Jak zrobić interaktywny dział MATLAB?

Question

Próbuję stworzyć prosty interfejs do wykreślania wielomianów Lagrange'a. Do tego potrzebne są tylko 3 punkty (z każdą własną współrzędną x, y, z), które następnie interpoluje się za pomocą wielomianów Lagrange'a kwadratowego.

Łatwo jest utworzyć wersję statyczną lub nawet taką, która pozwala użytkownikowi wprowadzić 3 punkty przed wykreśleniem krzywej. Ale użytkownik powinien także móc przeciągnąć istniejący punkt w oknie wykresu do innej pozycji, a następnie ponownie narysować krzywą automatycznie, używając nowej pozycji tego punktu!

Tak w skrócie, użytkownik powinien być w stanie przeciągnąć te czarne kropki do innej lokalizacji. Następnie (lub podczas przeciągania) należy zaktualizować krzywą.

function Interact() 

% Interactive stuff here 

figure(); 
hold on; 
axis([0 7 0 5]) 

DrawLagrange([1,1; 3,4; 6,2]) 

function DrawLagrange(P) 

plot(P(:,1), P(:,2), 'ko--', 'MarkerSize', 10, 'MarkerFaceColor', 'k') 

t = 0:.1:2; 
Lagrange = [.5*t.^2 - 1.5*t + 1; -t.^2 + 2*t; .5*t.^2 - .5*t]; 

CurveX = P(1,1)*Lagrange(1,:) + P(2,1)*Lagrange(2,:) + P(3,1)*Lagrange(3,:); 
CurveY = P(1,2)*Lagrange(1,:) + P(2,2)*Lagrange(2,:) + P(3,2)*Lagrange(3,:); 

plot(CurveX, CurveY); 

myślę, że albo trzeba użyć funkcji jak WindowButtonDownFcn, WindowButtonUpFcn i WindowButtonMotionFcn, lub ImPoint z obrazka Processing Toolbox. Ale jak?

[Edytuj] Powinien również działać w 3D, ponieważ chciałbym uogólnić tę koncepcję na tensor powierzchni produktu.

Answer 1

Świetne pytanie! Też miałem ten problem i zastanawiałem się, jak go rozwiązać wcześniej, ale nigdy nie zaglądałem w to. Moją pierwszą myślą było użyć ginput, a następnie zminimalizować odległość do linii i znaleźć najbliższy punkt. Myślałem, że to trochę hack, więc rozejrzałem się. Wygląda na to, że to jedyna rozsądna odpowiedź i tam potwierdzono here with this code as an example.

%minimum absolute differences kick in again 
xx = 1:10; %xdata 
yy = exp(xx); 

plot(xx,yy); 
[xm ym] = ginput(1); %xmouse, ymouse 

%Engine 
[~, xidx] = min(abs(xx-xm)); %closest index 
[~, yidx] = min(abs(yy-ym)); 
x_closest = xx(xidx) %extract 
y_closest = yy(yidx) 

Nie wiem, jak to skaluje do 3D, ale myślałem, że to byłby dobry początek.

Answer 2

OK, szukałem więcej informacji na temat opcji ImPoint z narzędzia Image Processing Toolbox i napisałem ten skrypt.

Od ImPoint działa tylko dla ustawienia 2D (i chciałbym uogólnić to na 3D, aby móc pracować z powierzchniami zamiast krzywymi), to nie jest naprawdę akceptowalna odpowiedź! Ale ktoś może odnieść z tego korzyści, lub uzyskać pomysł, jak to zrobić w 3D.

% ------------------------------------------------- 
% This file needs the Image Processing Toolbox! 
% ------------------------------------------------- 

function Interact(Pos) 

% This part is executed when you run it for the first time. 
% In that case, the number of input arguments (nargin) == 0. 
if nargin == 0 

    close all; 
    clear all; 
    clc; 

    figure(); 
    hold on; 
    axis([0 7 0 5]) 

    % I do not know how to do this without global variables? 
    global P0 P1 P2 

    % GCA = Get handle for Current Axis 
    P0 = ImPoint(gca,1,1); 
    setString(P0,'P0'); 
    P1 = ImPoint(gca,2,4); 
    setString(P1,'P1'); 
    P2 = ImPoint(gca,6,2); 
    setString(P2,'P2'); 

    % Call subfunction 
    DrawLagrange(P0,P1,P2) 

    % Add callback to each point 
    addNewPositionCallback(P0,@Interact); 
    addNewPositionCallback(P1,@Interact); 
    addNewPositionCallback(P2,@Interact); 

else 

    % If there _is_ some input argument, it has to be the updated 
    % position of a moved point. 
    global H1 H2 P0 P1 P2 

    % Display X and Y coordinates of moved point 
    Pos 

    % Important: remove old plots! Otherwise the graph will get messy. 
    delete(H1) 
    delete(H2) 
    DrawLagrange(P0,P1,P2) 

end 

function DrawLagrange(P0,P1,P2) 

P = zeros(3,2); 
% Get X and Y coordinates for the 3 points. 
P(1,:) = getPosition(P0); 
P(2,:) = getPosition(P1); 
P(3,:) = getPosition(P2); 

global H1 H2 
H1 = plot(P(:,1), P(:,2), 'ko--', 'MarkerSize', 12); 

t = 0:.1:2; 
Lagrange = [.5*t.^2 - 1.5*t + 1; -t.^2 + 2*t; .5*t.^2 - .5*t]; 

CurveX = P(1,1)*Lagrange(1,:) + P(2,1)*Lagrange(2,:) + P(3,1)*Lagrange(3,:); 
CurveY = P(1,2)*Lagrange(1,:) + P(2,2)*Lagrange(2,:) + P(3,2)*Lagrange(3,:); 

H2 = plot(CurveX, CurveY); 

Dodałem komentarze w celu zwiększenia przejrzystości.

[Edytuj] W podglądzie podświetlanie składni nie wygląda najlepiej! Czy powinienem zdefiniować język, który ma być podświetlony?

Answer 3

Lepszym rozwiązaniem (takim, które nie wymaga żadnych dodatkowych zestawów narzędzi) jest użycie zdarzeń. Pierwszy krok:

H = figure('NumberTitle', 'off'); 
set(H, 'Renderer', 'OpenGL'); 

set(H, 'WindowButtonDownFcn', @MouseClick); 
set(H, 'WindowButtonMotionFcn', @MouseMove); 
set(H, 'WindowScrollWheelFcn', @MouseScroll); 
set(H, 'KeyPressFcn', @KeyPress) 

Następnym krokiem jest określenie funkcji, takich jak MouseClick, jest to miejsce, gdzie można realizować jak reagować na zdarzenia (na przykład przyciski myszy są kliknięciu przycisków jest wciśnięty).

W międzyczasie zaimplementowałem interaktywne środowisko B-splajn w MATLAB, kod źródłowy (wraz z zwięzłą instrukcją) można pobrać z https://github.com/pjbarendrecht/BsplineLab.