Основы графической визуализации вычислений

 

Особенности графики системы MATLAB

 

·  Построение графика функций одной переменной

·  Построение графиков точками и отрезками прямых

·  Графики в логарифмическом и полулогарифмическом масштабе

·  Гистограммы и диаграммы

·  Графики специальных типов

·  Создание массивов данных для трехмерной графики

·  Построение графиков трехмерных поверхностей, сечений и контуров

·  Средства управления подсветкой и обзором фигур

·  Средства оформления графиков

·  Одновременный вывод нескольких графиков

·  Управление цветовой палитрой

·  Окраска трехмерных поверхностей

·  Двумерные и трехмерные графические объекты

 

Основные отличительные черты графики MATLAB

 

·  существенно улучшенный интерфейс графических окон;

·  введение новой панели инструментов Camera для интерактивного изменения условий видимости объекта;

·  расширенные возможности форматирования графики;

·  возможность создания графики в отдельных окнах;

·  возможность вывода нескольких графических окон;

·  возможность перемещения окон по экрану и изменения их размеров;

·  возможность перемещения области графики внутри графического окна;

·  задание различных координатных систем и осей;

·  высокое качество графики;

·  широкие возможности использования цвета;

·  легкость установки графических признаков - атрибутов;

·  снятие ограничений на число цветов;

·  обилие параметров команд графики;

·  возможность получения естественно выглядящих трехмерных фигур и их сочетаний;

·  простота построения трехмерных графиков с их проекцией на плоскость;

·  возможность построения сечений трехмерных фигур и поверхностей плоскостями;

·  функциональная многоцветная и полутоновая окраска;

·  возможность имитации световых эффектов при освещении фигур точечным источником света;

·  возможность создания анимационной графики;

·  возможность создания объектов для типового интерфейса пользователя.

 

Построение графика функций одной переменной

В режиме непосредственных вычислений доступны практически все возможности системы. Широко используется построение графиков различных функций, дающих наглядное представление об их поведении в широком диапазоне изменения аргумента. При этом графики строятся в отдельных масштабируемых и перемещаемых окнах.

Рассмотрим простейший пример - построение графика синусоиды. MATLAB строит графики функций по ряду точек, соединяя их отрезками прямых, т. е. осуществляя линейную интерполяцию функции в интервале между смежными точками. Зададим интервал изменения аргумента x от 0 до 10 с шагом 0.1. Для построения графика достаточно вначале задать вектор х=0:0.1:10, а затем использовать команду построения графиков plot (sin(x)).

Вектор x задает интервал изменения независимой переменной от 0 до 10 с шагом 0.1. Функция plot строит не истинный график функции sin(x), а лишь заданное числом элементов вектора x число точек. Эти точки затем просто соединяются отрезками прямых, т. е. осуществляется кусочно-линейная интерполяция данных графика. ............