Зертханалық жүмыс. Тақырып: Үшөлшемді графиктермен жұмыс

Тапсырма: зертханалық жұмысты орындау үшін графиктерді тұрғызатын командалармен танысу, үшөлшемді графиктер мен диаграммалардың негізгі түрлерін тұрғызу және олардың редакциялауын жүзеге асыруқажет.

Үшөлшемді графиктісызуын қарастырайық.Үшөлшемдік беттер z(x, y) екі айнымалылар функциясымен бейнеленеді. Үшөлшемді графиктерді сызу спецификасы х және у мәндерін, яғни х және у векторлаын, енгізуді ғана талап етпейді. Ол Х және У екі өлшемді массивтердің – матрицалардың анықтамаларын талап етеді. Бұндай массивтерді құру үшін meshgrid функциясы қызмет етеді. Негізінен ол ұшөлшемді беттерді салатын функциялармен қолданылады. meshgrid функциясы келесі түрлерде жазылады:

ü [X,Y] = meshgrid(x) - [X,Y] = meshgrid(x.x) функциясы сияқты;

ü [X,Y,Z] = meshgrid(x,y,z) – үш айнымалды функцияларды есептеу үшін және үшөлшемді графиктерді сызу үшін қолданылатын үшөлшемді массивті қайтарады.

ü [X,Y] = meshgrid(x,y) – екі айнымалды функцияларды есептеу үшін және үшөлшемді графиктерді сызу үшін қолданылуы мүмкін, Х және У массивтеріне х және у векторларымен берілген облысты түрлендіреді. Х шығару массивінің жолдары х векторының көшірмесі; ал У бағаны - у векторының көшрмесі болып табылады.

o ndgrid функциясы meshgrid функциясының көпөлшемді аналогы болып табылады.

ü      [X1.X2.X3,…] = ndgrid(x1,x2,x3…) - x1.x2.x3… векторларымен берілген облысты X1.X2.X3… массивтеріе түрлендіреді. Бұнда массивтер бірнеше айнымалды функцияларды және көпөлшемді интерполяцияларды есептеу үшін, хі шығу массивінің і-ші өлшемділігі хі векторының көшірмесі болып табылады;

ü     [X1,X2.…] = ndgrid(x) - [X1.X2.…] = ndgrid(x,x,…) функциясына ұқсайды.

o plot3 (…) командасы рlot (...) командасының аналогы, бірақ z(x, y) екі айнымалылар функциясына жатады. Ол үшөлшемді беттердің аксонометриялық көріністерін салады және келесітүрлерде көрсетілген:

ü plot3(x,y,z) – түзүлер кесінділері арқылы қосып, x, y және z векторларымен көрсетілген нүктелер массивін сызады. Бұл команда шектелген қолданысқа ие;

ü plot3(X,Y,Z) – бұнда X, Y, Z - өлшемдері бірдей үш матрица, X(і,:),Y(і,:),Z(і,:) координаттармен нүктелер салады және түзулер кесінділерімен оларды біріктіреді.

o Үшөлшемді беттерді салу мысалы :

§ Функционалды немесе берілген бояулары бар беттердің торды графиктері ең әдемі болып табылады. Осындай командалардың үш тобы бар:

ü mesh(X,Y,Z,C) – графитік терезеге С массивімен берілген беттердің түійндерінің түстеріне сәйкес Z(X.Y) торды бетті шығарады;

ü mesh(X,Y,Z) – С=Z болғанда алдынғы команданың аналогы . Бұл жағдайда беттің биіктігімен берілетін түспен функционалды бояу қолданылады.

ü mesh(x,y,Z), mesh(x,y,Z,C), mesh(Z), mesh(Z,C) командалардың түрдлері берілуі мүмкін. 

o Кеңістікте анықталған көпбұрыштыларды бояу үшін fill3 командасы қызмет етеді. Төменде оның негізгі түрлері көрсетілген:

ü fill3(X,Y,Z,C) – X,Y,Z векторларында берілген төбелер арқылы және С палитрасымен берілген бояу арқылы боялған көпбүрыш салады. Бірнеше боялған көпбұрыштарды сызғанда командалардың параметрлері матрица болуы қажет;

ü fill3(X1.Y1,Z1C1.X2,Y2,Z2,C2,…) – кеңстікте бірнеше боялған көпбұрыштыларды салудың басқа варианты.

o Көлемді дөңгелек диаграммаларды салу үшін pie3 командасы қызмет етеді:

ü pie3(...) – pie(...) командасына ұқсас, бірақ көлемді секторларды сызады.

ü Үш өлшемді фигура түріндегі surf(X,Y,Z) және surfl(X,Y,Z) көмегімен цилиндр және сфераны құру үшін  келесі командалар қолданылады:

ü [X,Y,Z]=cy1inder(R,N) — R радиусты цилиндрлік бетті және surf(X.Y.Z) функциясының көмегімен тізбектеліп құрылатын N нүктелі сандардың жиынын сипаттайтын X, Y және Z массивтерін құрады; 

ü [X,Y,Z]=cylinder(R) және [X,Y,Z]=cylinder — N=20 және R=[1 1] кезіндегі алдыңғы функцияға ұқсас.

ü [X,Y,Z]=sphere(N) — surf (X, Y.Z) немесе surfl (X. Y.Z) командаларының көмегімен тізбектеліп құрылатын (N+l)x(N+l) өлшемді X, Y и Z сфералық матрицасын генерациялайды;

ü [X,Y.Z]=sphere — N=20 үшін алдыңғы функцияға ұқсас.

Редакциялық графика режимін ауыстырып қосу үшін бағыттауыш-меңзерлі кескінді Edit Plot (Графикті редакциялау) батырмасын шерту керек.  Бұл режимде тышқанның оң батырмасын басқанда шақырылатын контекстік меню көмегімен графикті басқаруға болады. MATLAB жүйесінде графиктер алдамшы, қарапайым тұрғызылады. Бұл – графиканың қасиеттерінің көбі көрсетілмей қойылғандыққа байланысты. Мұндай қасиеттерді шығару немесе координаттық осьтерді жасыру, олардың центрде орналасуы, графиктердің сызықтарының түсі, оның жуандығы және т. б. жатады. Графиканың параметрлер командаларының көмегіменкеңейтлген шекте графиканың түрі мен қасиетін қалай ауыстыру керек екендігі туралы төменде көрсетіледі. Бұл жол MATLAB жүйесінің дескрипторлық графикасын және программалық тілдің бөлшектерін жақсы білуді талап етеді. Графикті форматтау барынша қатал әрі тиімді түрде болды, яғни көптеген қажетті баптауларымен Figure Properties (фигураның қасиеті) және Axis Properties (осьтер қасиеті) командалары қолданылады.

MATLAB графикасы түрлі – түсті кескіндердің пайда болуын қамтамасыз ететіндіктен,онда түстер мен әртүрлі жарықтық эффектерді басқаратын командалардың қатары бар.Олардың ішінде түстердің палитрасын орнату маңызды болып есептелінеді.RGB түстерінің палитрасы үш бағанды МАР матрицасымен беріледі,олар қызыл (red),жасыл (green) және көк (blue) түстерінің интенсивтік мәнін анықтайды.Олардың интенсивтілігі 0.0 ден 1.0 – ге дейін қатысты бірліктермен беріледі.Мысалы,[0 0 0] – қара түсті, [1 1 1] –ақ түсті, [0 0 1] – көк түсті береді.Түстердің интенсивтілігін көрсетілген шектеулерге дейін өзгерту арқылы кез – келген түсті беруге болады.Осылайша түс жалпықабылданған RGB пішіміне сәйкестендіріледі.

ü Команда help graphSd MATLAB графиктік жүйесімен қолданылатын сәйкес параметрлер толық тізімін басқалармен қатар шығарады:

ü hsv – кемпірқосақ түстері;

ü hot – қара, қызыл, сары және ақ түстердің ауысып отыруы;

ü gray – сұр түсті реңдердегі сызықтық палитра;

ü bone – көк реңді сұр түстер;

ü copper – мыс реңді сызықтық палитра;

ü pink – жылы реңді қызғылт түстер;

ü white – ақ түсті палитра;

ü flag – қызыл, ақ, көк және қара түстердің ауысып отыруы;

ü lines – сызықтық түстер ауысып отыратын палитра;

ü colorcube – RGR кеңейтілген палитра;

ü jet – HSV палитраның бір түрі;

ü prism – түстердің призмалық палитрасы;

ü cool – көгілдір – күлгін түстерінің реңдері;

ü autumn – қызыл және сары түстердің реңдері;

ü spring – сары және күлгін түстерінің реңдері;

ü winter – көк және жасыл түстердің реңдері;

ü summer – жасыл және сары түстердің реңдері;

>> [x,y]=meshgrid([-2:0.2:5]);

>> z=x.^2+y.^2;

>> mesh(x,y,z)

>> [x,y]=ndgrid([2:0.1:6]);

>> z=x*sqrt(16)-3;

>> mesh(z)

>> plot3(x,y,z)

>> x=[6 5 7 3 5];

>> y=[5 4 6 3 7];

>> z=[4 3 2 1 6];

>> c=[1 2 3 4 5];

>> fill3(x,y,z,c)

>> X=[2 3 4 5];

>> Y=[5 4 2 6];

>> C=[4 3 2 1];

>> Z=[4 8 6 3];

>> X1=[4 5 6 8];

>> Y1=[2 3 4 4];

>> C1=[6 4 3 5];

>> Z1=[2 2 3 1];

>> fill3(X,Y,C,Z,X1,Y1,C1,Z1)

>> x=[1 3 4 2];

>> pie3(x)

>> [X,Y,Z]=cylinder(10,10);

>> surf(X,Y,Z,X)

>> [X,Y]=meshgrid([-2:0.25:2]);

>> Z=X.^3+Y.^3;

>> mesh(X,Y,Z)

>> xlabel('x osi');

>> ylabel('y osi')

>> zlabel('z osi')

>> X=[2 4 5 4 ];

>> Y=[1 1 2 8 ];

>> C=[5 2 1 6];

>> Z=[7 6 9 4];

>> fill3(X,Y,C,Z)

>> [X,Y,Z]=sphere(30);

>> surfl(X,Y,Z)

>> colormap('lines')

Дата добавления: 2023-10-24