MbookMATLAB4计算的可视化和GUI设计

4.8动画

4.8.1以电影方式产生动画

以电影方式产生动画，有两个步骤：

(1) 使用getframe命令来抓取图形作为画面，每个画面都是以一个列向量的方式，置于存放整个电影的矩阵M中。

(2) 使用movie(M,k)命令来播放电影，并可指定矩阵M播放的重复次数k。

【例4.33】使用电影方式制作动画，显示二阶系统的时域波形，最后一个画面如图4.54所示。

n=20;

for i=1:n x=0:0.1:i;

y=1-1/sqrt(1-0.3^2)*exp(-0.3*x).*sin(sqrt(1-0.3^2)*x+acos(0.3)); plot(x,y)

axis([0,20,0,1.5]); %固定坐标轴 M(i)=getframe; %抓取画面 end

movie(M,3) %播放3次

程序分析：使用for循环，画20个不同阶段的波形画面，将画面抓取保存到M矩阵中，播放3次。

图4.54 最后一帧画面

4.8.2以对象方式产生动画

1．擦除属性EraseMode

以对象方式产生动画需要设置EraseMode属性，EraseMode为一个字符串，代表对象的擦除方式，即对于旧对象的处理方式。EraseMode属性有以下几种：

? normal：计算整个画面的数据，重画整个图形。

? xor：将旧对象的点以xor的方式还原，即只画与屏幕色不一致的新对象点，擦除不一致的原对象点，这种方式不会擦除被擦对象下面的其他图像。

? background：将旧对象的点变成背景颜色，实现擦除，这种方式会擦除被擦对象下面的其他图像。

? none：保留旧对象的点，不做任何擦除。 在上述四种EraseMode中，耗费时间的次序是： normal > xor > background > none

2．对象的位置属性

通常在动画过程中，会改变对象的位置或尺寸、颜色等外观属性，位置属性有： ? xdata：为一个向量，代表对象的x坐标值。 ? ydata：为一个向量，代表对象的y坐标值。

3．屏幕刷新

当新对象的属性设置后，应刷新屏幕，使新对象显示出来，刷新屏幕用drawnow命令实现。

4．产生动画

产生动画的具体步骤是：

(1) 先产生一个对象，其EraseMode属性为xor、background或none； (2) 在循环中产生动画，每次循环改变此对象的xdata或ydata(或两者)； (3) 使用drawnow命令刷新屏幕

【例4.34】使用对象方式产生用一个红色的小球沿着曲线运动的动画，如图4.55所示。

图4.55 运行界面

x=0:0.1:20;

y=1-1/sqrt(1-0.3^2)*exp(-0.3*x).*sin(sqrt(1-0.3^2)*x+acos(0.3)); plot(x,y)

h=line(0,0,'color','red','marker','.','markersize',40,'erasemode','xor'); %定义红色的小球

for i=1:length(x)

set(h,'xdata',x(i),'ydata',y(i)); %设置小球的新位置 pause(0.005) %暂停0.005秒 drawnow %刷新屏幕 end

程序分析：小球以xor的方式擦除旧曲线，如果将EraseMode改成background方式，则会发现小球会擦掉原来的曲线；drawnow命令的作用是使MATLAB立刻处理set命令，但由于本例中使用pause命令暂停，屏幕一定会得到及时的更新，drawnow如果去掉效果一样。