Προγραμματισμός Ηλεκτρονικών Υπολογιστών 2 - Εργαστήριο

Transcript

1 Προγραμματισμός Ηλεκτρονικών Υπολογιστών 2 - Εργαστήριο Ενότητα 8: Γραφικές παραστάσεις Διδάσκουσα: Τσαγκαλίδου Ροδή Τμήμα: Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο TEI Δυτικής Μακεδονίας και στην Ανώτατη Εκκλησιαστική Ακαδημία Θεσσαλονίκης» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Σκοποί ενότητας Να κατανοήσει ο φοιτητής τις γραφικές παραστάσεις στο MatLab. 4

5 Περιεχόμενα Γραφικά. Βασικές εντολές Γραφικών. Δημιουργία Γραφήματος-Παραδείγματα. Εντολή ezplot. Πολλαπλά γραφήματα. 5

6 Γραφικά_1 Το MATLAB διαθέτει βασικές συναρτήσεις που υποστηρίζουν τις γραφικές δυνατότητες του MATLAB, δηλαδή τη διαχείριση. (α) διαγραμμάτων και (β) εικόνων καθώς είναι πολύ απλός ο χειρισμός των ιδιοτήτων και χαρακτηριστικών των γραφημάτων. 6

7 Γραφικά_2 Τα γραφικά του MATLAB (διαγράμματα και εικόνες) εμφανίζονται σε ειδικά παράθυρα που λέγονται figures και η δημιουργία διαγραμμάτων είναι πολύ εύκολη λόγω των ενσωματωμένων συναρτήσεων. H γραφική αναπαράσταση δεδομένων αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του προγραμματισμού. 7

8 Βασικές εντολές γραφικών Εικόνα 1: Βασικές εντολές γραφικών. Πηγή: Διδάσκουσα (2015). 8

9 Δημιουργία Γραφήματος Για τη δημιουργία γραφήματος θα πρέπει να ορίσουμε ένα διάνυσμα με τις x συντεταγμένες x=(x1,x2, xn), ένα διάνυσμα με τις y συντεταγμένες y=(y1,y2,..yn), να εντοπίσουμε τα σημεία (xi,yi) και να τα ενώσουμε με μια γραμμή. Τα διανύσματα x,y θα πρέπει να έχουν τις ίδιες διαστάσεις. 9

10 1 ο Παράδειγμα Να δημιουργηθεί δυσδιάστατο γράφημα για τα x=[ ] και y=[ ] >> x=[ ] >> y=[ ] >> plot(x,y) 10

11 2 ο Παράδειγμα Θα δημιουργηθεί το γράφημα της y = cos(x) στο διάστημα [ π, π]. Διαμελίζουμε το διάστημα [ π, π] σε υποδιαστήματα μήκους 0.01 και αποθηκεύουμε τα σημεία xi στο διάνυσμα x: >> x=-pi:0.01:pi; >> y=cos(x); >> plot(x,y) 11

12 3 ο Παράδειγμα Στο παραπάνω παράδειγμα να προστεθεί τα τίτλος, κείμενο και στους δύο άξονες και πλέγμα. >> title('γραφημα') >> xlabel('αξονασ Χ') >> ylabel('αξονασ Υ') >> grid >>clf % διαγράφεται η γραφική παράσταση από το ενεργό παράθυρο. 12

13 Εντολή ezplot H εντολή ezplot σχεδιάζει γραφικές παραστάσεις συναρτήσεων πιο εύκολα απ ότι η plot. Έχει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με την plot. 13

14 Πλεονεκτήματα ezplot Βρίσκει αυτόματα τα διαστήματα των αξόνων και δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη να τα επιλέξει ο ίδιος. Μπορεί να κάνει το γράφημα πεπλεγμένης συνάρτησης. Μπορεί να κάνει το γράφημα παραμετρικής καμπύλης. 14

15 Σύνταξη εντολής ezplot Γενικός τύπος: ezplot(f) Παράγει το γράφημα της f επιλέγοντας τα διαστήματα των αξόνων των x και y. To Matlab έχει προεπιλογή για το x -2π<x<2π. ezplot(f,a,b) παράγει το γράφημα της f έτσι ώστε οι τιμές του x να βρίσκονται στο [a,b]. 15

16 Παράδειγμα_1 Να σχεδιαστεί η συνάρτηση f(x)= 1 >>f=1/(1+x^2) >> ezplot(f) Ή >>f=1/(1+x^2) >> ezplot(f,-2,2) 1+x 2 16

17 Εντολή figure Μας επιτρέπει να ανοίξουμε ένα νέο παράθυρο γραφικών εκτός από το προεπιλεγμένο Figure 1. Αν έχουμε ήδη δημιουργήσει το Figure 1 και δεν θέλουμε να το διαγράψουμε γράφουμε: >> figure(2) Εάν δημιουργήσουμε γραφικά θα εμφανιστούν στο παράθυρο Figure 2. 17

18 Χρώμα, τύπος συμβόλου και γραμμής Στο MATLAB το χρώμα γραμμής είναι προκαθορισμένο μπλε. Δίδοντας ένα επιπλέον όρισμα μπορούμε να το αλλάξουμε σύμφωνα με τον παρακάτω πίνακα. plot(x,y, g ) εμφανίζει πράσινη γραμμή. 18

19 Χρώμα γραφήματος Εικόνα 2: Χρώμα γραφήματος. Πηγή: Διδάσκουσα (2015). 19

20 Τύπος συμβόλου Εικόνα 3: Τύπος συμβόλου. Πηγή: Διδάσκουσα (2015). 20

21 Τύπος γραμμής Εικόνα 4: Τύπος γραμμής. Πηγή: Διδάσκουσα (2015). 21

22 Παραδείγματα >>plot (x,y, [color][style][type] ) επιτρέπει την επιλογή του χρώματος του γραφήματος και τους τύπους συμβόλου και γραμμής. Η εντολή: >>plot(x,y, m-- ) δίνει μωβ αδρή διακεκομμένη γραμμή. >>plot(x,y, r+: ) δίνει κόκκινη λεπτή διακεκομμένη γραμμή και το σύμβολο + σε κάθε σημείο. 22

23 Πολλαπλά γραφήματα Μπορούμε να έχουμε διαφορετικές καμπύλες στο ίδιο γράφημα. Παράδειγμα: >>x=linspace(-1,1,15); >>y1=sin(x); >>y2=cos(x) ; >>plot(x,y1, b :p,x,y2, r--o ) 23

24 Εντολή gtext( κείμενο ) Τοποθετεί κείμενο με τη βοήθεια του ποντικιού. Πληκτρολογώντας gtext εμφανίζεται ένας σταυρός ο οποίος μετακινείται καθώς κινείται το ποντίκι. Τοποθετώντας το σταυρό στο επιθυμητό σημείο και κάνοντας κλικ αριστερό γράφεται το κείμενο στην επιθυμητή θέση. 24

25 Εντολή subplot Χρησιμοποιείται για να γίνουν γραφικές παραστάσεις στο ίδιο παράθυρο γραφικών. Με την εντολή subplot(m,n,k) το ενεργό παράθυρο εντολών χωρίζεται σε m*n κελιά μέσα στα οποία μπορούν να γίνουν διαφορετικές γραφικές παραστάσεις και το k αντιπροσωπεύει το κελί στο οποίο θα εμφανισθεί το γράφημα. 25

26 Παράδειγμα_2 >> x= 0:pi/100:3*pi; >> y=sin(x); >> y2=sin(2*x); >> y3=sin(4*x); >> subplot(2,2,1), plot(x,y) >> subplot(2,2,2), plot(x,y2) >> subplot(2,2,4), plot(x,y3) 26

27 Εντολή plot3 Με την εντολή plot3 δημιουργούνται γραφικά 3D. Εφαρμογή της συνάρτησης plot3(): >> x= [ 2 4 5]; >> y= [5 7 8]; >> z= [9 5 10]; >> plot3(x,y,z) 27

28 Ασκήσεις 6) Δημιουργήστε ένα script(εντολών) m-file στο οποίο θα κάνετε τα γραφικά των y1=3cos(x) και y2=cos(x) στο διάστημα [0,3π]. Στο γράφημα να βάλετε τίτλο το όνομά σας. 7) Να γίνουν τα γραφικά των y1=4cos(x), y2=cos(x), y3=0.5cos(x) στο διάστημα [0, 3π] με διαφορετικά χρώματα και στυλ γραμμής. Nα χρησιμοποιηθεί η εντολή subplot για να γίνουν οι γραφικές παραστάσεις στο ίδιο παράθυρο γραφικών. 28

29 Τέλος Ενότητας

30 Σημείωμα Αναφοράς Copyright ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, Τσαγκαλίδου Ροδή. «Προγραμματισμός Ηλεκτρονικών Υπολογιστών 2 - Εργαστήριο». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: URL. 30

31 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο. που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο. που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο. Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. 31

32 Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς. το Σημείωμα Αδειοδότησης. τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων. το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει). μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 32