и всех его наследников. При использовании функции в виде H=findobj(hl), где hl - дескриптор какого-нибудь созданного объекта, будет возвращен и занесен в массив H список дескрипторов данного объекта и всех его наследников. При использовании же этой функции в виде h=findobj(’Имя_Свойства’,’Значение_Свойства’) будет получен список всех дескрипторов объектов, у которых свойство с именем ’Имя_Свойства’ имеет значение ’Значение_Свойства’. Если таких объектов окажется несколько, то будет получен вектор дескрипторов.

8.5.Свойства графических объектов и работа с ними. Функции get и set

Каждый из объектов, упомянутых выше, имеет набор свойств, которые ассоциируются только с ним. В этих свойствах заключается вся информация, которая необходима для того, чтобы этот объект был выведен на экран. В момент создания объекта те свойства, которые вы не определили, принимают свои значения по умолчанию. Всякое свойство имеет имя (’Property_Name’) и значение, в качестве которого может быть строка, вектор или матрица. Для того чтобы работать со свойствами объектов, вовсе не обязательно помнить все их имена и их возможные значения. Не обязательно также постоянно консультироваться со справочной системой или с руководством (даже если оно у вас имеется). Для определения имен свойств и возможных значений этих свойств, а также для изменения их значений имеются две функции get и set.

Для того чтобы получить полный список имен свойств некоторого графического объекта с дескриптором h, достаточно ввести команду get(h). Следует при этом отметить, что этот объект должен быть создан, пусть даже формально. Например, если вы хотите определить, какие свойства имеет объект line, то достаточно определить дескриптор линии командой hl=line(1,1) или даже просто hl=line, после чего можно будет с помощью команды get(hl) определить список имен свойств, а также присвоенные им на данный момент значения. Большинство свойств имеет вполне понятные имена (конечно, для знающего английский язык). Например, легко увидеть, что у объекта line(линия) имеются свойства7

7В правой колонке приводится перевод имен свойств.

152

Ряд свойств может принимать произвольные значения, а другие свойства – только определенные. Если необходимо узнать, какие значения может принимать то или иное свойство, то используется оператор set(hl), где hl - дескриптор соответствующего, интересующего вас объекта. В результате получаем на экране информацию, подобную приведенной далее

Color

EraseMode: [ {normal} | background | xor | none ] LineStyle: [ {-} | -- | : | -. | none ]

LineWidth

Marker: [ + | o | * | . | x | square | diamond | v | ^ | >] MarkerSize

MarkerEdgeColor: [ none | {auto} ] -or- a ColorSpec. MarkerFaceColor: [ {none} | auto ] -or- a ColorSpec.

....

Данные, приведенные в квадратных скобках и отделенные друг от друга вертикальной чертой, являются вариантами возможных значений, а значения в фигурных скобках являются значениями по умолчанию.

Для получения значения свойства какого-либо объекта и возможного присвоения этого значения переменной используется оператор get в форме x=get(hl, ’Property_Name’). Такая запись приведет к тому, что переменной x будет присвоено значение свойства ’Property_Name’. Например, если в предыдущем примере записать оператор x=get(hl, ’Color’), то будет создан вектор x= [0 0 0] - это запись цвета линии в RGB-формате. Для присвоения соответствующему свойству нового значения используется оператор set в виде set(hl, ’Prop_Name’,

153

’Prop_Value’); Например, для смены цвета линии (объект line с дескриптором hl) используется оператор set(hl,’Color’,’red’), или, что эквивалентно, set(hl,’Color’,[1 0 0]).

8.6. Движущиеся графики (анимация)

Для вывода на экран движущихся объектов в MATLAB имеется ряд возможностей. Одна из них - расчет последовательных состояний объекта и сохранение соответствующего изображения в специальном формате с последующей прокруткой этого мультфильма. Такие возможности нами в этом руководстве рассматриваться не будут. Интересующиеся могут познакомиться с описанием функций movie.

Нас будет интересовать возможность получения на экране движущихся объектов "на лету", т.е. в процессе счета. Частично эту проблему решают такие функции, как comet и comet3. Эти функции позволяют получить квази-анимацию, т.е вывести и показать в движении траекторию одной или нескольких частиц (comet - на плоскости, а comet3 – в трехмерном пространстве), но после того, как эти траектории будут насчитаны. Это бывает довольно полезно, но это лишает нас возможности оперативно вмешиваться в описываемый процесс (менять какие-либо параметры расчетной модели).

Можно попытаться, например, при отрисовке изменяющейся кривой (или любого другого меняющего свое положение объекта) вызывать на каждом шаге расчета функцию plot, line или histo, но поскольку все функции высокого уровня при обращении к ним сами заново создают объект axes(оси) и сами выбирают масштаб, то при таком подходе вы увидите постоянно мигающее изображение с изменяющимся масштабом осей. Попробуйте сами набрать и исполнить программу, приведенную ниже.

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

% Это пример неудачной анимации при выводе бегущей волны %

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

clear all t=0:0.1:100; x=0:0.3:30; k=1.3; w=0.9; n=length(t);

y=cos(k*x-w*t(1))+cos(x-t(1)); figure

154

plot(x,y); for i=2:n;

y=cos(k*x-w*t(i))+cos(x-t(i)); plot(x,y);

drawnow end;

Это вовсе не то, что подразумевается под анимацией. Дело в том, что постоянное создание-удаление объектов приводит к миганию картины и к медленному ее обновлению. Для получения «правильной» анимации в процессе счета необходимо перейти к использованию графических функций низкого уровня и не использовать механизм создания-удаления объекта для изображения его движения, а создав однажды объект менять только его свойства (координаты в нашем случае).

Рассмотрим, как это выглядит практически на том же примере – движение пакета волн.

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%Это пример ‘‘правильной’’>> анимации при выводе пакета волн %

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

clear all

%Задание значений параметров

t=0:0.1:100;

x=0:0.3:30; k=1.3; w=0.9; n=length(t);

%Расчет формы волны при t(1)=0 y=cos(k*x-w*t(1))+cos(x-t(1));

%Вычисление границ рисунка

axlim = [min(x) max(x) min(y) max(y)]; figure

%Сохранение дескриптора выводимого объекта lh = line(x,y);

%Задание цвета кривой и выбор границ set(lh,’color’,’r’);

axis(axlim);

%Выбор режима стирания set(lh,’erasemode’,’xor’);

%Начало цикла анимации

155

for i = 2:n

%Пересчет координат кривой y=cos(k*x-w*t(i))+cos(x-t(i));

%Самый главный момент - замена координат set(lh,’XData’,x,’YData’,y);

drawnow; end

В приведенной выше программе есть три узловых момента, обеспечивающих качественную анимацию.

1.Во-первых, это подготовка системы координат и создание дескриптора выводимого объекта с присвоением свойству ’EraseMode’ (режим стирания) значения ’xor’. Обратите внимание на этот параметр. Дело в том, что значение этого свойства по умолчанию- ’none’ и при этом выведенный ранее объект не стирается, а остается на экране. Возможно осуществление анимации и с помощью режима стирания ’background’, причем анимация будет происходить быстрее. Различия между этими двумя режимами лучше всего посмотреть введя дополнительно перед циклом анимации команду grid on (нарисовать координатную сетку). При режиме xor сетка остается после «прохождения» волны по экрану, а при использовании режима стирания background сетка затирается там, где прошла волна.

2.Фактически перерисовка объекта происходит при изменении значений свойств объекта ’XData’ и ’YData’ (возможно, ’XData’, ’YData’ и ’ZData’, если это объект в трехмерном пространстве).

3.Важным фактором непрерывного обновления картинки является команда drawnow, которая обеспечивает постоянный вывод обновленных значений на экран. Такой принудительный вывод обеспечивают также функции pause и getframe. Возможен (и иногда более интересен) другой способ принудительного вывода на экран. Если после создания дескриптора объекта вы выполните принудительный вывод этого объекта на экран с помощью команды pause до входа в цикл анимации, то при вхождении в цикл команда drawnow уже не нужна, анимация будет происходить до исчерпания цикла или до принудительного прекращения программы.

156