matlab gif動圖的製作
matlab gif動圖的製作
參考資料：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/81860696
https://ww2.mathworks.cn/matlabcentral/answers/94495-how-can-i-create-animated-gif-images-in-matlab
https://ww2.mathworks.cn/help/matlab/ref/imwrite.html?s_tid=srchtitle
https://ww2.mathworks.cn/help/matlab/animation-1.html?s_tid=CRUX_lftnav
https://ww2.mathworks.cn/help/matlab/ref/getframe.html
核心函式
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imwrite 將影象寫入圖形檔案
imwrite(A,filename)將影象資料A寫入filename指定的檔案，並從副檔名推斷出檔案格式。imwrite在當前資料夾中建立新檔案。輸出影象的位深取決於A的資料型別和檔案格式。對於大多數格式來說：-
如果
A屬於資料型別uint8，則imwrite輸出 8 位值。 -
如果
A屬於資料型別uint16且輸出檔案格式支援 16 位資料（JPEG、PNG 和 TIFF），則imwrite將輸出 16 位的值。如果輸出檔案格式不支援 16 位資料，則imwrite返回錯誤。 -
如果
A是灰度影象或者屬於資料型別double或single的 RGB 彩色影象，則imwrite假設動態範圍是 [0,1]，並在將其作為 8 位值寫入檔案之前自動按 255 縮放資料。如果A中的資料是single，則在將其寫入 GIF 或 TIFF 檔案之前將A轉換為double。 -
如果
A屬於logical資料型別，則imwrite會假定資料為二值影象並將資料寫入位深為 1 的檔案（如果格式允許）。BMP、PNG 或 TIFF 格式以輸入陣列形式接受二值影象。如果
A包含索引影象資料，則應另外指定map輸入引數。
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imwrite(A,map,filename) 將 A 中的索引影象及其關聯的顏色圖寫入由 map
filename 指定的檔案。
-
如果
A是屬於資料型別double或single的索引圖片，則imwrite通過從每個元素中減去 1 來將索引轉換為從 0 開始的索引，然後以uint8形式寫入資料。如果A中的資料是single，則在將其寫入 GIF 或 TIFF 檔案之前將A轉換為doubleimwrite(___,fmt)以fmt指定的格式寫入影象，無論filename中的副檔名如何。您可以在任何先前語法的輸入引數之後指定fmt。imwrite(___,Name,Value)使用一個或多個名稱-值對組引數，以指定 GIF、HDF、JPEG、PBM、PGM、PNG、PPM 和 TIFF 檔案輸出的其他引數。您可以在任何先前語法的輸入引數之後指定Name,Value。
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getframe
F = getframe
F = getframe捕獲顯示在螢幕上的當前座標區作為影片幀。F是一個包含影象資料的結構體。getframe按照螢幕上顯示的大小捕獲這些座標區。它並不捕獲座標區輪廓外部的刻度標籤或其他內容。F = getframe(ax)
F = getframe(ax)捕獲ax標識的座標區而非當前座標區。F = getframe(fig)
F = getframe(fig)捕獲由fig標識的圖窗。如果您需要捕獲圖窗視窗的整個內部區域（包括座標區標題、標籤和刻度線），則指定一個圖窗。捕獲的影片幀不包括圖窗選單和工具欄。F = getframe(___,rect)
F = getframe(___,rect)捕獲rect定義的矩形內的區域。指定rect作為[left bottom width height]形式的四元素向量。將此選項用於上一語法中的ax或fig輸入引數。 -
frame2im:該函式功能是”返回與影片幀關聯的影象資料“。
函式語法：[X,map]=frame2im(F),X是索引影象資料，map為關聯的顏色圖。
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ind2rgb()
RGB = ind2rgb(X,map)將索引影象X和對應的顏色圖map轉換為 RGB（真彩色）格式
螺旋圖
%畫螺旋圖，製作gif
clear
close all %關閉所有圖形視窗
t=0:0.1:6*pi;
x=sin(t);
y=cos(t);
z =2*t;
hh=plot3(x,y,z,'b','linewidth',2);
h = animatedline('color','r','linewidth',1,'marker','>');
filename='dongtu_4.gif'; %圖片名稱
for k = 1:length(t)
% 畫動圖
addpoints(h,x(k),y(k),z(k))
drawnow
pause(0.1)
F = getframe(gcf); %捕獲顯示在螢幕上的當前座標區作為影片幀
im = frame2im(F); %返回與影片幀關聯的影象資料
[I,map] = rgb2ind(im,256); % 將資料轉換為rgb格式
if k == 1
imwrite(I,map, filename,'GIF', 'Loopcount',inf,'DelayTime',0.1);
else
imwrite(I,map,filename,'WriteMode','append','DelayTime',0.1);
end
end
%imwrite 將 GIF 檔案寫入您的當前資料夾。名稱-值對組 'LoopCount',Inf 使動畫連續迴圈。'DelayTime',1 在每個動畫影象顯示之間指定了0.1秒的時滯
平面簡諧電磁波的傳播
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理論
參考資料：《大學物理》（任意版本）、《matlab視覺化大學物理學》周群益等著
根據麥克斯韋方程組，可以推導並將電磁波表示為：
\(E = E_msin(k*x-w*t)\)
\(B = B_msin(k*x-w*t)\)
注意到 1）光速 \(c =\frac{E}{B}\) , 所以只需計算其一即可，可是光速為1
2) E與B相互垂直，且 \(\frac{1}{\mu_0}\vec E\times\vec B=\mathbf{\vec S}\) 波印亭向量波的傳播方向和能量傳輸方向
%平面電磁波的傳播
%沿x正方向傳播
%為了方便，設定光速為c=1,則E=B,電場等於磁場
%設電場最大值Em=2
% 設k =1,w=1
clear
close all
Em=2; %電場強度最大值
x =0:0.05:6*pi;
tem=zeros(size(x)); %備用，電場與磁場相互垂直，分別在一座標軸上分量為0
E =zeros(size(x)); %初始化空間電場強度數值，全為零
axis([0 ,20 -2 ,2 -2, 2]) %設定座標軸大小
xlabel('傳播方向'),ylabel('電場'),zlabel('磁場')
hold on
% 空間初始電磁場影象
H_E=plot3(x,E,tem,'linewidth',1.5);
H_B=plot3(x,tem,E,'linewidth',1.5);
tem2=~mod(x,0.5);
S_E=stem(x(tem2),E(tem2),'r.');
S_B=stem3(x(tem2),tem(tem2),E(tem2),'b.');
pause %暫停一下，按空格鍵可繼續，可以停下來用滑鼠調整觀察影象角度
k=1;
filename='dongtu_7.gif';
%製作gif動圖
while k<=length(x)
E= [Em*sin(x(k)),E(1:end-1)];
set(H_E,'YData',E);
set(S_E,'YData',E(tem2)) %更新電場影象
set(H_B,'ZData',E);
set(S_B,'zData',E(tem2)) %更新磁場影象
drawnow limitrate
F = getframe(gcf); %捕獲顯示在螢幕上的當前座標區作為影片幀
im = frame2im(F); %返回與影片幀關聯的影象資料
[I,map] = rgb2ind(im,256); % 將資料轉換為rgb格式
if k == 1
imwrite(I,map, filename,'GIF', 'Loopcount',inf,'DelayTime',0.05);
else
imwrite(I,map,filename,'WriteMode','append','DelayTime',0.05);
end
k=k+1;
end
drawnow
預設角度：
調整一下觀察角度：