好书推荐——《精通MATLAB GUI设计(第2版)》

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书名：《精通MATLAB GUI设计(第2版)》
作者：陈垚光
国际书号：ISBN 978-7-121-12266-8

版权字数：627千字
出版日期：2010-12
定价：49

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内容简介：本书在第1版的基础上，结合高校MATLAB应用教学和工程实际应用的需要，从实用角度出发，循序渐进地讲述MATLAB GUI设计，并通过大量的设计实例和典型应用实例，帮助读者掌握从基本的数据可视化，到高级的交互式图形界面设计技术。全书分基础入门、设计提高和综合应用三篇，逐步、系统地展开。基础篇介绍MATLAB及GUI编程概述，二维、三维绘图；设计提高篇介绍MATLAB图形的颜色、光影和透明处理，动画设计，图像显示技术，图形的打印和导出，句柄图形对象，GUI的组成与结构，GUI基础及高级设计；综合应用篇介绍GUI设计在高等数学、大学物理和电工学中的应用。
读者对象：本书既可以作为MATLAB教学和GUI设计用书，又可以作为高等数学、计算方法、复变函数、电子电路、力学等课程的MATLAB GUI设计教学辅导书，还可供计算机、机械、控制等领域的科研人员和工程计算人员阅读。
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目  录
上  篇  设计基础篇
第1章  MATLAB及GUI编程概述 2
1.1  MATLAB的特点 2
1.2  MATLAB系统构成 4
1.3  MATLAB的集成环境 5
1.3.1  MATLAB命令窗口 5
1.3.2  MATLAB工作空间 5
1.3.3  命令历史窗口 7
1.3.4  M文件编辑窗口 8
1.3.5  MATLAB搜索路径 9
1.4  MATLAB的帮助系统 10
1.4.1  联机帮助系统 10
1.4.2  联机演示系统 10
1.4.3  远程帮助系统 11
1.4.4  命令查询系统 12
1.5  GUI图形界面编程概述 12
1.5.1  GUI基本概念 12
1.5.2  GUI层次结构 13
1.5.3  利用GUIDE创建GUI 14
1.5.4  利用编程创建GUI 15
1.6  小结 15
第2章  MATLAB二维绘图 16
2.1  二维绘图的基本过程 16
2.2  二维图形的基本绘图命令 18
2.2.1  高级绘图命令 18
2.2.2  低级绘图命令 21
2.3  二维图形的修饰 22
2.3.1  坐标轴的调整 22
2.3.2  画出或取消网格线 27
2.3.3  设置坐标轴的名称 28
2.3.4  设置图形标题 29
2.3.5  在图形中显示文字 30
2.3.6  图形的标定和颜色条 32
2.3.7  使用绘图工具栏标注图形 34
2.4  填充图形的绘制 35
2.5  多坐标系绘图与图形窗口分割 36
2.5.1  图形叠印法 36
2.5.2  子图绘制法 37
2.6  特殊坐标图形的绘制 38
2.6.1  绘制极坐标图形 38
2.6.2  对数/半对数坐标系绘图 39
2.7  特殊二维图形的绘制 40
2.7.1  概率分布图 40
2.7.2  柱状图和面积图 41
2.7.3  饼形图 43
2.7.4  离散数据绘图 44
2.7.5  等高线图 45
2.7.6  向量图 46
2.8  函数绘图 49
2.9  在工作空间直接绘图 50
2.10  手工绘图 52
2.11  小结 54
第3章  MATALB三维绘图 55
3.1  三维折线及曲线 55
3.1.1  基本绘图命令 55
3.1.2  图形标注 56
3.2  三维网格曲面 57
3.2.1  栅格数据点的产生 58
3.2.2  网格曲面的绘制命令 58
3.2.3  隐藏线的显示和关闭 61
3.3  三维阴影曲面 62
3.3.1  阴影曲面绘制命令 62
3.3.2  带有等高线的阴影曲面绘制 64
3.3.3  具有光照效果的阴影曲面绘制 65
3.4  三维图形的调控 66
3.4.1  设置视角位置 66
3.4.2  设置坐标轴 68
3.5  特殊三维图形 69
3.5.1  直方图 70
3.5.2  圆柱体图 71
3.5.3  饼形图 72
3.5.4  球面图 73
3.5.5  三维等高线 74
3.5.6  三维离散序列图 75
3.5.7  简易函数绘图 76
3.6  小结 78
中  篇  设计提高篇
第4章  MATLAB图形的颜色、光影和透明处理 80
4.1  图形可视化技术 80
4.1.1  基本概念 80
4.1.2  三维图形可视化基本过程 80
4.1.3  使用面片创建图形模型 82
4.2  MATLAB中的颜色 86
4.2.1  着色技术 86
4.2.2  RGB真彩着色 87
4.2.3  颜色表 88
4.2.4  索引着色 89
4.2.5  颜色编辑器 92
4.2.6  shading模式 93
4.3  光照效果设置 94
4.3.1  光源对象 94
4.3.2  光照方法 95
4.4  透明效果 97
4.4.1  hidden函数 97
4.4.2  设置透明度数值 98
4.4.3  透明度数据映射 100
4.5  小结 101
第5章  MATLAB动画设计 102
5.1  擦除方式动画设计 102
5.2  质点运动轨迹方式动画设计 106
5.3  电影放映方式动画设计 107
5.4  MATLAB动画与AVI文件 109
5.4.1  AVI文件录制 109
5.4.2  AVI文件执行 110
5.5  小结 112
第6章  MATLAB图像显示技术 113
6.1  MATLAB图像文件的格式 113
6.2  图像类型 114
6.2.1  索引图像 114
6.2.2  灰度图像 115
6.2.3  RGB图像 116
6.2.4  二值图像 117
6.2.5  图像序列 118
6.3  图像处理基本函数 118
6.3.1  获取信息命令 118
6.3.2  图像读入和显示命令 119
6.3.3  图像写回命令 122
6.4  图像类型转换 123
6.5  标准图像显示技术 126
6.5.1  imshow函数 126
6.5.2  显示灰度图像 127
6.5.3  显示二值图像 128
6.5.4  显示索引图像 128
6.5.5  显示真彩图像 129
6.5.6  显示图形文件中的图像 129
6.6  特殊图像显示技术 129
6.6.1  添加颜色条 129
6.6.2  显示多帧图像阵列 130
6.6.3  图像上的区域缩放 132
6.6.4  纹理映射 132
6.6.5  在一个图形窗口中显示多幅图像 134
6.7  MATLAB中的颜色模型 135
6.7.1  颜色模型的分类 135
6.7.2  颜色模型的转换 136
6.8  小结 138
第7章  图形的打印和导出 139
7.1  图形打印和导出概述 139
7.2  图形打印 139
7.2.1  使用菜单打印图形 139
7.2.2  图形打印命令 141
7.2.3  打印设置 141
7.3  图形导出 145
7.3.1  使用菜单导出图形 145
7.3.2  图形导出命令 146
7.3.3  导出设置 146
7.4  小结 148
第8章  句柄图形对象 149
8.1  对象结构 149
8.2  对象属性 151
8.2.1  根对象 151
8.2.2  图形窗口对象 153
8.2.3  坐标轴（Axes） 157
8.2.4  内核对象 162
8.3  对象操作 174
8.3.1  创建图形对象 174
8.3.2  属性值查询与设置 175
8.3.3  属性默认值 177
8.3.4  对象操作实例 179
8.3.5  句柄图形函数 180
8.4  小结 181
第9章  MATLAB GUI的组成与结构 182
9.1  层次结构 182
9.2  uimenu菜单及设计 183
9.2.1  菜单建立 183
9.2.2  菜单属性 186
9.2.3  回调属性 187
9.2.4  菜单快捷键 188
9.2.5  菜单的外观 189
9.2.6  制作现场菜单 193
9.3  GUIDE界面 194
9.4  GUIDE组件及属性 195
9.4.1  按钮 199
9.4.2  单选按钮 200
9.4.3  框架 201
9.4.4  面板与按钮组 202
9.4.5  复选框 204
9.4.6  文本标签 206
9.4.7  编辑文本框 207
9.4.8  滑动条 209
9.4.9  下拉菜单 212
9.4.10  列表框 214
9.4.11  双位按钮 217
9.4.12  坐标轴与ActiveX控件 218
9.5  小结 218
第10章  MATLAB GUI基础设计 219
10.1  设计原则与步骤 219
10.1.1  设计原则 219
10.1.2  一般制作步骤 220
10.2  界面设计工具 220
10.2.1  GUI设计窗口 220
10.2.2  设计编辑器 220
10.3  控制布置原则 221
10.4  界面和代码设计 221
10.4.1  构思草图 222
10.4.2  绘制控件 222
10.4.3  调整控件 222
10.4.4  设置属性 223
10.4.5  M文件编写 225
10.4.6  创建菜单 227
10.4.7  对象浏览器 229
10.4.8  Tab顺序编辑器 230
10.4.9  GUI程序的存储 230
10.5  程序运行 231
10.6  对话框设计 232
10.6.1  普通对话框 232
10.6.2  文件名处理对话框 233
10.6.3  颜色设置对话框 235
10.6.4  字体设置对话框 236
10.6.5  输入对话框 237
10.6.6  消息显示对话框 238
10.6.7  提问对话框 238
10.6.8  出错对话框 239
10.7  小结 239
第11章MATLAB GUI高级设计 240
11.1  事件处理 240
11.2  回调函数 241
11.2.1  中断回调规则 242
11.2.2  回调函数原形 243
11.3  回调处理 245
11.3.1  递归函数调用 245
11.3.2  M文件调用 247
11.3.3  函数句柄调用 248
11.4  GUIDE编程 249
11.5  M文件编程设计 253
11.5.1  界面设计 253
11.5.2  函数回调 259
11.6  小结 262
下  篇  设计实例篇
第12章  GUI设计在高等数学中的应用 264
12.1  绘制极坐标曲线 264
12.2  空间解析几何 267
12.3  函数极限可视化 271
12.4  求函数的零点 274
12.5  多项式的曲线拟合 278
12.6  求函数在某处的导数 282
12.7  函数差分法求导 285
12.8  函数的数值定积分 288
12.9  二重积分计算 292
12.10  微分方程求解 295
12.11  小结 298
第13章  GUI设计在大学物理中的应用 299
13.1  导弹打击过程模拟 299
13.2  旋螺线运动演示 303
13.3  碰撞运动演示 307
13.4  应力状态分析 310
13.5  分子运动速度演示 315
13.6  偶极子的电势和电场强度 319
13.7  电流环磁场分布 323
13.8  波的合成及拍频现象 327
13.9  光的双缝干涉 332
13.10  小结 335
第14章  GUI设计在电工学中的作用 336
14.1  直流电阻电路分析 336
14.2  戴维南定理 339
14.3  一阶动态电路 344
14.4  二阶动态电路 347
14.5  正弦稳态电路 352
14.6  非正弦稳态电路 355
14.7  调谐振荡电路 358
14.8  电路信号合成 361
14.9  小结 364
附录  MATLAB GUI设计常用函数 365
参考文献 374
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第2版前言
本书第1版自从2008年出版发行以来，已被多所院校作为数学、计算机类课程的教材和教辅参考书。我们根据读者的需求和软件的升级，结合MATLAB的最新版本，在第1版的基础上，结合高校MATLAB应用教学和工程实际应用的需要，从实用角度出发，循序渐进地讲述MATLAB GUI设计，并通过大量的设计实例和典型应用实例，帮助读者掌握从基本的数据可视化，到高级的交互式图形界面设计技术，并对全书的结构进行了完善与优化，增加了MATLAB基础部分的内容，更加适合教学和自学。
GUI是实现人机交互的中介，具有强大的功能，可以完成许多复杂的程序模块。想要熟练快捷地使用GUI，需要具有一定的知识储备和必要的经验技巧。
关于MATLAB GUI的入门，我们推荐使用MATLAB的帮助文档，仔细研读HELP文档是最好的办法。读者需要了解函数及句柄等必要基础知识，熟悉各个控件对象的基本属性和操作方法，知晓不同控件的使用条件及其特有的功能，并会采用不同的使用手段来实现相同功能的设计。
（1）菜单和控件
需要熟练掌握菜单和控件。菜单很简单，只需弄清除菜单之间的关系以及如何调用菜单就可以了。控件使用的重点是用好CreateFcn和Callback。CreateFcn中的语句是在程序运行时，立即执行脚本。如果希望界面可控，那么最好用Callback属性。在相应的控件下，添加相应的脚本就可以实现比较复杂的计算绘图等功能。
（2）事件处理
需要重点掌握事件处理、理解函数回调的机理以及不同条件下回调的处理。使用独立回调函数技术，可以让复杂的回调变得简单；全局变量是在函数的公共区说明，整个函数以及所有对函数的递归调用都可以利用全局变量；同Tag属性一样，UserData属性可在函数之间或递归函数的不同部分之间传递信息。如果需要多个变量，这些变量可以在一个容易辨识的对象的UsetData属性中传递；可以通过函数句柄来定义回调实现数据的访问和方法的实现。
（3）GUI设计的原则和步骤
在设计GUI时，要注意一定的原则和步骤，分析界面所要求实现的主要功能，明确设计任务，构思草图，设计界面和属性，编写对象的相应代码，实现控件的交互调用。
另外对于GUI在具体学科的应用，其学科的知识是基础，在掌握具体学科的相关知识及原理后，并用代码来实现，才能很好地结合MATLAB进行GUI编程。
（4）GUI实现方式的选择
最后考虑的问题是实现方式的选择：是GUIDE还是全脚本？MATLAB自带的GUI设计工具GUIDE的好处是非常容易入手，风格很像VB，相关的控件可以随便拖来使用，它们的位置和大小也可以像拖Windows一样方便。但是GUIDE生成的是一个fig文件，同时还会生成一个包含fig中放置控件的相关回调函数的M脚本。这两个文件照理说是互相影响的，但是当你改动了其中一个文件的内容，例如在fig中删掉一个原来的控件，但M脚本中对应的该控件的回调函数却仍然存在，虽说回调函数是空的，没什么关系，但破坏了程序架构的美感，需要手动删掉这些代码。同时GUIDE还没有实现创建uitoolbox和所有axes的子对象。
使用全脚本入门的最好方法就是读代码，MATLAB自带了很多demo，包括按钮、单选按钮、框架、复选框、文本标签、编辑文本框、滑动条、下拉菜单、列表框和双位按钮等的使用，顺便还能了解MATLAB里句柄函数的参数传递，可以更直观而快速地掌握GUI设计的技巧。使用M文件代码可以重复使用，可以生成非常复杂的界面，可以实现组件，创建对象，在handle中方便地存取数据，将创建对象代码与动作执行代码很好地结合起来。
当然，最好的办法是针对不同的情况来决定使用GUIDE还是全脚本，同时还可以考虑结合而这来使用，从而发挥各自的优势。
看得再多，也不如做的学得快，自己动手，不断摸索，在实践中体会到学习的快乐！
本书主要由王正林、陈垚光、毛涛涛编写，其他参与编写的人员有王玲、刘玉芳、王伟欣、肖绍英、王权、夏路生、钟颂飞、朱桂莲、朱艳、胡晋仕、钟救元、刘拥军等。在此对所有参与编写的人表示感谢！
再次向田宏峰老师表示衷心的感谢！对关心、支持我们的读者表示感谢！
读者可登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）下载本书的例程、源代码及相关资料。
由于时间仓促，作者水平和经验有限，书中错漏之处在所难免，敬请读者指正。