MATLAB学习笔记（十）——MATLAB图形句柄

（一）图形对象及其句柄

一、图形对象

MATLAB图形对象包括：

1、MATLAB每一个具体图形一定包括计算机屏幕和图形窗口两个对象

二、图形对象句柄

1、定义

MATLAB在创建每一个图形对象时，都会给该对象分配一个唯一确定的值，称其为图形对象句柄。

PS：（1）计算机屏幕句柄默认为0.

（2）图形窗口对象的句柄值为一正整数，并显示在窗口标题栏中

（3）其他图形对象的句柄为浮点数。

2、获取已有对象的句柄

3、一个demo

x=linspace(0,2*pi,30);
y=sin(x);
 
h0=plot(x,y,'r')    %曲线对象的句柄
h1=gcf              %图形窗口句柄
h2=gca              %坐标轴句柄
h3=findobj(gca,'Marker','x')            %坐标轴上曲线的句柄

运行结果如下：

h0 =
 
  174.0016
 
h1 =
 
     1
 
h2 =
 
  173.0011
 
h3 =
 
   Empty matrix: 0-by-1

（二）图形对象属性

一、属性名与属性值

属性名：每种对象的每个属性都规定好了名字，一般为其英文单词，一般要用单撇号括起来

属性值：每种属性名的取值

二、属性的操作

1、set函数

创建对象时，需要配置各个属性，否则将会以缺省值进行创建。

（1）调用格式

set(句柄，属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，……）
%其中句柄指明要操作的对象
%set中的属性可以全部缺省

（2）一个demo。

x=0:pi/10:2*pi;
h=plot(x,sin(x));
set(h,'Color','b','LineStyle',':','Marker','p');

2、get函数

我们还可以通过get得到属性值，再进行改变

（1）调用格式

V=get(句柄，属性名)
%V是返回的属性值
%如果省略属性名，则返回句柄的所有属性值。

（2）demo

x=linspace(0.2*pi,20);
y=sin(x);
h=plot(x,y);
col=get(h,'Color');                %得到曲线的颜色
 
V=get(0,'ScreenSize');         %得到当前窗口的平屏幕分辨率

三、对象的公共属性

1、Children属性：

取值是该对象所有子对象的句柄组成的一个向量。

2、Parent属性：

取值是该对象父对象的句柄。

3、Tag属性：

取值是一个字符串，作为对象的一个标识符（别名）

4、Type属性：

表示该对象的类型（显然是不可以改变的）

5、UserData属性：

该属性的取值是一个矩阵，缺省值为空矩阵。一般将一个图形对象有关的比较重要的数据储存在这个属性中，借此达到传送数据的作用。

一般做法：先用set函数给某一句柄添加一些附加数据（一个矩阵），如果想使用这样的矩阵，再用get调用出来。

6、Visible属性：

取值是on（缺省值）或off。决定是否显示在屏幕上。但是不显示不代表不存在。

7、ButtonDownFcn属性：

取值是一个字符串，一般是某个M文件名或一段MATLAB程序。图形对象巨鼎了一个作用区域，当单击该区域时，MATLAB自动执行该程序段。

8、CreatFcn属性：

取值是一个字符串，一般是某个M文件名或一段MATLAB程序。当创建该对象时自动自行该程序段（同构造函数）

9、DeleteFcn属性：

取值是一个字符串，一般是某个M文件名或一段MATLAB程序。当取消该对象时自动自行该程序段（同析构函数）

一个demo：

x=0:pi/50:2*pi;
y=sin(x);
z=cos(x);
plot(x,y,'r',x,z,'g');
 
H1=get(gca,'Children');      %获取两曲线句柄向量H1
for k=1:size(H1)
    if get(H1(k),'Color')==[0 1 0]       %【0,1,0】表示绿色
        H1g=H1(k);                       %获取绿色线条句柄
    end
end
 
pause;              %暂停
set(H1g,'LineStyle',':','Marker','p');     %对绿色线条进行设置。

结果：

按下任意键

（三）图形对象测创建

一、图形窗口对象

1、定义

图形窗口是MATLAB中很重要的一类图形对象。MATLAB的一切图形图像的输出都是在图形窗口中完成的。

2、调用格式：

句柄变量=figure(属性名1，属性值1，属性名2，属性值2);
%属性名和属性值可以缺省，则命令如下
句柄变量=figure  或者  figure
 
figure(窗口句柄)       %设置为当前窗口。
                                  %如果窗口句柄写成一个整数，则可以使用这个句柄生成一个新的图形窗口，并定义为当前窗口。
 
close(窗口句柄)        %关闭图形窗口
close all;                     %关闭全部图形窗口
clf;                              %清除当前图形窗口的内容，但不关闭窗口。

3、图形窗口对象的常用属性（除了公共属性）

（1）MenuBar属性

取值是figure（缺省值）或none，用来控制窗口是否有菜单条。

如果属性为none，那么用户可以使用uimenu函数来加入自己的菜单条。

如果属性为figure，那么窗口保持默认的菜单条，这时可以采用uimenu函数在原默认的图形窗口菜单后面添加新的菜单项。

（2）Name属性

取值是字符串，缺省值为空，作为图形串口的标题

（3）NumberTitle属性：

取值是on（缺省值）或者off。决定是否以“Figure No.n：“为标题前缀，这里n是图形窗口的序号，即句柄值。

（4）Resize属性：

取值为on（缺省值）或off。决定在窗口对象建立后可否用鼠标改变该窗口的大小

（5）Position属性

（6）Units属性：

该属性的取值可以是下列字符串的任何一种：

pixel（像素，缺省值），normalized（相对单位）,inches（英寸）,centimeters（厘米）和points（磅）。

（7）Color属性：

取值可以用字符表示，也可以用三元组表示。缺省值为’k’即黑色。

（8）Pointer属性：

取值是arrow（缺省值）、crosshair、watch、topl、topr、botl、botr、circle、cross、fleur、custom等。

（9）对键盘及鼠标响应属性：

允许对键盘和鼠标键按下这样的动作进行响应。

KeyPressFcn	键盘键按下响应
WindowButtonDownFcn	鼠标键按下响应
WindowButtonMotionFcn	鼠标盈动响应
WindowButtonUpFcn	鼠标键释放响应

4、一个demo

x=linspace(0.2*pi,60);
y=sin(x);
hf=figure('Color',[0,1,0],'Position',[1,1,450,250],'Name','Fuck','NumberTitle','off','MenuBar','none','KeyPressFcn','plot(x,y);axis([0,2*pi,-1,1]);');

结果：

二、坐标轴对象

1、概念

坐标轴对象是图形窗口对象的子对象，每个图形窗口中可以定义多个坐标轴对象，但只有一个坐标轴是当前坐标轴，在没有指明坐标轴，所有的图形图像都是在当前坐标轴中输出。

2、调用格式

句柄变量=axes(属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，……）;
%调用axes函数用制动的属性在当前图形窗口创建坐标轴，并将句柄赋给句柄变量。
 
axes  或  句柄变量=axes
%用axes函数建立缺省坐标轴
 
axes(坐标轴句柄)
%调用axes函数将之设定为当前坐标轴，且坐标轴所在的图形窗口自动成为当前图形窗口。

3、坐标轴的常用属性（除了公共属性）

（1）Box属性：

取值是on或者off（缺省值）。它决定坐标轴是否带有边框。

（2）GridLineStyle属性：

取值是‘:’（缺省值）、‘-’、‘-.’、‘--’、‘none’。该属性定义网格线的类型

（3）Position属性：

该属性是由四个元素构成的向量，其形式为[n1,n2,n3,n4]。这个向量在图形窗口中决定一个矩形区域，坐标轴在其中。

(n1,n2)是左下角的坐标，(n3,n4)是矩形的宽和高。单位由Units属性决定

（4）Unit属性：

取值是normalized（相对单位，为缺省值）、inches（英寸）、centimeters（厘米）和points（磅）。

（5）Title属性：

该属性的取值是坐标轴标题文字对象的句柄，可以通过该属性对坐标轴标题文字对象进行操作。

demo:

ans=get(gca,'Title');
set(ans,'Color','r');

（6）XLabel、YLabel、ZLabel属性：

取值分别为x,y,z轴说明文字的句柄。其操作和Title属性相同。

demo：

ans=get(gca,'XLabel');
set(ans,'String','Values of X axis');

（7）XLim、YLim、ZLim属性：

取值都是具有2个元素的数值向量。3个属性分别定义个坐标轴的上下限。缺省为[0,1]。

（8）XScale、YScale、ZScale属性：

取值都是’linear’（缺省值）或’log’，这些属性定义个坐标轴的刻度类型

（9）View属性：

取值是两个元素的数值向量，定义视点方向。

4、一个demo：

PS：axes函数可以在同一个图形窗口上建立多个坐标轴（同时显示）

clf;
x=linspace(0.2*pi,20);
y=sin(x);
 
axes('Position',[0.2,0.2,0.2,0.7],'GridLineStyle','-.');
plot(y,x);
grid on;
 
axes('Position',[0.4,0.2,0.5,0.5]);
t=0:pi/100:20*pi;
x=sin(t);
y=cos(t);
z=t.*sin(t).*cos(t);
plot3(x,y,z);
 
axes('Position',[0.55,0.6,0.25,0.3]);
[x,y]=meshgrid(-8:0.5:8);
z=sin(sqrt(x.^2+y.^2))./sqrt(x.^2+y.^2+eps);
mesh(x,y,z);

三、曲线对象

1、定义

曲线对象是坐标轴的子对象，它既可以定义二维坐标系中，也可以定义在三维坐标系中

2、MATLAB调用：

句柄变量=line(x,y,z,属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，……）;
%x,y,z为三维坐标

3、曲线对象的常用属性（除了公共属性）

（1）Color属性：

该属性的取值是代表某颜色的字符或者RGB值。定义曲线的颜色。

（2）LineStyle属性：

定义线性

（3）LineWidth属性：

定义线宽，缺省值为0.5磅。

（4）Marker属性：

定义数据点标记符号，缺省值为none

（5）MarkerSize属性：

定义数据点标记符号的大小，缺省值为6磅。

（6）XData,YData,Zdata属性：

取值都是数值向量或矩阵，分别代表曲线对象的3个坐标轴数据。

4、一个demo

t=0:pi/20:2*pi;
y1=sin(t);
y2=cos(t);
figh=figure('Position',[30,100,800,350]);
axes('GridLineStyle','-.','XLim',[0,2*pi],'YLim',[-1,1]);
line('XData',t,'YData',y1,'LineWidth',2);
line(t,y2);
grid on;

四、文字对象

1、用处：

主要用于给图形添加文字标注，可以使用LaTeX文本。

2、MATLAB调用：

句柄变量=text(x,y,z,'说明文字',属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，……）;
%说明文字可以使用LaTeX控制字符

3、文字对象的其他常用属性如下：

（1）Color属性：

定义文字对象的颜色。

（2）String属性：

取值是字符串或者字符串矩阵，记录文字标注的内容。

（3）Interpreter属性：

取值是latex(缺省值)或none，该属性控制对文字标注内容的解释方式，即LaTeX方式或者ASCII方式、

（4）FontSize属性：

定义文字对象的大小，缺省值为10磅。

（5）Rotation属性：

取值是数值量，缺省值为0.定义文字对象的旋转角度。取正值是表示逆时针旋转。

4、一个demo

x=-pi:0.1:pi;
y=sin(x);
y1=sin(x);
y2=cos(x);
 
h=line(x,y1,'LineStyle',':','Color','g');
line(x,y2,'LineStyle','--','Color','b');
 
xlabel('-\pi \leq \Theta \leq \pi');
ylabel('sin(\Theta)');
 
title('Plot of sin(\Theta)');
 
text(-pi/4,sin(-pi/4),'\leftarrow sin(-\pi\div4)','FontSize',12);
 
set(h,'Color','r','LineWidth',2);

答案下：

五、曲面对象

1、概念：

曲面对象也是坐标轴的子对象，它定义在三维坐标系中，而坐标系可以在任何视点下。

2、调用格式：

句柄变量=surface(x,y,z,属性名1，属性值1，属性名2，属性2，……);;

3、曲面对象的属性：

（1）EdgeColor属性：

取值是代表某颜色的字符或RGB值，还可以是flat、interp或者none。缺省为黑色。定义曲面网格线的颜色或着色方式

（2）FaceColor属性：

取值是代表某颜色的字符或RGB值，还可以是flat（缺省值），interp或none。定义曲面网格片的颜色或着色方式

（3）LineStyle属性：

定义曲面网格线的线型

（4）LineWidth属性：

定义曲面网格线的线宽，缺省值为0.5磅。

（5）Marker属性：

曲面数据点标记符号，缺省值为none。

（6）MarkerSize属性：

曲面数据点标记符号的大小，缺省值为6磅。

（7）XData,YData,ZData属性：

3种属性的取值都是数值向量或矩阵，分别代表曲面对象的3个坐标轴数据。

4、一个demo

x=linspace(0,4*pi,100);
 
[x,y]=meshgrid(x);
z=sin(x);
axes('view',[-37.5,30]);
hs=surface(x,y,z,'FaceColor','w','EdgeColor','flat');
grid on;
 
set(get(gca,'XLabel'),'String','X-axis');      %设置x轴说明
set(get(gca,'YLabel'),'String','Y-axis');      %设置y轴说明
set(get(gca,'ZLabel'),'String','Z-axis');      %设置z轴说明
 
title('mesh-surf');
 
pause;
 
set(hs,'FaceColor','interp','EdgeColor','interp');

结果：