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matlab画三维图像(plot3,mesh,surf)

2024-07-12 13:51| 来源: 网络整理| 查看: 265

二维函数的图像必须用三维坐标系画,很多函数的图像长得很好看,很有意思。会可视化也会有利于我们理解更深刻。

(1)plot3,三维曲线图

在网上看到这图觉得挺好看:

t=0:pi/360:2*pi; x=sin(t); y=cos(t); z=2*x.^2+y.^2; figure plot3(x,y,z,'Color','r','LineWidth',2); xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('z'); title('z=(cos t)^2+2*(sin t)^2'); axis([-1.2 1.2 -1.2 1.2 1 2.2]);

在这里插入图片描述

(2)mesh,网面图 clear all,clc; t=-0.5:.01:0.5; [x,y]=meshgrid(t);%形成格点矩阵 z=sin(4*pi*x)+cos(6*pi*y); figure(1) mesh(x,y,z); axis([-0.5 0.5 -0.5 0.5 -2 2]); title('z=sin(4*pi*x)+cos(6*pi*y); mesh') colormap cool%cool是一种配色方案,还有其他方案如winter,summer····见help colormap colorbar

在这里插入图片描述

画个二元函数,观察采样后频谱的混叠现象

在这里插入图片描述

二元函数图像的绘制还是把变量分为多个离散点绘制,只是增大点数。

clear all,clc; t=-1:.01:1; [x,y]=meshgrid(t);%形成格点矩阵 f=cos(2*pi*(2*x-y)); figure(1) mesh(x,y,f);grid on xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('f'); axis([-0.5 0.5 -1 1 -1.5 1.5]); title('f=cos[2*pi(2x-y)]; mesh') colormap winter colorbar

在这里插入图片描述 先手动计算一下它的二位傅里叶变换: 不想打公式(逃)

在这里插入图片描述

F= fft2(f);%做二维DFT变换,把连续函数取样得到一个矩阵,把这个矩阵当图像一样处理 figure(2) subplot(121),imshow(abs(F),[]);title('函数f=cos(2*pi(2x-y))二维频谱') F=fftshift(F);%使用matlab的fftshift函数把低频分量移到频谱中心 subplot(122),imshow(abs(F),[]);title('中心化频谱')

在这里插入图片描述

t=-1.1:.333:1.1;%以频率3采样(题目要求) [x,y]=meshgrid(t);%形成格点矩阵 f=cos(2*pi*(2*x-y)); figure(1) mesh(x,y,f);grid on xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('f'); axis([-1 1 -1 1 -1.5 1.5]); title('采样后的f=cos[2*pi(2x-y)]; mesh') colormap winter colorbar F= fft2(f);%做二维DFT变换,把连续函数取样得到一个矩阵,把这个矩阵当图像一样处理 figure(2) subplot(121),imshow(abs(F),[]);title('函数f=cos(2*pi(2x-y))采样后的二维频谱') F=fftshift(F);%使用matlab的fftshift函数把低频分量移到频谱中心 subplot(122),imshow(abs(F),[]);title('中心化频谱')

采样后信号: 在这里插入图片描述 采样后信号频谱: 函数的x方向频率是2,y方向频率是1,所以一定会有混叠失真 可以看出频谱的能量中心的相对位置都不对,这就是混叠失真引起的

在这里插入图片描述

t=-1.1:.17:1.1;%以更高频率采样 [x,y]=meshgrid(t);%形成格点矩阵 f=cos(2*pi*(2*x-y)); figure(1) mesh(x,y,f);grid on xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('f'); axis([-1 1 -1 1 -1.5 1.5]); title('采样后的f=cos[2*pi(2x-y)]; mesh') colormap winter colorbar F= fft2(f);%做二维DFT变换,把连续函数取样得到一个矩阵,把这个矩阵当图像一样处理 figure(2) subplot(121),imshow(abs(F),[]);title('函数f=cos(2*pi(2x-y))采样后的二维频谱') F=fftshift(F);%使用matlab的fftshift函数把低频分量移到频谱中心 subplot(122),imshow(abs(F),[]);title('中心化频谱')

以更大的采样频率采样,避免不满足奈奎斯特定理产生混叠: 可见得到的频谱和连续函数的频谱更相似。采样频率越大,得到的频谱和连续函数的频谱越相似 在这里插入图片描述



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