过冷水带你用matlab制作演示动画
随着这信息技术的发展，“南抖音北快手”走进大家的生活，更多的人喜欢上看视频，这种能动的图像，科研学习领域有时候为了能够很好的把事情说清楚也需要能够动态展示计算结果，过冷水本期就和大家一起学习MATLAB制作动态动画，并且保存。
动画的原理就是多张静态连贯图像在短时间内快速播放而形成的影片。因此我们需要具备三个条件：静态图像、图像连贯、快速展示。使用绘图命令可以获得静态图像，自变量取不同的值可以保证图像空间上的连贯性，使用循环可以达到快速播放效果。完美！
具体实现过程如下：定义自变量的取值情况，根据自变量初始化因变量。定义一个for循环构架，取k为循环计次，每次绘制各变量1至k大小的图像。由于matlab绘制速度极快，肉眼几乎分辨不处重画造成的画面顿挫感。每绘制完成一次获取当前图像帧，使用imwrite命令来保存当前帧，并使用gif图像格式，因为保存视频格式既浪费存储空间又没得必要。
clear
tic
height=11.1087999344000004;width=11.1087999344000004;long=11.1087999344000004;
N=52;
load('data.mat')
for i=1:length(a)/N
b= a(1 (N*(i-1)):N*i,:);
Centers{i,1}=b;
end
gg = 1;
figure1 =figure('Position',[395 86 894 700],'Name','Mg原子三维空间运动轨迹','NumberTitle','off','Color','w','Menubar','figure','WindowState','maximized');
axes1 = axes('Parent',figure1);
view(axes1,[-37.5 30]);
for k=1:length(Centers)
centers=Centers{k,1};
fill3([0 14 14 0],[0 0 14 14],[0 0 0 0],[0 1 1],'Parent',axes1);
hold(axes1,'on');
fill3([0 14 14 0],[14 14 14 14],[0 0 14 14],[0 0 1],'Parent',axes1);
fill3([14 14 14 14],[0 0 14 14],[0 14 14 0],[1 0 0],'Parent',axes1);
plot3(centers(:,1),centers(:,2),centers(:,3),'Parent',axes1,'MarkerFaceColor',[0 1 1],'MarkerEdgeColor',[0 0.447058826684952 0.74117648601532],'MarkerSize',8,'Marker','o','LineStyle','none');
hold(axes1,'off');
str1=['01';'02';'03';'04';'05';'06';'07';'08';'09';'10';'11';'12';'13';'14';'15';'16';'17';'18';'19';'20';'21';'22';'23';'24';'25';'26';'27';'28';'29';'30';'31';'32';'33';'34';'35';'36';'37';'38';'39';'40';'41';'42';'43';'44';'45';'46';'47';'48';'49';'50';'51';'52'];
text(axes1,centers(:,1),centers(:,2),centers(:,3),str1,'FontSize',14,'fontname','楷体','Color','red');
fmat(:,k)=getframe; %拷贝祯到矩阵fmat中
im = frame2im(getframe);
[I,map] = rgb2ind(im,256);
if gg == 1
imwrite(I,map,'lxx.gif','GIF', 'Loopcount',inf,'DelayTime',0.05);
gg = gg 1;
else
imwrite(I,map,'lxx.gif','WriteMode','append','DelayTime',0.05);
end
end
% 主视图XZ
figure1 = figure('Name','Mg原子三维空间运动轨迹-XZ主视图','NumberTitle','off','Color','w','Menubar','figure','WindowState','maximized');
axes1 = axes('Parent',figure1);
for k=1:length(Centers)
centers=Centers{k,1};
plot(centers(:,1),centers(:,3),'Parent',axes1,'MarkerFaceColor',[0 1 1],'MarkerEdgeColor',[0 1 1],'MarkerSize',8,'Marker','o','LineStyle','none');
str1=['01';'02';'03';'04';'05';'06';'07';'08';'09';'10';'11';'12';'13';'14';'15';'16';'17';'18';'19';'20';'21';'22';'23';'24';'25';'26';'27';'28';'29';'30';'31';'32';'33';'34';'35';'36';'37';'38';'39';'40';'41';'42';'43';'44';'45';'46';'47';'48';'49';'50';'51';'52'];
text(axes1,centers(:,1),centers(:,3),str1,'FontSize',14,'fontname','楷体','Color','red');
xlim(axes1,[-1 14]);
ylim(axes1,[-1 14]);
box(axes1,'on');
ylabel(axes1,'$Z$','FontSize',20,'Interpreter','latex');
xlabel(axes1,'$X$','FontSize',20,'Interpreter','latex');
title('XZ主视图','FontSize',20,'FontName','楷体');
fmat(:,k)=getframe; %拷贝祯到矩阵fmat中
end
% 左视图YZ
figure1 = figure('Name','Mg原子三维空间运动轨迹-YZ主视图','NumberTitle','off','Color','w','Menubar','figure','WindowState','maximized');
axes1 = axes('Parent',figure1);
%hold(axes1,'on');
for k=1:length(Centers)
centers=Centers{k,1};
plot(centers(:,2),centers(:,3),'Parent',axes1,'MarkerFaceColor',[0 1 1],'MarkerEdgeColor',[0 1 1],'MarkerSize',8,'Marker','o','LineStyle','none');
str1=['01';'02';'03';'04';'05';'06';'07';'08';'09';'10';'11';'12';'13';'14';'15';'16';'17';'18';'19';'20';'21';'22';'23';'24';'25';'26';'27';'28';'29';'30';'31';'32';'33';'34';'35';'36';'37';'38';'39';'40';'41';'42';'43';'44';'45';'46';'47';'48';'49';'50';'51';'52'];
text(axes1,centers(:,1),centers(:,3),str1,'FontSize',14,'fontname','楷体','Color','red');
xlim(axes1,[-1 14]);
ylim(axes1,[-1 14]);
box(axes1,'on');
ylabel(axes1,'$Z$','FontSize',20,'Interpreter','latex');
xlabel(axes1,'$Y$','FontSize',20,'Interpreter','latex');
title('YZ左视图','FontSize',20,'FontName','楷体');
fmat(:,k)=getframe; %拷贝祯到矩阵fmat中
end
% 俯视图 XY
figure1 = figure('Name','Mg原子三维空间运动轨迹-YZ主视图','NumberTitle','off','Color','w','Menubar','figure','WindowState','maximized');
axes1 = axes('Parent',figure1);
gg == 1
for k=1:length(Centers)
centers=Centers{k,1};
plot(centers(:,1),centers(:,2),'Parent',axes1,'MarkerFaceColor',[0 1 1],'MarkerEdgeColor',[0 1 1],'MarkerSize',8,'Marker','o','LineStyle','none');
str1=['01';'02';'03';'04';'05';'06';'07';'08';'09';'10';'11';'12';'13';'14';'15';'16';'17';'18';'19';'20';'21';'22';'23';'24';'25';'26';'27';'28';'29';'30';'31';'32';'33';'34';'35';'36';'37';'38';'39';'40';'41';'42';'43';'44';'45';'46';'47';'48';'49';'50';'51';'52'];
text(axes1,centers(:,1),centers(:,2),str1,'FontSize',14,'fontname','楷体','Color','red');
xlim(axes1,[-1 14]);
ylim(axes1,[-1 14]);
box(axes1,'on');
ylabel(axes1,'$Y$','FontSize',20,'Interpreter','latex');
xlabel(axes1,'$X$','FontSize',20,'Interpreter','latex');
title('XY俯视图','FontSize',20,'FontName','楷体');
fmat(:,k)=getframe; %拷贝祯到矩阵fmat中
im = frame2im(getframe);
[I,map] = rgb2ind(im,256);
if gg == 1
imwrite(I,map,'lxx1.gif','GIF', 'Loopcount',inf,'DelayTime',0.05);
gg = gg 1;
else
imwrite(I,map,'lxx1.gif','WriteMode','append','DelayTime',0.05);
end
end也可以绘制一个粒子在三维上的运动轨迹，这样看起来会有规律一点。
%原子轨迹追踪图
figure1 = figure('Name','Mg原子三维空间运动轨迹-YZ主视图','NumberTitle','off','Color','w','Menubar','figure','WindowState','maximized');
subplot1 = subplot(2,2,1,'Parent',figure1);
view(subplot1,[-37.5 30]);
subplot2 = subplot(2,2,2,'Parent',figure1);
subplot3 = subplot(2,2,3,'Parent',figure1);
subplot4 = subplot(2,2,4,'Parent',figure1);
hold(subplot1,'on');
hold(subplot2,'on');
hold(subplot3,'on');
hold(subplot4,'on');
fill3([0 14 14 0],[0 0 14 14],[0 0 0 0],[0 1 1],'Parent',subplot1);
fill3([0 14 14 0],[14 14 14 14],[0 0 14 14],[0 0 1],'Parent',subplot1);
fill3([14 14 14 14],[0 0 14 14],[0 14 14 0],[1 0 0],'Parent',subplot1);
xlim(subplot1,[-1 14]);
ylim(subplot1,[-1 14]);
zlim(subplot1,[-1 14]);
ylabel(subplot1,'$Y$','FontSize',20,'Interpreter','latex');
xlabel(subplot1,'$X$','FontSize',20,'Interpreter','latex');
zlabel(subplot1,'$Z$','FontSize',20,'Interpreter','latex');
title(subplot1,'三维','FontSize',20,'FontName','楷体');
xlim(subplot2,[1 length(Centers)]);
ylim(subplot2,[-1 14]);
ylabel(subplot2,'$X$','FontSize',20,'Interpreter','latex');
xlabel(subplot2,'$T$','FontSize',20,'Interpreter','latex');
title(subplot2,'TX位移','FontSize',20,'FontName','楷体');
xlim(subplot3,[1 length(Centers)]);
ylim(subplot3,[-1 14]);
ylabel(subplot3,'$Y$','FontSize',20,'Interpreter','latex');
xlabel(subplot3,'$T$','FontSize',20,'Interpreter','latex');
title(subplot3,'TY位移','FontSize',20,'FontName','楷体');
xlim(subplot4,[1 length(Centers)]);
ylim(subplot4,[-1 14]);
ylabel(subplot4,'$Z$','FontSize',20,'Interpreter','latex');
xlabel(subplot4,'$T$','FontSize',20,'Interpreter','latex');
title(subplot4,'TZ位移','FontSize',20,'FontName','楷体');
gg == 1;
for k=1:length(Centers)
centers=Centers{k,1};
plot3(centers(1,1),centers(1,2),centers(1,3),'Parent',subplot1,'MarkerFaceColor',[0 1 1],'MarkerEdgeColor',[0 1 1],'MarkerSize',4,'Marker','o','LineStyle','none');
str1=['01'];
text(subplot1,centers(1,1),centers(1,2),centers(1,3),str1,'FontSize',14,'fontname','楷体','Color','red');
plot(k,centers(1,1),'Parent',subplot2,'MarkerFaceColor',[0 1 1],'MarkerEdgeColor',[0 1 1],'MarkerSize',4,'Marker','o','LineStyle','none');
str1=['01'];
text(subplot2,k,centers(1,1),str1,'FontSize',14,'fontname','楷体','Color','red');
plot(k,centers(1,2),'Parent',subplot3,'MarkerFaceColor',[0 1 1],'MarkerEdgeColor',[0 1 1],'MarkerSize',4,'Marker','o','LineStyle','none');
str1=['01'];
text(subplot3,k,centers(1,2),str1,'FontSize',14,'fontname','楷体','Color','red');
plot(k,centers(1,3),'Parent',subplot4,'MarkerFaceColor',[0 1 1],'MarkerEdgeColor',[0 1 1],'MarkerSize',4,'Marker','o','LineStyle','none');
str1=['01'];
text(subplot4,k,centers(1,3),str1,'FontSize',14,'fontname','楷体','Color','red');
fmat(:,k)=getframe; %拷贝祯到矩阵fmat中
im = frame2im(getframe);
[I,map] = rgb2ind(im,256);
if gg == 1
imwrite(I,map,'lxx2.gif','GIF', 'Loopcount',inf,'DelayTime',0.05);
else
imwrite(I,map,'lxx2.gif','WriteMode','append','DelayTime',0.05);
end
end该案例是过冷水在学习动力学的时候随手研究的新技术，当时想的是能不能实现动态绘图，尝试一下，于是就做了该图，等把图画出来后感觉好有规律，立刻就理解了该怎么用动力学坐标数据研究扩散系数。包括怎么统计其计算规律，绘制电子云图，这就是非常典型的正反馈，越做越懂，越懂越做。本期过冷水就简单的给大家分享这么多，欢迎大家留言讨论，提供好的idea,过冷水帮你实现。
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