畢業(yè)設(shè)計-matlab實(shí)時動畫制作-資料下載頁
2024-12-02 21:14本頁面
【導(dǎo)讀】磁盤機(jī)、光盤機(jī)，以一定的秩序播放。這樣一臺機(jī)器和一個窗口，可以用來觀看。在機(jī)械傳動的過程之中，與旋轉(zhuǎn)磁盤的磁盤映像。圖片就會運(yùn)動起來，這是原始的動畫原型。在過去的一百八十年中我們的動畫技術(shù)越近成熟，它已經(jīng)發(fā)展。成了一個獨(dú)立成熟的行業(yè)。到如今，計算機(jī)動畫制作的方法有很多種，我們最常。網(wǎng)頁設(shè)計者使用Flash創(chuàng)作出既漂亮又可改變尺寸的導(dǎo)航界面以及其他奇特的。但是Flash是要用戶自行繪圖才能進(jìn)行動畫的制作，而很多函數(shù)的圖形是很難自。己徒手畫出來的，這樣軟件在數(shù)學(xué)領(lǐng)域是不適用的。擬，過程控制，繪畫，建筑等上。在MATLAB環(huán)境中，我們可以很容易地使用。以更好地了解每個屬性的特點(diǎn)和變化的函數(shù)。被譽(yù)為工程技術(shù)人員必備軟件之一。MATLAB除了其主程序外，還含有Simulink動態(tài)。用MATLAB語言，將其作為實(shí)現(xiàn)計算機(jī)數(shù)字仿真動畫的計算機(jī)語言工具。常見的語句中修改處理圖形對象的屬性。在一個聲明在同一個圖形處理許多不同的屬性值設(shè)置。
【正文】 一個圓時半徑就不斷增大的，所以呈現(xiàn)給我們的就是一個線旋。那么我們要先定義 t的取值范 t=0::5*pi。，這個就表示我們要畫的是一個兩圈半的旋。然后是編寫好 x和 y的函數(shù) x=t.*sin(t)。和 y=t.*cos(t)。最后利用 et函數(shù)et(x,y)使得圖形逐漸畫出。可以得 到以下的效果圖。我們可以看到，圖中的坐標(biāo)軸默認(rèn)設(shè)置為圖形的 x和 y的取值范圍，動畫是從中間的小圓開始逐漸擴(kuò)大運(yùn)動出來的。這個動畫的效果就像是我們在紙上用筆畫出來的一般。 首先預(yù)定好所要想繪制的函數(shù)，例如想要繪制圓形，則圓的方程為 其中t的值是定義域， 0到 2pi表示一個圓，而 0到 5pi表示兩個半的圓，而且由于 t的逐漸增大，此時我們畫出的圓就是還沒有畫完一個圓時半徑就不斷增大的，所以呈現(xiàn)給我們的就是一個線旋。那么我們要先定義 t的取值范 t=0::5*pi。，這個就表示我們要畫的是一個兩圈半的旋。然后是編寫好 x和 y的函數(shù) x=t.*sin(t)。和 y=t.*cos(t)。最后利用 et函數(shù)et(x,y)使得圖形逐漸畫出?？梢缘玫揭韵碌男Ч麍D。我們可以看到，圖中的坐標(biāo)軸默認(rèn)設(shè)置為圖形的 x和 y的取值范圍，動畫是從中間的小圓開始逐漸擴(kuò)大運(yùn)動出來的。這個動畫的效果就像是我們在紙上用筆畫出來的一般。 第 16 頁 /共 22 頁 當(dāng)然，如果把函數(shù)表達(dá)式換成 x=sin(t)。y=cos(t)。，就會 得到一個以（ 0,0）為圓心的圓。 圖 31 程序二： 直接用函數(shù)制作 三維質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡。 其實(shí)三維就是二維的擴(kuò)展，在 二維的基礎(chǔ)之上再增加一個 z變量。和二維的一樣同樣是要先定義好要使用的變量，TO=2*pi。T=5*TO。dt=pi/100。t=[0:dt:T]39。f=sqrt(12^29^2)。th=*pi/180。E=exp(t/20)。然后使用函數(shù)繪出圖形x=E.*(12*cos(t)f)。y=E.*(9*cos(th)*sin(t))。z=E.*(9*sin(th)*sin(t))。plot3(x,y,z)hold on,sphere(10), axis off， 最后用 et函數(shù)使質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動起來 et3(x,y,z,),hold off 第 17 頁 /共 22 頁 圖 32 程序三：直接利用函數(shù)以電影的形式制作動畫 電影動畫最主要的就是要把每一幀圖片都儲存在一個矩陣中，再把它回放出來。而當(dāng)圖片畫的越多，每一張圖片變化越小時，動畫越顯得順暢，若是相鄰的圖片之間的變化太大就容易產(chǎn)生跳動的感覺。首先可以先畫出圖像，同時設(shè)定坐標(biāo)覆蓋模式x=sphere(20)。 set(gca,39。nextplot39。,39。replacechildren39。)。，然后按照格式編輯程序： for i=1:30 surf(cos(pi*i/10)*x,x)。 M(i)=getframe。 end movie(M) i 代表的就是一共有幾幀，即幾張圖，而 surf（）則開始繪制圖片， getframe 就是抓住每一幀圖片，將其放入 M（ i）矩陣中。電影動畫就是占用很大的內(nèi)存，使得程序運(yùn)行的時候有點(diǎn)慢。因此電影動畫是不適合做很多變化的 MATLAB 動畫的。 第 18 頁 /共 22 頁 圖 33 程序四：利用矩陣以電影的形式制作動畫 這時就需要我們擁有至少兩個矩陣 x， y，如： x=[0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 1]。 y=[ ]。 利用這兩個矩陣我們可以用 plot繪制最簡單的圖形 —— 一條曲線，那么就能利用動畫使曲線的走向發(fā)生變化。 圖 34 程序五： 讀取文件來制作電影式動畫 文件操作時一種重要的輸入輸出方式，即從數(shù)據(jù)文件讀取數(shù)據(jù)或?qū)⒔Y(jié)果寫入數(shù)據(jù)文件。 MATLAB 提供了一系列低層輸入輸出函數(shù)，專門用于文件操作。 MATLAB 可讀寫 第 19 頁 /共 22 頁 的文件類型有兩種：一是二進(jìn)制文件，二是文本文件。在讀取文件之前，必須先用 fopen函數(shù)打開 文件，其調(diào)用格式如下： fid=fopen(文件名，打開方式 ) fscanf 函數(shù)可以讀取文本呢文件的內(nèi)容，并按指定格式存入矩陣。其調(diào)用格式是： [A,COUNT]=fscanf(fid,format,size) 其中 A 用以存放讀取的數(shù)據(jù)， COUNT 返回所讀取的數(shù)據(jù)元素個數(shù)。 fid 為文件句柄。format 用以控制讀取的數(shù)據(jù)格式， size 為可選項(xiàng)，決定矩陣 A 中數(shù)據(jù)的排列形式。 首先打開和讀取數(shù)據(jù)，s=39。39。fidin=fopen(s)。x=fscanf(fidin,39。%f39。,[10,10])。y=fscanf(fidin,39。%f39。,[10,10])。 z=fscanf(fidin,39。%f39。,[50,1])。，然后再根據(jù)電影動畫的格式寫出循環(huán)，就能得到以下的動畫 圖 35 程序六：制作程序動畫 第 20 頁 /共 22 頁 程序動畫模擬的是我們用鉛筆在圖紙上畫畫，然后又用橡皮檫掉了再重新畫的過程。那么這個時候我們只需要“一張紙”就好了，不需要像電影動畫一樣要“很多張紙”。程序動畫依然是要一張一張的圖形一次畫出，才能顯示動畫。 圖 36 程序七：將動畫制作成 avi 文件 首先用 aviobj=avifile(39。39。,39。fps39。,3)。創(chuàng)建一個新的 avi文件，然后進(jìn)行繪圖，用 for循環(huán)執(zhí)行動畫，再用 aviobj=addframe(aviobj,M(i))。把各個圖片按照順序加載到 avi文件中。 那么我們在以上所有的動畫經(jīng)過這樣的處理后，就能把 MATLAB中的動畫共享到各個計算機(jī)中。 程序八：電影動畫與程序動畫的比較 既然兩種方式都能畫出出色的動畫效果，那么這兩種方式共同畫出同一個動畫會如何。我們可以將程序六改為電影動畫，只需要添加電影動畫的句柄 M(i)=getframe。 和 movie(M) 即可。 電影 動畫的效果如下： 第 21 頁 /共 22 頁 圖 37 可以看出，程序動畫比電影動畫更加流暢自然。電影動畫和程序動畫在畫同一個動畫效果時，當(dāng)幀數(shù)較少時，電影動畫容易出現(xiàn)“卡殼”的現(xiàn)象，而程序動畫則表現(xiàn)很流暢。然而程序動畫的代碼沒有電影動畫那么簡潔易懂，在制作時會有一些難度。 所以，當(dāng)所要制作的動畫幀數(shù)較大時，我們可以優(yōu)先選擇電影動畫方式。但是若在動畫的性能上有較高的要求，則可以選擇程序動畫。 程序九：復(fù)雜的動畫 二維周期漩渦問題 。 在 5050 一致空間網(wǎng)格上用 5 階 FDWENO 格式求解，算至?xí)r刻 t = 10，計算結(jié)果利用 Matlab動態(tài)演示，部分時刻的截圖如下，從圖中可以直觀地看出漩渦隨時間的演化過程。 動畫結(jié)果如下： 圖 38 第 22 頁 /共 22 頁
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