Bài giảng Lập trình tính toán Chương 4: Nguyễn Trần Phi Phượng

Chương 4

Đồ họa trong Matlab

4.1 Đồ họa 2D

Lệnh plot

>> plot(x,y,‘option’)

Với:

x: vector miền giá trị

y: các cột của y với chỉ số tương ứng xác định bởi vector x

‘option’: các tham số về màu sắc, kiểu đường,… của đồ thị

04/06/2013

Lập trình tính toán

2

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Lệnh plot (tt.)

Tham số “kiểu đường”:

Kiểu đường

Đường liền nét

Đường đứt nét

Đường chấm gạch

Đường chấm Tham số ‘-’ ‘--’ ‘-.’ ‘:’

04/06/2013

Lập trình tính toán

3

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Lệnh plot (tt.)

Tham số “đánh dấu nét vẽ”:

Marker

Điểm

Dấu hoa thị

Chữ cái x

Chữ cái o

Dấu cộng Tham số ‘.’ ‘*’ ‘x’ ‘o’ +

04/06/2013

Lập trình tính toán

4

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Lệnh plot (tt.)

Tham số “đánh dấu nét vẽ” (tt.):

Tham số Marker

‘s’, ‘square’ Hình vuông

‘d’, ‘diamond’ Hình thoi

‘p’, ‘pentagram’ Hình ngôi sao

‘h’, ‘hexagram’ Hình

04/06/2013

Lập trình tính toán

5

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Lệnh plot (tt.)

Tham số “đánh dấu nét vẽ” (tt.):

Tham số Marker

‘v’ Hình

‘^’ Hình

‘<’ Hình

‘>’ Hình

04/06/2013

Lập trình tính toán

6

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Lệnh plot (tt.)

Tham số “màu sắc”:

Tham số Màu sắc

‘y’, ‘yellow’ Vàng

‘g’, ‘green’ Xanh lá cây

‘b’, ‘blue’ Xanh dương

‘r’, ‘red’ Đỏ

04/06/2013

Lập trình tính toán

7

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Lệnh plot (tt.)

Tham số “màu sắc” (tt.):

Tham số Màu sắc

‘k’, ‘black’ Đen

‘w’, ‘white’ Trắng

‘c’, ‘cyan’ Xanh cyan

‘m’, ‘magenta’ Hồng

04/06/2013

Lập trình tính toán

8

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Lệnh plot (tt.)

Các tham số khác:

Tham số

LineWidth

MarkerEdgecolor

Ý nghĩa Độ rộng của nét vẽ, tính bằng pt Màu của đường viền marker

MarkerFacecolor Màu bên trong marker

thước của

MarkerSize

Kích marker, tính bằng pt

04/06/2013

Lập trình tính toán

9

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Lệnh plot (tt.)

>> x = 0:pi/20:2*pi;

>> plot(x,sin(x))

Ví dụ 1: Vẽ đồ thị của hàm sin(x)

04/06/2013

Lập trình tính toán

10

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Lệnh plot (tt.)

>> x = 0:0.01:2;

>> A=[sin(pi*x);0.5+0.5*x];

>> plot(x,A)

Ví dụ 2: Vẽ đồ thị của hàm sin(x) và x/2 + 1/2

04/06/2013

Lập trình tính toán

11

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Lệnh plot (tt.)

>> x = [-4 -2 0 1 3 7];

>> y = [15 4 0 1 9 20];

>> plot(x,y,‘r’); hold on;

>> plot(x,y/2);

Ví dụ 3: Vẽ đồ thị hàm y và y/2 theo x

04/06/2013

Lập trình tính toán

12

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Lệnh plot (tt.)

>> x = -pi:pi/10:pi;

>>plot(x,y,‘--rs’, ‘LineWidth’,…

2, ‘MarkerEdgecolor’,…

‘k’, ‘MarkerFacecolor’,…

‘g’, ‘MarkerSize’,10)

Ví dụ 4: Vẽ đồ thị hàm sin(x) với các tham số

04/06/2013

Lập trình tính toán

13

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Lệnh comet

>> comet(x,y,p)

Vẽ theo hàm comet với phần kéo dài p, khi không khai báo chỉ số p thì chương trình tự lấy giá trị p = 0.1

Lệnh comet cho phép người dùng vẽ theo từng điểm trên màn hình gây hiệu ứng hoạt họa khi vẽ.

04/06/2013

Lập trình tính toán

14

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Các hệ tọa độ trong mặc phẳng

Lệnh

Hệ tọa độ

polar(thet,r) Vẽ trên hệ tọa độ cực

semilogx(x,y)

semilogy(x,y)

loglog(x,y)

Vẽ trên hệ tọa độ của trục loga, thang đo log10 được sử dụng cho trục x Vẽ trên hệ tọa độ của trục loga, thang đo log10 được sử dụng cho trục y Vẽ trên hệ tọa độ loga, 2 trục của hệ tọa độ đều dựa trên thang log10

04/06/2013

Lập trình tính toán

15

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Xác định kiểu trục tọa độ

>> axis([xmin xmax ymin ymax])

Các tùy chỉnh:

axis on/off/auto

axis normal/square/equal/tight

axis ij/xy

grid on/off

04/06/2013

Lập trình tính toán

16

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Xác định kiểu trục tọa độ (tt.)

Ví dụ:

04/06/2013

Lập trình tính toán

17

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Xác định giới hạn trục tọa độ

>> xlim([xmin xmax])

>> ylim([ymin ymax])

>> x = linspace(0,3,500); >> y = 1./(x-1).^2 + 3./(x-2).^2; >> plot(x,y); grid on; >> ylim([0 50]);

Ví dụ:

04/06/2013

Lập trình tính toán

18

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Xác định các mốc ghi trên trục tọa độ

Xtick và Ytick

>> x = -pi:0.1:pi; >> plot(x,sin(x)) >> set(gca,'XTick',-pi:pi/2:pi) >> set(gca,'XTickLabel',… {'-pi','-pi/2','0','pi/2','pi'})

Ví dụ:

04/06/2013

Lập trình tính toán

19

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Chú thích trên đồ thị

Các lệnh:

xlabel; ylabel

title

legend

text; gtext;

04/06/2013

Lập trình tính toán

20

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Chú thích trên đồ thị (tt.)

Ví dụ: x = -pi:.1:pi;t = -pi/4; y = sin(x); plot(x,y) set(gca,'XTick',-pi:pi/2:pi) set(gca,'XTickLabel',{'-pi','pi/2','0','pi/2','pi'}) xlabel('-\pi \leq \Theta \leq \pi') ylabel('sin(\Theta)') title('Plot of sin(\Theta)') text(-pi/4,sin(-pi/4),'\leftarrow sin(\pi\div4)',... 'HorizontalAlignment','left') legend('sin \theta') hold on plot(t, sin(t),’or’)

04/06/2013

Lập trình tính toán

21

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Chú thích trên đồ thị (tt.)

title

Ví dụ (tt.):

legend

ylabel

text

04/06/2013

Lập trình tính toán

22

xlabel

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Vẽ đồ thị trên hai tung độ khác nhau

>>plotyy(x1,y1, x2,y2)

t=0:900; A=1000;

a=0.005; b=0.005;

y1 = A*exp(-a*t);

y2 = sin(b*t);

plotyy(t,y1,t,y2);

Ví dụ:

04/06/2013

Lập trình tính toán

23

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Vẽ nhiều đồ thị trên cùng một cửa sổ

>>subplot(m,n,p)

Chia màn hình đồ họa làm m hàng, n cột và p là phần cửa

sổ hiện thời. Các cửa sổ con của màn hình đồ họa được

đánh số theo hàm từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.

04/06/2013

Lập trình tính toán

24

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Vẽ nhiều đồ thị trên cùng một cửa sổ (tt.)

t = 0:pi/20:2*pi; [x,y] = meshgrid(t);

subplot(2,2,1); plot(sin(t),cos(t)); axis equal

subplot(2,2,2); z = sin(x)+cos(y); plot(t,z); axis([0 2*pi -2 2])

subplot(2,2,3); z = sin(x).*cos(y); plot(t,z); axis([0 2*pi -1 1])

subplot(2,2,4); z = (sin(x).^2)-(cos(y).^2); plot(t,z); ...

axis([0 2*pi -1 1])

Ví dụ:

04/06/2013

Lập trình tính toán

25

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Vẽ nhiều đồ thị trên cùng một cửa sổ (tt.)

Ví dụ (tt.):

04/06/2013

Lập trình tính toán

26

4.1 Đồ họa 2D (tt.)

Đọc dữ liệu từ màn hình đồ họa

>>[x,y] = ginput

Đọc tọa độ điểm từ màn hình đồ họa và trao kết quả cho 2

vector x và y. Vị trí của điểm được xác định bởi chuột hoặc

bàn phím.

04/06/2013

Lập trình tính toán

27

4.2 Đồ họa 3D

Lệnh plot3

>> plot3(x,y,z,‘option’)

t = 0:pi/50:10*pi;

plot3(sin(t),cos(t),t)

xlabel('sin(t)')

ylabel('cos(t)')

zlabel('t')

grid on

axis square

Ví dụ:

04/06/2013

Lập trình tính toán

28

4.2 Đồ họa 3D (tt.)

Lệnh meshgrid

>> [u,v]=meshgrid(x,y)

Trong đó, giá trị tọa đổ điểm của lưới được lưu trữ vào 2 ma trận u, v

- u chứa vector x với m dòng

- v chứa vector y với n cột

04/06/2013

Lập trình tính toán

29

4.2 Đồ họa 3D (tt.)

Bộ lệnh tạo lưới

Lệnh

mesh(z)

mesh(u,v,z,c)

Vẽ hàm mặt lưới trên dữ liệu là các phần tử trong ma trận z. Các điểm lân cận trong lưới được nối với nhau bởi các đường thẳng. Đồ họa được vẽ trong không gian 3D với góc chiếu phối cảnh, trong đó phần tử zij là chiều cao trên lưới grid(uij,vij). C: ma trận màu cho mỗi điểm. Nếu C không xác định thì C=Z

Ý nghĩa In các giá trị trong ma trận z như là các độ cao trên mặt lưới grid hình chữ nhật. Nối các điểm đó với các điểm xung quanh tạo nên mặt lưới

04/06/2013

Lập trình tính toán

30

4.2 Đồ họa 3D (tt.)

Bộ lệnh tạo lưới (tt.)

Lệnh

meshc(...)

meshz(...)

Vẽ mặt lưới tương tự như lệnh mesh nhưng có thêm lưới grid trên mặt x, y

waterfall(...)

Tương tự như lệnh mesh nhưng lưới grid chỉ được vẽ theo một hướng

hidden on/off

Hiện / không hiện các đường khuất sau mặt lưới tạo bởi lệnh mesh

Ý nghĩa Vẽ bước lưới cho các bề mặt lưới tương tự như lệnh mesh nhưng đồng thời vẽ thêm đường contour ở dưới bề mặt lưới

04/06/2013

Lập trình tính toán

31

4.2 Đồ họa 3D (tt.)

Bộ lệnh tạo lưới (tt.)

x=0:0.1:pi;y=0:0.1:pi; [X,Y]=meshgrid(x,y); Z=sin(Y.^2+X)-cos(Y-X.^2); subplot(221);mesh(Z); subplot(222);meshc(Z); subplot(223);mesh(x,y,Z); axis([0 pi 0 pi -5 5]); subplot(224);mesh(Z); hidden off

Ví dụ: Vẽ mặt z=sin(y2-x)-cos(y-x2) với x,y∈[0,π]