jeśli żadne okno nie zostało dotąd otwarte, dobiera skale osi i kolory linii danych. Najczęsciej stosowane wywołania funkcji mają postać: plot(y) - wykres wartości umieszczonych w wektorze y; wartości na osi x są równe domyślnie kolejnym liczbom naturalnym [1 2 3 ] plot(x, y, 'kolor_typ_linii',) - wykres funkcji y=f(x) o określonym przez ciąg znaków umieszczonym w apostrofie kolorze i typie linii. Gdy x, i y są wektorami, narysowany zostanie pojedynczy wykres; liczby elementów obu wektorów muszą być jednakowe. plot(x1,y1,'kolorlinia',x2,y2,'kolorlinia',... ) umieszczenie na tym samym wykresie większej liczby serii danych (y 1 =f(x 1 ), y 2 =f(x 2 ) ) W tab. 1 przedstawiono opisy symboli stosowane w ciągach 'kolorlinia' służących do określania rodzaju i koloru linii. Tab. 1. Kolory, rodzaje linii i typy punktów danych Symbol Typ i kolor linii Symbol Typ punktu - linia ciągła. -- linia kreskowa o -. linia kreska-kropka x : linia kropkowana * * r czerwony g g zielony v b niebieski ^ w biały > i niewidzialny < 1

y Żółty s k czarny p c błękitny h m purpurowy Moduł Hadle Graphics umożliwia określenie innych własności wykresu, poprzez podanie nazwy własności i jej wartości: plot(,'nazwa_wlasnosci', wartosc,... ) Stosowanie tego rozwiązania, mimo dużych możliwości, wymaga znajomości przynajmniej najczęściej wykorzystywanych własności i wartości jakie one mogą przyjmować. Przykładyczęściej wykorzystywanych własności : 'LineWidth' - grubość linii 'MarkerEdgeColor' kolor punktu danych 'MarkerSize' rozmiar punktu danych Szczegółowy opis własności zaimplemetowanych w Handle Graphics znajduje się w systemie pomocy. Wraz z wprowadzaniem nowych wersji MATLABa modyfikacjom podlega także zestaw własności wykresów, stąd też mogą wystąpić problemy w przypadku korzystania ze starszych wersji, które nie obsługiwały danej własności i w trakcie wykonania programu może wystąpić błąd lub otrzymany efekt będzie różnić się od spodziewanego. Dodawanie opisów i modyfikacja wykresów Najczęściej stosowane funkcje do wprowadzania dodatkowych opisów na wykresach przedstawia tab. 2. Funkcja xlabel('tekst opisu') ylabel('tekst opisu') title('tekst tytułu') text(x, y, 'Tekst') Tab. 2. Funkcje do wprowadzania opisów na wykresach Opis Opis osi x wykresu Opis osi y wykresu Tytuł wykresu Umieszczenie tekstu w rysunku w pozycji określone współrzędnymi (x, y) określonymi zgodnie z wartosciami na osiach grid on off Nakładanie lub wyłączanie linii siatki pomocniczej pokrywającej rysunek w obu osiach legend('opis1', Opis2, ); Dodanie legendy, będącej opisem poszczególny serii danych umieszczonych na wykresie Zmiana zakresu wartości na osiach jest możliwa za pomocą polecenia axis([xmin xmax ymin ymax]) gdzie wektor [xmin xmax ymin ymax] określa wartości na końcach obu osi. Powrót do domyślnego skalowania osi odbywa się po wydaniu polecenia axis('normal') powrót do domyślnego skalowania osi odbywa się po wydaniu polecenia Sposoby wyświetlania wykresów Domyślnie wykres umieszczony w oknie zastępowany jest przez inny po wydaniu odpowiedniego polecenia. Często jednak zachodzi potrzeba zachowania wersji wykresu sprzed modyfikacji. Możliwe jest to za pomocą polecenia 2

hold on Polecenie hold off wyłącza opcję hold on; odtąd każdy nowy rysunek zastąpi poprzedni. Przydatne również jest umieszczanie większej liczby wykresów w jednym oknie graficznym. Podziału okna dokonuje się za pomocą polecenia subplot(hva) lub subplot(h,v,a) gdzie h - liczba podziałów okna w osi poziomej (1-9) v - liczba podziałów okna w osi pionowej (1-9), a - numer aktywnego okna. Przykładowo, przy wyborze h=2 i v=2: okno zostanie podzielone na 4 mniejsze okna (2 2), h=1, v=2 lub h=2, v=1: okno zostanie podzielone na 2 mniejsze okna (1 2 lub 2 1). Poszczególne wykresy tworzy się, opisuje i modyfikucje w sposób opisany poprzednio po podaniu polecenia subplot z odpowiednim numerem wykresu. Zapis wykresu do pliku zewnętrznego Zachowanie rysunku wykresu w pliku zewnętrznym możliwe jest dzięki poleceniu: saveas(gcf, filename, formattype) gdzie gcf zwraca uchwyt do bieżącego okna rysunku, filename - nazwa pliku formattype - rodzaj formatu (p. tab. 3) Format fig m jpg png eps pdf bmp emf pbm pcx pgm ppm tif Tab. 3. Wybrane formaty do zapisu rysunków Opis formatu rysunek MATLABa m-plik wymagający specjalnego otwarcia JPEG image Portable Network Graphics EPS Level 3 Black and White Portable Document Format Windows bitmap Enhanced metafile Portable bitmap Paintbrush 24-bit Portable Graymap Portable Pixmap TIFF image, compressed Opcja Generate Code Niekiedy zachodzi potrzeba wykonania takich samych wykresów różnicących się jedynie danymi do ich wykonania. MATLAB umożliwia za pomocą opcji File Generate Code w oknie graficznym automatycznie wygenerowanie kodu w postaci m-funkcji, która 3

będzie rysować wykres dentyczny lub bardzo zbliżony do tego, na podstawie którego kod został utworzony. Funkcję po zapisaniu można używać w innych programach z dowolnymi danymi. Inne funkcje do rysowania wykresów Funkcja fplot umożliwia rysowanie wykresu bez konieczności podawania wartości współrzędnych poszczególnych punktów. Wymagane jest podanie funkcji anonimowej lub, nazwy m-funkcji. Wywołanie funkcji w postaci fplot(nazwa_funkcji, przedział) wykreśla funkcję o podanej nazwie w podanym przedziale określonym przez argument, gdzie: przedział = [xmin xmax] lub przedział = [xmin xmax ymin ymax] Wywołanie [x, y] = fplot(nazwa_funkcji, przedział,...) Zwraca wektory wartości x i y (odciętych i rzędnych) użytych do rysowania wykresu funkcji. Wybrane funkcje służące do przygotowania dwuwymiarowych wykresów innych typów zestawiono w tab. 4. Funkcja plotyy loglog semilogx, semilogy bar, barh polar stem scatter stairs compass pie Tab. 4. Wybrane typy wykresów dostępnych w MATLABie Opis Wykres z dwiema osiami rzędnych Wykres z osiami w skali logarytmicznej Wykres z jedną osią w skali logarytmicznej, odpowiednio x i y Wykres słupkowy w orientacji odpowiednio pionowej i poziomej Wykres w biegunowym układzie współrzędnych Wykres dla wielkości dyskretnych Wykres punktowy Wykres schodkowy Wykres wektorowy (strzałkowy) wektora o podanych współrzędnych Wykres kołowy (tortowy) Wykresy trójwymiarowe (3D) Dostępne w MATLABie funkcje umożliwiają przygotowanie wykresów trójwymiarowych w postaci linii, brył, konturów i in. z możliwością określenia różnych parametrów i sposobów transformacji obrazu. Do rysowania wykresu złożonego z linii w trzech wymiarach w kartezjańskim układzie współrzędnych funkcja plot3, którą wywołuje się następująco: plot3(x, y, z, 'kolor_typ_linii') rysuje wykres złożony z linii łączących punkty, których współrzędne podano w wektorach x, y i z. Wywołanie plot3(x1,y1,z1,'kolorlinia',x2,y2,z2,'kolorlinia',... ) umożliwia umieszczenie na jednym wykresie większej liczby serii danych. 4

Atrybuty linii za pomocą kolorlinia określa się tak samo, jak w przypadku funkcji plot. Przygotowanie wykresu powierzchni reprezentującej funkcję dwóch zmiennych z = f(x, y) wymaga utworzenia macierzy wartości zmiennych niezależnych, dla których obliczone zostaną wartości funkcji. Służy do tego funkcja meshgrid. Jej wywołanie ma postać: [X, Y] = meshgrid(x, y); gdzie x, y wektory wartości zmiennych niezależnych X, Y macierze ze współrzędnymi węzłów siatki określonymi na podstawie wartości wpółrzędnych podanych w wektorach x i y. Po obliczeniu wartości funkcji z = f(x, y) w punktach określonych przez macierze X, Y możliwe jest jej narysowanie. Polecenia x=-2:0.25:2; y=-2:0.25:2; [X,Y]=meshgrid(x,y); Z=sin(2*X)+Y.^2; mesh(x,y,z); Rysują wykres funkcji z = sin(2x) + y 2 w przedziale x, y (-2; 2) w postaci siatki. Użycie funkcji surf(x, Y, Z) wyświetli wykres w postaci kolorowanej powierzchni. Na rys. 1a przedstawiono wykres, będący wynikiem wykonania powyższych poleceń. Zastosowanie funcji surf(x, Y, Z) zamiast mesh(x, Y, Z) umożliwia zastąpienie na wykresie siatki przestrzennej kolorowaną płaszczyzną (rys. 1b). a) 5

b) Rys. 1. Wykres funkcji z = sin(2x) + y 2 uzyskany za pomocą m-funkcji: a) mesh, b) surf 2. Ćwiczenie laboratoryjne Uruchomic i przeanalizować działanie funkcji plotyytest, fplottest, wykresy3d. 3. Zadanie laboratoryjne 1. Napisać program rysujący wykres tłumionej sinusoidy o równaniu y = e -ax sin bx, x (0; 10). Na wykresie powinny znajdować się także linie będące obwiednią sinusoidy, tytuł opis osi, siatka, legenda i in. (por. rys. 2). Wykres zapisać w formacie jpg. Rys. 2. Przykładowy wykres do zad. 1 6

2. Napisać program rysujący wykres paraboli y = ax 2 +bx+c z zaznaczeniem jej wierzchołka i rzeczywistych miejsc zerowych (jeśli istnieją) wraz z opisem (rys. 3). 180 Wykres paraboli o zadanych a,b,c 160 140 120 100 Y 80 60 40 20 0 X1 X2-20 -10-8 -6-4 -2 0 2 4 Xw,Yw 6 8 10 X Rys. 3. Przykładowy wykres do zad. 2 3. Napisać program rysujący w jedym jednym oknie wykresy przebiegu napięcia U i prądu w obwodzie, którego schemat przedstawionio na rys. 4. Chwilowa wartość napięcia: u = U m sin( t+ u ), i prądu: R U t m U m L i sin( t u ) e sin( u ), Z Z gdzie: t = 0-5 s czas, U m = 325 V amplituda napięcia, = 314 rad/s - pulsacja, u = /8 - kąt fazowy napięcia, R = 1 k - rezystancja obwodu, L = 1 mh indukcyjność obwodu, 2 2 L Z R X - impedancja, arctg - kąt impedancji. R R + j L U W Rys. 4. Schemat obwodu do zad. 3 7