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第1篇　句柄图形对象 1

第1章　句柄图形对象简介 2

1.1　面向对象的思维方式 2

1.2　句柄图形对象的组织 2

1.2.1　句柄图形对象的层次结构 2

1.2.2　句柄图形对象的类型 3

1.3　图形窗口——Figure对象 3

1.3.1 用于绘图的图形窗口 4

1.3.2 Figure对象用作GUI 4

1.3.3 Root对象——Figure对象的父对象 4

1.4　对象的属性 . 5

1.4.1　设置和查询属性值 5

1.4.2　默认属性 7

1.4.3　示例——设置默认线型 8

1.4.4　与窗口锚定有关的属性 9

1.4.5　确定图形窗口的位置和大小 10

第2章　核心图形对象和图形定制 12

2.1　核心图形对象简介 12

2.1.1　核心图形对象的组织结构 12

2.1.2　核心图形对象的简单描述 12

2.2　创建核心图形对象 14

2.2.1　创建核心图形对象的函数 15

2.2.2　创建直线段、多义线和曲线——line函数 16

2.2.3　创建矩形、圆角矩形、椭圆、圆及对应的区域图形——rectangle函数 17

2.2.4　创建多边形——patch函数 18

2.2.5　创建文本——text函数 19

2.2.6　指定父对象 20

2.2.7　高级函数和低级函数 20

2.3.1　标签和外观属性 21

2.2.8　简化的调用语法 21

2.3　坐标系属性 21

2.3.2　坐标系的位置和大小 22

2.3.3　在同一图形窗口中显示多个坐标系 26

2.3.4　单个坐标轴的控制 27

2.3.5　使用多个x轴和y轴 30

2.4　定制图形 30

2.4.1　创建圆弧 30

2.4.2　创建面积图 32

第3章　绘图对象 33

3.1　绘图对象简介 33

3.2　创建绘图对象 33

3.2.1　创建绘图对象的函数 33

3.2.2　实例分析 34

3.3.2　连接图形和变量 35

3.3　其他技巧 35

3.3.1　编程识别绘图对象 35

3.3.3　保存与MATLAB以前版本相兼容的图形 36

第4章　标注对象 37

4.1　标注对象简介 37

4.1.1　Arrow对象类型 37

4.1.2 Doublearrow对象类型 38

4.1.3 Ellipse对象类型 38

4.1.4 Line对象类型 38

4.1.5 Rectangle对象类型 38

4.1.6　Textarrow对象类型 39

4.1.7 Textbox对象类型 40

4.2　创建标注对象 41

5.1.2　组对象的属性 43

5.1.1　两个组对象 43

第5章　组对象 43

5.1　组对象简介 43

5.2　创建组对象 44

5.2.1　创建Hggroup对象 45

5.2.2　创建Hgtransform对象 45

第6章　GUI对象 51

6.1　创建基本控件 51

6.2　创建菜单 52

6.3　弹出式菜单 52

6.4　按钮组控件 53

6.5　创建面板控件 53

6.6　工具栏 56

7.1.2　当前图形、坐标轴和对象 58

7.1.1　获取对象句柄 58

7.1　句柄操作 58

第7章　句柄图形对象的操作和控制 58

7.1.3　用属性值查找对象——findobj函数 59

7.1.4　复制对象 61

7.1.5　删除对象 62

7.2　句柄图形对象的回调 63

7.2.1 图形对象的回调属性 63

7.2.2　函数句柄回调 63

7.3　句柄图形的视图控制 64

7.3.1　指定图形输出的目标区域 64

7.3.2　设置图形窗口和坐标系 64

7.3.3　测试保持（Hold）绘图状态 66

7.3.4　防止Figure和Axes对象成为绘图目标区域 67

7.3.5　关闭请求函数 68

第2篇　高级绘图技术 69

8.1 网格图、刻面图和曲面图的着色 70

8.1.1　主要的着色技术 70

8.1.2　颜色查找表 70

第8章　图形着色 70

8.1.3　索引着色表面——直接映射和比例化映射 74

8.1.4　示例——表面曲率向颜色映射 74

8.1.5　真彩色表面 75

8.1.6　纹理映射 76

8.2　多边形模型的着色 77

8.2.1　面片只有1个小面的情况 77

8.2.2　面片有多个小面的情况 78

8.2.3　控制面片着色的属性 80

8.2.4　面片边的着色 80

9.2　光照命令 81

第9章　光照与材质 81

9.1 Light对象 81

9.3　给场景添加光照 83

9.4　影响光照效果的属性 84

9.5　光照算法 84

9.6　图形对象的反射特性——材质 85

9.6.1　镜面反射和漫反射 85

9.6.2　环境光 85

9.6.3　镜面反射指数 86

9.6.4　镜面反射光的颜色 86

9.6.5　背面光照 86

9.6.6 material函数 88

9.6.7　一个例子 88

10.1.1 alpha值 90

10.1.2　与透明性相关的属性和函数 90

第10章　透明性 90

10.1　使对象透明 90

10.2　指定一个单独的透明度值 93

10.3　将数据映射给透明度 94

10.3.1 alpha数据数组的大小 94

10.3.2　将alpha数据映射到alpha查找表 94

10.3.3　示例——将数据映射到颜色或透明度 95

10.4　选择一个alpha查找表 95

第11章　交互操作 98

11.1　橡皮线技术 98

11.1.1 鼠标操作 98

11.1.2　绘制橡皮线 99

11.1.3　绘制橡皮矩形 101

11.1.4　移动矩形 102

11.2.1　用方位角和仰角设置视点 103

11.2　视点和相机 103

11.2.2　一个重要的交互工具——相机 104

11.3　用相机工具条进行场景空间变换 105

11.3.1　相机工具条 105

11.3.2　交换主轴 105

11.3.3　盘旋 106

11.3.4　平移 107

11.3.5　缩放 108

11.3.6　滚动 109

11.3.7　漫游 110

11.4　用相机相关函数实现场景空间变换 110

11.4.1　低级相机属性 110

11.4.2　相机相关函数 111

11.4.3　示例——平移图像 119

11.5.1　正交投影和透视投影 120

11.5　投影 120

11.5.2　投影类型和相机位置 121

11.5.3　坐标轴方向上的显示比率 122

11.6　子体积 124

11.7　体包围盒 125

第12章　科学计算可视化 126

12.1　沿场景移动相机 126

12.2　飞越快照显示 128

12.3　用剖面面板察看体 129

12.4　等值面和等帽盖 132

12.4.1　等值面 132

12.4.2　等帽盖 133

12.5　指定流图中流线的起点 134

12.5.1　确定起点 135

12.5.2　指定起点坐标数组 135

12.6　矢量数据的流线图 136

12.7　用流带显示卷曲 138

12.8　用流管显示差异 140

12.9　创建流沙动画 142

12.10　用流锥图表示矢量场 144

第13章　LOD编程 148

13.1　LOD简介 148

13.2　减面 148

13.3　减元素 149

13.4　缩面 150

13.5　实现LOD 151

第3篇　图像处理工具箱 153

第14章　图像处理工具箱简介 154

14.1　图像类型 154

14.1.1　索引图像 154

14.1.3　二值图像 155

14.1.2　灰度图像 155

14.1.4　RGB图像 156

14.1.5　图像类型转换 157

14.2　图像数据 158

14.2.1　图像的数据保存类型 158

14.2.2　读写图像数据 159

14.2.3　读写DICOM文件 162

第15章　显示图像 165

15.1　用图像查看器显示图像 165

15.2　用imshow函数显示图像 167

15.2.1　打开图像 167

15.2.2　指定图像的初始大小 167

15.2.3　查看多幅图像 168

15.3　显示不同类型的图像 169

15.3.1　显示索引图像 169

15.2.4　理解句柄图形对象的属性设置 169

15.3.2　显示灰度图像 170

15.3.3　显示二值图像 171

15.3.4　显示RGB图像 172

15.4　特殊显示技巧 172

15.4.1　添加颜色条 173

15.4.2　一次显示多帧图像的所有帧 173

15.4.3　将多帧图像转换为动画 174

15.4.4　纹理映射 174

15.5　打印图像 175

15.6　设置图像显示的参数选项 175

第16章　颜色和坐标 176

16.1　颜色 176

16.1.1　屏幕位深 176

16.1.2　减少图像中的颜色种数 177

16.2.1　像素坐标 180

16.2　坐标系统 180

16.2.2　空间坐标 181

第17章　图像合成 183

17.1　代数运算 183

17.1.1　图像加运算 183

17.1.2　图像减运算 184

17.1.3　图像乘运算 185

17.1.4　图像除运算 186

17.1.5　嵌套调用图像运算函数 186

17.2　逻辑运算 186

第18章　空间变换 188

18.1　插值 188

18.2.1　指定输出图像的大小 189

18.2.2　指定插值方法 189

18.2　图像缩放 189

18.2.3　用滤波器防止走样 190

18.3　旋转图像 190

18.3.1　指定插值方法 190

18.3.2　指定输出图像的大小 191

18.4　图像裁剪 191

18.5　进行一般的空间变换 191

第19章　邻域和块处理 193

19.1　块处理操作 193

19.2　滑动邻域操作 193

19.3　分离块操作 195

19.4　列处理 196

19.4.1　滑动邻域操作 197

19.4.2　分离块操作 197

20.1.2　其他选择方法 199

20.1.1　选择多边形 199

第20章　基于区域的处理 199

20.1　指定目标区域 199

20.2　对区域进行滤波 200

20.3　填充区域 201

第21章　变换域处理 202

21.1　傅里叶变换 202

21.1.1　傅里叶变换的定义 202

21.1.2　离散傅里叶变换 203

21.1.3　傅里叶变换的应用 205

21.2　离散余弦变换 207

21.2.1 DCT变换矩阵 208

21.2.2 DCT和图像压缩 208

21.3 Radon变换 209

21.3.1　概念 209

21.3.2　使用Radon变换来发现线形影像 211

21.3.3　逆Radon变换 212

21.3.4　利用投影数据重建图像 213

21.4　扇形光束投影数据 214

21.4.1　计算扇形光束投影数据 214

21.4.2　用扇形光束投影数据重建图像 215

第22章　数学形态学 218

22.1　膨胀和腐蚀 218

22.1.1　理解膨胀和腐蚀 218

22.1.2　结构元素 219

22.1.3　处理图像边缘的像素 221

22.1.4　膨胀图像 222

22.1.5　腐蚀图像 223

22.1.6　组合膨胀和腐蚀 224

22.1.7　开运算 225

22.1.9　骨架提取 226

22.1.8　闭运算 226

22.1.10　边缘检测 227

22.1.11　击中击不中 228

22.1.12 top-hat和bottom-hat滤波 228

22.2　数学形态学重建 229

22.2.1 Marker图像和Mask图像 229

22.2.2　像素连通性 231

22.2.3　填充操作 232

22.2.4　寻找峰和谷 234

22.3　距离变换 238

22.3.1 bwdist函数 238

22.3.2　图像分割 240

22.4　对象、区域和特征度量 243

22.4.1　连接组分的标注 243

22.4.3　计算二值图像中前景的面积 244

22.4.2　查看标注矩阵 244

22.4.4　计算二值图像中的欧拉数 245

22.5　查找表 245

第23章　图像分析 247

23.1　像素值和统计量 247

23.1.1　像素选择 247

23.1.2　灰度轮廓 248

23.1.3　图形等值线 249

23.1.4　图像直方图 250

23.1.5　综述统计量 251

23.1.6　区域属性度量 251

23.2　分析图像 251

23.2.1　边缘检测 251

23.2.2　边界跟踪 252

23.2.3　Hough变换 254

23.2.4　四叉树分解 256

23.3　纹理分析 256

23.3.1　纹理滤波函数 257

23.3.2　灰度级别共生矩阵（GLCM） 258

第24章　图像增强 262

24.1　灰度调整 262

24.1.1　将灰度值调整到一个指定的范围 262

24.1.2　直方均等化 265

24.1.3　有限对比适应性直方均等化 266

24.1.4　去相关拉伸 266

24.2　去噪 268

24.2.1　线性滤波 268

24.2.2　中值滤波 274

24.2.3　自适应滤波 275

第25章　图像配准 276

25.1　配准图像的一般过程 276

25.1.1 点映射 276

25.1.2　示例——将数字航空照片配准成数字正色投影照片 276

25.2　支持的变换类型 278

25.3　选择控制点 279

第26章　图像恢复 285

26.1　理解图像恢复 285

26.1.1　影响图像质量的原因 285

26.1.2　图像恢复模型 285

26.2　用函数恢复图像 286

26.2.1　用Wiener滤波器进行恢复 286

26.2.2　用正则滤波器进行恢复 287

26.2.3　用Lucy-Richardson算法进行恢复 288

26.2.4　用盲去卷积算法进行恢复 289

26.3　避免在恢复后的图像中出现跳跃效应 292

第4篇　虚拟现实工具箱 293

第27章　虚拟现实工具箱简介 294

27.1　虚拟现实工具箱的特点 294

27.2 VRML支持 294

27.3 MATLAB接口 295

27.4 Simulink接口 295

27.5 VRML查看器 295

27.6 VRML编辑器 295

第28章　VRML与V-Realm编辑器 296

28.1 VRML语言 296

28.1.1 VRML的历史 296

28.1.2 VRML坐标系统 296

28.1.3 VRML数据类型 297

28.1.5 VRML文件格式 299

28.1.4 VRML编辑工具 299

28.2 V-Realm编辑器 300

28.2.1 VRML编辑工具 300

28.2.2 V-Realm编辑器的安装 301

28.2.3　设置虚拟场景的默认编辑器 301

28.2.4 V-Realm编辑器的界面环境 303

28.2.5　用V-Realm编辑器创建虚拟场景 304

28.2.6　用V-Realm编辑器编辑虚拟场景 306

第29章　MATLAB与虚拟世界进行交互 308

29.1　显示虚拟世界 308

29.1.1 VRML查看器 308

29.1.2　网络浏览器 308

29.2　与虚拟世界交互 310

29.2.1　创建虚拟现实工具箱对象 310

29.2.2　使用MATLAB接口 311

30.1 vrworld对象 315

30.1.1 vrworld对象的属性 315

30.1.2 vrworld对象的方法 315

第30章　虚拟现实工具箱中的对象 315

30.2 vrnode对象 316

30.2.1 vmode对象的属性 316

30.2.2 vmode对象的方法 316

30.3 vrfigure对象 316

30.3.1 vrfiigure对象的属性 316

30.3.2 vrfigure对象的方法 317

第31章　虚拟现实工具箱中的函数 318

31.1 vrclear函数 318

31.2 vrclose函数 318

31.4 vrgetpref函数 319

31.3 vrdrawnow函数 319

31.5 vrinstall函数 320

31.6 vrlib函数 321

31.7 vrsetpref函数 321

31.8 vrview函数 322

31.9 vrwho函数 322

31.10 vrwhos函数 322

第5篇　地图制作工具箱 323

第32章　地图制作工具箱简介 324

32.1　创建底图 324

32.2　在底图上显示数据 328

32.3　导入高分辨率地图集数据 329

32.4　地理计算 331

33.1.1　矢量数据 332

33.1　地图数据 332

第33章　地理空间数据 332

33.1.2　栅格数据 333

33.2　操作矢量数据 335

33.2.1　重新组装矢量对象 336

33.2.2　匹配直线段 337

33.2.3　地理插值 337

33.2.4　矢量相交 338

33.2.5　多边形的面积 339

33.2.6　通过布尔操作叠加多边形 339

33.2.7　生成缓冲区 341

33.3　操作栅格数据 342

33.3.1　矢量数据和栅格数据的转换 342

33.3.2　用GUI光栅化多边形 343

33.3.3　路径上的数据网格值 344

34.1.1　地球体和椭球体 346

34.1.2　椭球体矢量 346

第34章　地理空间几何 346

34.1　球体、椭球体和地球体 346

34.2　纬度和经度 348

34.3　大圆、恒向线和小圆 348

34.3.1　大圆 348

34.3.2　恒向线 349

34.3.3　小圆 349

34.4　球体或椭球体上的角度和方向 349

34.4.1　定位——前向问题 349

34.4.2　计算跟踪路径——大圆和恒向线 350

34.4.3　距离、方位角和反方位角（反向问题） 350

34.4.4　计算方位角和仰角 351

34.5　历年的行星数据 352

34.6　计算球面四边形的面积 353

第35章　地图投影 354

35.1　地图投影的定量属性 354

35.2　几何表面 355

35.2.1　柱面投影 355

35.2.2　锥面投影 355

35.2.3　方位投影 355

35.3　投影方位 356

35.3.1 origin矢量 356

35.3.2　坐标转换 358

35.4　投影计算 360

35.5　使用球面投影 362

35.6　使用UTM投影 363

35.7　投影类型综述 366

36.1.1　用worldmap和usamap函数显示简单的地图 368

36.1　地图制作简介 368

第36章　创建和查看地图 368

36.1.2　坐标 369

36.1.3　在投影类型之间转换 371

36.2　用地图制作工具箱函数显示矢量数据 372

36.2.1　把矢量地图显示成直线对象 372

36.2.2　把矢量地图显示成面片 373

第37章　制作三维地图 376

37.1　地形数据源 376

37.1.1　源于NIMA的数字地形高程 376

37.1.2　源于USGS的数字高程模型（DEM）文件 376

37.1.3　确定区域内存在什么高程数据 376

37.2　交互读取高程数据 379

37.3　确定整个地形上的可见性并进行显示 382

37.4.1　给DTED文件创建的地形图添加光照 383

37.4　给地形图添加阴影和光照 383

37.4.2　用lightm函数和lightmui工具给世界地形图添加光照 385

37.4.3　给地貌添加阴影 386

37.4.4　给阴影地貌图着色并作三维显示 388

37.4.5　用光照对象照亮彩色三维地貌图 389

37.5　在高程地图上叠加数据 390

37.5.1　在地形图上叠加大地水准面高度 390

37.5.2　在地形图上叠加不同的网格数据 391

37.6　球体显示操作 393

37.6.1　在球体显示中使用透明性 394

37.6.2　用相机定位函数进行水平三维视图 395

37.6.3　显示一个旋转的地球 395

第38章　定制地图 398

38.1　插入地图 398

38.3　指北针 399

38.2　图形比例尺 399

38.4　主题图 400

38.4.1　地区分布图 401

38.4.2　杆状图 403

38.4.3　等值线图 403

38.4.4　散点图 403

38.4.5　三角化数据点 404

38.4.6　矢量图 405

38.5　使用颜色查找表和色条 406

38.5.1　地形数据的颜色查找表 406

38.5.2　等值线颜色查找表 406

38.5.3　政区图的颜色查找表 407

38.5.4　标注和编辑色条 408

参考文献 410