рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Визуализация функций двух переменных

Визуализация функций двух переменных - раздел Компьютеры, Графические возможности системы MATLAB Программа Matlab Обладает Широкими Возможностями По Построению Трехмерных Пов...

Программа MATLAB обладает широкими возможностями по построению трехмерных поверхностей и фигур. Эти возможности настолько разнообразны и сложны, что для их описания не хватило бы целой книги.

Аналогично процессу построения графика функции одной переменной, создание графиков функций двух переменных включает следующие основные этапы.

1.Задание массивов значений аргумента (в частности, формирование массивов, хранящих информацию о координатах узлов сетки на области определения функции).

2.Вычисление массива соответствующих значений функции.

3.Вызов специальной функции для вывода графика на экран.

4.Отображение на графике дополнительной информации (название графика, заголовки осей, соответствие цветов значениям функции, изменение палитры цветов и т.д.).

Трехмерным аналогом функции plot является функция plot3, которая позволяет создавать трехмерные линии. Если имеются три вектора х, у и z одинаковой длины, то в результате задания функции

plot3(x,y,z)

программа MATLAB построит трехмерную линию, координаты которой соответствуют элементам векторов х, у и z, и выполнит ее проектирование на плоскости, отобразив соответствующий график.

Если в качестве входных аргументов функции plot3 задать не векторы, а матрицы X, Y и Z одинаковых размеров, то данная функция отобразит целый набор линий в пространстве, количество которых будет соответствовать числу столбцов матриц.

Рассмотрим пример. Ввод следующих команд приводит к построению семейства линий, заданных функцией двух переменных . В данном коде реализован следующий алгоритм.

Сначала с помощью векторов х и у задается прямоугольная область определения, на которой нужно построить график функции z(x,y). Диапазон значений по оси х задан вектором х=-3:0.1:3, а диапазон значений по оси у — вектором у=-4:0.1:4.

Если разбить область определения равномерной сеткой (в данном случае с шагом 0,1), то для построения графика достаточно будет вычислить значения функции z(x,y) в узлах данной сетки, после чего можно будет вызвать графическую функцию для вывода изображения на экран.

С помощью специальной функции meshgrid на основе векторов х и у MATLAB формирует два двухмерных массива X и Y, в которые записывается информация о координатах узлов сетки. Массив X содержит одинаковые строки, в которых заданы координаты х, а массив Y содержит одинаковые столбцы с координатами у. Значения функции в каждом из узлов сетки записываются в массив Z, размерность которого равна размерности массивов X и Y.

1. Построить трехмерный график

>> x=-3:0.1:3;

y=-4:0.1:4;

[x,y]=meshgrid(x,y);

z=x.^2./9+y.^2./16;

plot3(x,y,z)

>>

 

2. Построить трехмерный график

>> x=-4:0.1:4;

>> y=-3:0.1:3;

>> [x,y]=meshgrid(x,y);

>> z=x.^2./16-y.^2./9;

>> plot3(x,y,z)

Обратите внимание, что в выражении, которым задается вычисление массива z, используются поэлементные матричные операции.

Для построения каркасной поверхности используется функция mesh (x,y,z). Цвет линий поверхности соответствует значениям функции. MATLAB рисует только видимую часть поверхности..

Команды hidden off делает каркасную поверхность «прозрачной», добавив скрытую часть. Команда hidden on убирает невидимую часть поверхности, возвращая графику прежний вид.

Функция surf (x,y,z) строит каркасную поверхность графика и заливает каждую клетку поверхности определенным цветом, зависящим от значения функции в точках соответствующим узлам клетки. В пределах каждой клетки цвет постоянный.

Команда shading flat убирает каркасные линии. Команда shading interp плавно заливает поверхность цветом, зависящим от значений функции. При помощи shading faceted возвращаемся к каркасной поверхности.

Команда colorbar выводит рядом с графиком столбик, устанавливающий соответствие между цветом и значением функции Эту команду можно применять в сочетании со всеми функциями, строящими трехмерные поверхности.

Команда meshc или surfc строят каркасную поверхность или залитую цветом каркасную поверхность и размещают на плоскости ху линии уровня функции (линии постоянства значений функции).

Команда contour3 (x,y,z, levels) строит поверхность состоящую из линий уровня. Её можно использовать и с тремя аргументами. При этом число линий уровня выбирается автоматически. Задание вектора удобно, когда нужно исследовать поведение функции в некоторой области её значений (срез функции).

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Графические возможности системы MATLAB

Несколько графиков в одном графическом окне... MATLAB позволяет разбить графическое окно на несколько подграфиков со своими... Включение графиков в отчетную документацию...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Визуализация функций двух переменных

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Графические возможности системы MATLAB
Система MATLAB обладает мощными графическими возможностями. С ее помощью можно без труда визуализировать как двухмерные, так и трехмерные данные. Наиболее простыми и удобными в использован

Простейшие графики функций
Строить графики в системе MATLAB можно даже при работе в "режиме калькулятора". В частности, для построения графика функции одной переменной необходимо выполнить следующие действия.

Построение графиков в линейном масштабе
Основными функциями двухмерной графики являются: plot(х, у), plot(x, y, s), plot( x1, y1, s1, x2, y2, s2,…, xn, yn, sn) где: х- аргумент функции, задаваемой в виде вектор

Графики в логарифмических масштабах.
Построение графиков в логарифмическом масштабе необходимо в следующих случаях: 1.Исследование устойчивости систем управления частотными методами; 2. Исследование качества переходн

Графики параметрических функций
Для построения функций заданных параметрически, следует сперва сгенерировать вектор значений аргумента. Затем необходимо вычислить значения функций и записать их в векторы, которые и надо использов

Графики кусочно-заданных функций
Для построения графиков необходимо вычислить значения каждой ветви функции, затем объединить значения абсцисс в вектор х, а значения ординат в вектор у и построить график функции, задаваемой парой

Построение графиков в масштабе полярных координат
Полярными координатами (ρ,φ) точки Р называются длина ρ радиус-вектора, проведённого из начала координат в точку Р, и угол φ, образованный между осью х и этим вектором. Угол отс

Вывод графиков в отдельные окна
Команда figure, определённая в MATLAB, служит для создания пустого графического окна и отображения его на экране. Окно становится текущим, т.е. все последующие операции будут осуществлять построени

Добавление надписей, заголовков и координатной сетки
Помимо выбора определенных параметров линии, пользователь может задавать дополнительные элементы оформления графиков. В частности, можно отобразить координатную сетку, заголовок графика, подписи к

Редактирование графиков
Представим, что при построении графика мы неудачно распорядились шагом по аргументу и получили неудовлетворительную кусочно-линейную аппроксимацию исследуемой функции. Конечно, можно переделать соо

Столбцовые диаграммы
Для построения столбцовых диаграмм применяется функция bar. В частности, чтобы отобразить вектор-строку у, состоящую из 7 элементов, в виде столбцовой диаграммы введите cледующие команды.

Круговые диаграммы
На основе круговой диаграммы легко определить, какой процент от суммы всех элементов массива составляет каждый конкретный элемент этого массива. Круговые диаграммы строятся с помощью функции

Гистограммы
Ещё одним методом визуализации числовых данных является построение гистограмм распределения, для чего в MATLAB предусмотрена функция hist. Рассмотрим её работу на следующем примере. >&g

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги