Matlab-GUI圖形界面設(shè)計(jì)

第6章MATLAB高級圖形設(shè)計(jì)

6.1句柄圖形對象6.2圖形用戶界面〔GUI〕6.3對話框6.4圖像和聲音6.5視頻與動畫設(shè)計(jì)6.1句柄圖形對象6.1.1句柄圖形對象體系句柄〔Handle〕是每個圖形對象唯一的標(biāo)識，不同對象的句柄不能重復(fù)，通過句柄可以對圖形對象的屬性進(jìn)行操作。Root根屏幕Figure圖形UIObjects用戶接口對象CoreObjects核心對象PlotObjects繪圖對象GroupObjects組對象AnnotationObjects注釋對象圖像Axes軸Uibuttongroup按鈕組Uicontrol控件對象Uicontextmenu上下文菜單Uimenu菜單圖像Uipanel面板Uitoolbar工具欄6.1.2句柄圖形對象的操作1.創(chuàng)立句柄圖形對象h_obj＝funname('PropertyName',PropertyValue,……)h_obj是圖形對象的句柄；funname是函數(shù)名，每個創(chuàng)立的圖形對象函數(shù)名與對象名相同；'PropertyName'是屬性名，屬性名是字符串；PropertyValue是屬性值。例：>>h_f=figure('Position',[200300500400])%創(chuàng)立圖形窗>>h_a1=axes('position',[0.1,0.05,.85,.85])%創(chuàng)立坐標(biāo)軸例6-1：Ex6_1.m2.訪問句柄圖形對象〔1〕獲取當(dāng)前圖形對象的句柄gcf %獲取當(dāng)前圖形窗口的句柄gca %獲取當(dāng)前窗口當(dāng)前坐標(biāo)軸的句柄gco %獲取當(dāng)前窗口當(dāng)前對象的句柄說明：返回值都是句柄，gco的當(dāng)前對象句柄是指被鼠標(biāo)最近點(diǎn)擊過的對象。〔2〕查找對象句柄h=findobj(h_obj,'PropertyName',PropertyValue) %查找符合指定屬性值的對象句柄3.句柄圖形對象屬性的獲取和設(shè)置a=get(h_obj,'PropertyName')%獲取圖形對象的屬性值a=set(h_obj,'PropertyName',PropertyValue,...)%設(shè)置圖形對象的屬性值練習(xí)例6-2使用句柄圖形對象繪制正弦曲線〔ex6_2.m〕。>>x=0:0.1:10;>>y=sin(x);%創(chuàng)立無標(biāo)題窗口>>h_f=figure('Position',[200300300300],'menubar','none');>>h_a1=axes('position',[0.1,0.1,.8,.8]);>>h_t=title(h_a1,'正弦曲線'); %創(chuàng)立標(biāo)題>>h_l=line(x,y);%建立曲線對象>>set(gca,‘xtick’,[0pi/2pi3*pi/22*pi5*pi/23*pi])%設(shè)置x坐標(biāo)軸刻度%設(shè)置坐標(biāo)軸刻度標(biāo)注>>set(gca,'xticklabel',{'0','pi/2','pi','3*pi/2','2pi','5*pi/2','3pi'})>>set(gca,'xgrid','on','ygrid','on'); %設(shè)置坐標(biāo)軸屬性>>set(h_l,'linewidth',2) %設(shè)置線屬性>>set(get(h_t,'parent'),'color','y') %設(shè)置標(biāo)題的父對象屬性%創(chuàng)立矩形框>>h_ann0=annotation(gcf,'rectangle',[0.10.5.80.4],...'FaceAlpha',.7,'FaceColor','red');補(bǔ)充where_mathsworks.m4.句柄圖形對象的復(fù)制和刪除〔1〕句柄圖形對象的復(fù)制new_handle=copyobj(h_obj,p)%復(fù)制圖形對象h_obj〔2〕刪除句柄圖形對象delete(h_obj) %刪除圖形對象〔3〕刪除所有的句柄對象clf(h_figure) %刪除h_figure窗口中的所有可見對象cla(h_axes) %刪除h_axes坐標(biāo)軸中的所有可見對象6.2圖形用戶界面〔GUI〕MATLAB的圖形用戶界面提供了包含按鈕、文本框、標(biāo)簽等一系列交互控件，用戶可以通過鼠標(biāo)和鍵盤進(jìn)行交互操作。M文件編輯器運(yùn)行控件面板對象瀏覽器界面設(shè)計(jì)區(qū)屬性編輯器菜單編輯器對象對齊工具Tab順序編輯器6.2.1圖形用戶界面概述在MATLAB主界面選擇菜單“File”→“New”→“GUI”，或直接在命令窗口輸入“Guide”命令都可以翻開GUIDE快速開始界面。6.2.2設(shè)計(jì)一個簡單的GUI界面1.設(shè)計(jì)一個GUI界面的步驟〔1〕界面布局設(shè)計(jì)界面布局設(shè)計(jì)包括以下幾個步驟：通過拖拽控件面板中的控件到界面設(shè)計(jì)區(qū)中；然后使用對象對齊工具〔AlignObjects〕進(jìn)行控件的布局調(diào)整，使用Tab順序編輯器〔TabOrderEditor〕對各控件的Tab順序進(jìn)行較好地設(shè)置；如果界面需要菜單，那么使用菜單編輯器〔MenuEditor〕進(jìn)行菜單的設(shè)計(jì)；添加完控件后在對象瀏覽器〔ObjectBrowser〕中就可以看到所有的圖形對象，完成界面的布局設(shè)計(jì)。〔2〕屬性設(shè)置翻開屬性編輯器〔PropertyInspector〕對相關(guān)的屬性進(jìn)行修改?！?〕編寫回調(diào)函數(shù)2.一個簡單的圖形用戶界面設(shè)計(jì)實(shí)例例6-3創(chuàng)立一個用戶界面，實(shí)現(xiàn)單擊按鈕在坐標(biāo)軸中繪制正弦曲線的功能，運(yùn)行界面如圖6-6所示(simplegui.m/simplegui.fig)。〔1〕創(chuàng)立一個空白的GUI界面〔2〕創(chuàng)立控件〔3〕調(diào)整控件布局〔4〕設(shè)置各控件的Tab順序〔5〕設(shè)置控件的屬性〔6〕編寫回調(diào)函數(shù)〔7〕運(yùn)行GUI界面程序3.GUI開發(fā)環(huán)境的常用工具(1)控件面板按鈕’pushbutton’其上的字符說明其作用靜態(tài)文本’statictext’一般用來作為信息提示用文本框’edittext’讀取用戶數(shù)據(jù)的文字窗口面板‘panel’概括一組控件，也可以修飾用列表框‘listbox’包含多個選項(xiàng)供用戶選擇滾動條’slider’圖示某個范圍切換按鈕’togglebutton’兩狀態(tài)按鈕，單擊改變其狀態(tài)。單項(xiàng)選擇按鈕’radiobutton’一組選項(xiàng)，其中只能有一個被選中。復(fù)選框’checkbox’一組選項(xiàng)，可以選擇多項(xiàng)。下拉菜單’popupmenu’選中時翻開一個列表(2)對象對齊工具(3)對象瀏覽器(4)Tab順序編輯器(5)屬性編輯器窗口(6)菜單編輯器(7)M文件編輯器6.2.3回調(diào)函數(shù)和GUI程序文件1．回調(diào)函數(shù)控件接收到用戶的操作時調(diào)用的特定函數(shù)。一旦某一對象指定的事件發(fā)生，將自動調(diào)用某指定的函數(shù)，它可以是matlab文件，也可以是一組matlab程序。(1)回調(diào)函數(shù)的類型每種控件根據(jù)控件功能的不同回調(diào)函數(shù)類型也不同。CloseRequestFcn－關(guān)閉窗口時響應(yīng)函數(shù)KeyPressFcn－鍵盤按下時響應(yīng)函數(shù)windowButtonDownFcn-鼠標(biāo)按下時響應(yīng)函數(shù)WindowButtonMotionFcn-鼠標(biāo)移動時響應(yīng)函數(shù)CreateFcn和DeleteFcn-建立和刪除對象時響應(yīng)函數(shù)CallBack-對象被選中時響應(yīng)函數(shù)補(bǔ)充實(shí)例〔my_callbackf.m〕：建立一個圖形窗口。該圖形窗口沒有菜單條，標(biāo)題名稱為“我的圖形窗口”，起始于屏幕左下角、寬度和高度分別為450像素點(diǎn)和260像素點(diǎn)，背景顏色為綠色，且當(dāng)用戶從鍵盤按下任意一個鍵時，將在該圖形窗口繪制出正弦曲線，點(diǎn)擊鼠標(biāo)時繪制余弦曲線。hf=figure('Color',[0,1,0],'Position',[1,1,450,260],...'Name','我的圖形窗口','NumberTitle','on','MenuBar','none',...'KeyPressFcn','plot(sin(0:0.01:2*pi))','WindowButtonDownFcn','plot(cos(0:0.1:2*pi),''r*'')');

(2)回調(diào)函數(shù)的自動命名GUIDE根據(jù)控件的Tag屬性確定了回調(diào)函數(shù)的名稱(3)回調(diào)函數(shù)的輸入?yún)?shù)回調(diào)函數(shù)的輸入?yún)?shù)也是由GUIDE自動確定的，常用的有hObject、eventdata和handles。functionpushbutton1_Callback(hObject,eventdata,handles)%hObjecthandletopushbutton1(當(dāng)前回調(diào)函數(shù)的圖形對象句柄〕%eventdatareserved-tobedefinedinafutureversionofMATLAB〔預(yù)留輸入?yún)?shù)〕%handlesstructurewithhandlesanduserdata(存放圖形窗口中所有圖形對象句柄的結(jié)構(gòu)體，存儲了界面中所有控件菜單等的句柄，可以在函數(shù)之間傳遞數(shù)據(jù))例：在pushbutton1_callback回調(diào)函數(shù)中獲取axes1的屬性:P=get(handles.axes1,’position’);%獲取axes1的位置屬性2．GUI程序文件(1).fig文件保存GUI界面(2).m文件保存GUI程序代碼m文件結(jié)構(gòu)：主函數(shù)：注釋說明和窗口的初始化程序functionvarargout=simplegui(varargin)子函數(shù)OpeningFcn翻開窗口時的初始化程序OutputFcn函數(shù)是窗口的輸出子函數(shù)，定義輸出到命令窗口的變量其他的子函數(shù)是各控件的回調(diào)函數(shù)6.2.4按鈕、滾動條和文本框控件1．控件的通用屬性〔1〕Tag屬性圖形對象的標(biāo)識，是所有圖形對象最重要的屬性，對象的回調(diào)函數(shù)名自動以Tag屬性命名〔2〕String屬性界面中的標(biāo)簽文字〔3〕Style屬性控件的類型〔4〕Visible屬性可見on/不可見off〔6〕Enable屬性有效on/無效off/不活動inactive〔5〕Fontsize屬性2．按鈕〔PushButton〕和切換按鈕〔ToggleButton〕按鈕主要用于響應(yīng)鼠標(biāo)的單擊事件切換按鈕兩次鼠標(biāo)單擊響應(yīng)不同狀態(tài)按鈕和切換按鈕的常用屬性都有Tag、string和value：value為1表示被單擊，為0那么未被單擊；按鈕默認(rèn)的Tag屬性為pushbutton1，切換按鈕為togglebutton1。當(dāng)用戶單擊按鈕或切換按鈕調(diào)用callback回調(diào)函數(shù)；string屬性是按鈕上顯示的文字，默認(rèn)的string屬性與Tag相同。3．滾動條〔Slider〕用來輸入一定范圍內(nèi)的數(shù)值〔1〕常用屬性常用屬性有value、max、min和SliderStep?！?〕回調(diào)函數(shù)滾動條的常用回調(diào)函數(shù)是callback，當(dāng)每次單擊滾動條改變當(dāng)前值時調(diào)用該函數(shù)。4．靜態(tài)文本框〔StaticText〕和文本框〔EditText〕靜態(tài)文本框用來顯示文本，不能接收用戶輸入，用于文字說明；文本框可以顯示文本，還可以接收用戶輸入靜態(tài)文本框和文本框的常用屬性都有string和字體屬性。靜態(tài)文本框沒有callback回調(diào)函數(shù)，一般不接收用戶操作；而文本框有callback回調(diào)函數(shù)，當(dāng)修改了文本框內(nèi)容后可以調(diào)用。練習(xí)例6-4〔example6_4.fig/.m〕創(chuàng)立一個用戶界面，通過滾動條輸入比例系數(shù)，使用文本框顯示滾動條的當(dāng)前值，單擊按鈕在靜態(tài)文本框中顯示傳遞函數(shù)。6.2.5單項(xiàng)選擇按鈕、復(fù)選框和面板1.單項(xiàng)選擇按鈕〔RadioButton〕和復(fù)選框〔CheckBox〕用于用戶輸入?yún)?shù)單項(xiàng)選擇按鈕和復(fù)選框都有value、string和enable屬性，value屬性為1時表示被選中；string屬性為顯示的文本；enable屬性為on表示控件有效，無效控件顯示為灰色。2．面板〔Panel〕和按鈕組〔ButtonGroup〕面板和按鈕組都是容器控件，將一組按鈕、復(fù)選框等控件組織起來，便于布局按鈕組對于一組單項(xiàng)選擇按鈕和切換按鈕，每次點(diǎn)擊只能選中一個按鈕或切換按鈕練習(xí)例6-5創(chuàng)立一個用戶界面，使用單項(xiàng)選擇按鈕選擇正弦函數(shù)的幅值，使用復(fù)選框輸入正弦函數(shù)的時間范圍，正弦函數(shù)的行向量在文本框中顯示運(yùn)行界面。(example6_5.m/fig)6.2.6下拉菜單、列表框、坐標(biāo)軸和ActiveX控件1.下拉菜單〔Pop-UpMenu〕和列表框〔ListBox〕都是在下拉列表框中選擇輸入的，下拉菜單類似一組單項(xiàng)選擇按鈕，而列表框類似一組復(fù)選框。下拉菜單和列表框的常用屬性都有string和value：string屬性是所有的下拉列表項(xiàng)，可以在屬性編輯器中輸入，在程序代碼中輸入多個列表項(xiàng)時使用“|”分隔；value屬性是當(dāng)前所選項(xiàng)的序號，如果選擇第一項(xiàng)，那么value=1。2.坐標(biāo)軸〔Axes〕坐標(biāo)軸是輸出圖形的區(qū)域，plot命令那么是創(chuàng)立坐標(biāo)軸并將圖形輸出到坐標(biāo)軸中，可以使用title、xlabel、ylabel、zlabel和text函數(shù)在坐標(biāo)軸中添加文本。坐標(biāo)軸的默認(rèn)Tag屬性是axes1。例6-6創(chuàng)立一個用戶界面，使用列表框輸入二階系統(tǒng)的阻尼系數(shù)，在兩個坐標(biāo)軸中分別繪制階躍響應(yīng)曲線和脈沖響應(yīng)曲線(example66.m/.fig)3.ActiveX控件ActiveX控件是使用其他應(yīng)用程序的控件6.2.7菜單的設(shè)計(jì)1．菜單編輯器在可視化界面環(huán)境中選擇菜單“Tools”→“MenuEditor…”或單擊工具欄按鈕，就會出現(xiàn)菜單編輯器窗口，其中“MenuBar”是普通菜單設(shè)計(jì)面板。a)普通菜單設(shè)計(jì)面板b)彈出式菜單設(shè)計(jì)面板2．回調(diào)函數(shù)每個菜單項(xiàng)都有callback回調(diào)函數(shù)，functionnew_Callback(hObject,eventdata,handles)3.使用句柄對象創(chuàng)立菜單h_menu=uimenu(h_Parent,'PropertyName',ProperValue,…) %創(chuàng)立菜單說明：h_Parent是菜單的父對象，如果是窗體，那么在窗體創(chuàng)立新菜單，如果是菜單那么創(chuàng)立該菜單的子菜單。補(bǔ)充實(shí)例(caidan.m)：建立一個菜單系統(tǒng)菜單條中含有File和Help兩個菜單項(xiàng)。如果選擇File中的New選項(xiàng)，那么將顯示NewItem字樣，如果選擇File中的Open選項(xiàng)，那么將顯示出OpenItem字樣。File中的Save菜單項(xiàng)初始時處于禁選狀態(tài)，在選擇Help選項(xiàng)之后將此菜單項(xiàng)恢復(fù)成可選狀態(tài)，如果選擇File中的SaveAs選項(xiàng)，那么將顯示SaveAsItem字樣。如果選擇File中的Exit選項(xiàng)，那么將關(guān)閉當(dāng)前窗口。如果選擇Help中About…選項(xiàng)，那么將顯示HelpItem字樣，并將Save菜單設(shè)置成可選狀態(tài)。程序如下：screen=get(0,'ScreenSize');W=screen(3);H=screen(4);hf=figure('Color',[1,1,1],'Position',[1,1,0.4*W,0.3*H],...'Name','菜單設(shè)計(jì)例如一','NumberTitle','off','MenuBar','none');hfile=uimenu(hf,'label','&File');hhelp=uimenu(hf,'label','&Help');uimenu(hfile,'label','&New','call','disp(''NewItem'')');uimenu(hfile,'label','&Open','call','disp(''OpenItem'')');hsave=uimenu(hfile,'label','&Save','Enable','off');uimenu(hfile,'label','Save&As','call','disp(''SaveAsItem'')');uimenu(hfile,'label','&Exit','separator','on','call','close(hf)');uimenu(hhelp,'label','About...','call',...['disp(''HelpItem'');','set(hsave,''Enable'',''on'')']);6.3對話框6.3.1輸入框輸入框?yàn)橛脩舻妮斎胄畔⑻峁┝私缑?，使用inputdlg函數(shù)創(chuàng)立，并提供了“Ok”和“Cancel”兩個按鈕，inputdlg函數(shù)的命令格式如下：answer=inputdlg(prompt,title,lineno,defans,addopts) %創(chuàng)立輸入框例(ex6_7.m)：prompt={‘請輸入正弦函數(shù)的頻率’};%提示defans={'10'};w=inputdlg(prompt,'輸入',1,defans)6.3.2輸出框1．輸出消息框輸出消息框用來顯示各種輸出信息，使用msgbox函數(shù)來創(chuàng)立，只有一個“Ok”按鈕，并利用圖標(biāo)表示不同的信息類型，msgbox函數(shù)的命令格式如下：h=msgbox(message,title,icon,icondata,iconcmap,createmode) %創(chuàng)立輸出消息框例(ex6_8.m)：message='輸入?yún)?shù)超出范圍';icon='error';h=msgbox(message,'出錯',icon)練習(xí)2.專用輸出框warndlgerrordlghelpdlgquestdlglistdlg補(bǔ)充實(shí)例〔ex6_91.m〕h=warndlg({'error:','code1111.'},'Warning')h=errordlg({'error:','code1111.'},'Error')h=helpdlg({'幫助信息：','幫助信息對話框和警告錯誤對話框根本一致，只是圖標(biāo)不同！'},'幫助')6.3.3文件管理框1.翻開和保存文件利用uigetfile函數(shù)顯示翻開文件對話框；uiputfile函數(shù)顯示保存文件對話框[fname,pname]=uigetfile(ffilter,strtitle,x,y)ffilter為文件名過濾器；strtiltle為對話框窗口標(biāo)題欄的顯示內(nèi)容；x、y為對話框出現(xiàn)的位置，省略那么采用默認(rèn)位置。返回文件名字和路徑例：[f,p]=uigetfile('*.m;*.txt','請選擇一個文件')f=fileprint.mp=E:\MATLABR11\work\2.瀏覽文件夾uigetdir函數(shù)可以瀏覽文件夾例：dirname=uigetdir('C:\MATLAB701')6.4圖像和聲音6.4.1圖像MATLAB7.3的圖像處理工具箱可以讀入、顯示和處理多種標(biāo)準(zhǔn)的圖像格式文件，包括.bmp、.gif、.jpg、.tif、.png、.hdf、.pcx、.xwd、.ico和.cur等。1．圖像類型〔1〕索引圖像〔2〕灰度〔強(qiáng)度〕圖像〔3〕RGB〔真彩〕圖像2.圖像處理函數(shù)〔1〕圖像文件的信息圖像文件可以使用imfinfo函數(shù)查詢其信息，包括文件名、文件大小、圖像尺寸、圖像類型和每個像素的位數(shù)等信息。例：s1=imfinfo('nxq.jpg')〔2〕圖像的讀寫[x,map]=imread(filename,fmt) %讀取圖像文件imwrite(x,map,filename,fmt) %寫入圖像文件說明：x是圖像文件的數(shù)據(jù)矩陣；map是顏色表矩陣，可省略，當(dāng)imread讀取的不是索引圖像時那么為[]，當(dāng)imwrite寫入的不是索引圖像，map省略；filename是圖像文件名；fmt是文件格式，如'bmp'、'cur'、'gif'、'jpg'或'ico'等，可省略?！?〕圖像的顯示h=imshow(x,[lowhigh]) %按顏色表設(shè)定顯示灰度圖像h=imshow(x,map) %顯示圖像h=imshow(filename) %顯示圖像文件例:圖像的讀入顯示〔myimage.m〕例：做一個花瓶，如圖示。〔提示：做一個旋轉(zhuǎn)體外表，調(diào)入一幅圖像對該外表進(jìn)行彩繪，即用圖像的色圖索引作為外表體的色圖索引〕huaping.m6.4.2聲音1．讀取和寫入聲音文件數(shù)據(jù)MATLAB7.3提供了auread和wavread函數(shù)分別讀取.au和.wav聲音文件的數(shù)據(jù)，auwrite和wavwrite函數(shù)將聲音數(shù)據(jù)寫入文件，aufinfo和wavfinfo函數(shù)用來獲取.au和.wav文件的信息。2．播放聲音文件sound和soundsc函數(shù)實(shí)現(xiàn)將向量轉(zhuǎn)換為音頻信號，并轉(zhuǎn)換到speaker進(jìn)行的播放；audioplayer創(chuàng)立一個音頻播放器對象，用來播放聲音信號；beep實(shí)現(xiàn)響鈴。例6-13(mysound.m)6.5視頻與動畫設(shè)計(jì)

6.5.1視頻MATLAB7.3的視頻幀稱為MATLABMovie，是結(jié)構(gòu)體類型，包括cdata和colormap兩個域，分別用來存放圖像數(shù)據(jù)和顏色表，通