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教你用Matlab制作立体动态相册
来源：jb51　　时间：2022/3/1 13:39:22　　对本文有异议

效果

教程部分

1 图片导入与大小重设

需要有一个名为album的文件夹和当前m文件在同一文件夹，另外ablum文件夹内至少要有一张jpg格式图片

  1. path='.\album\';%文件夹名称
  2. files=dir(fullfile(path,'*.jpg')); 
  3. picNum=size(files,1);
  4.  
  5. %遍历路径下每一幅图像
  6. for i=1:picNum
  7.    fileName=strcat(path,files(i).name); 
  8.    img=imread(fileName);
  9.    img=imresize(img,[120,120]);
  10.    imgSet{i}=img;
  11. end

我们注意到，这里用了一次imresize将突破变为120x120大小，这里重设大小有三个作用：

  • 将不是方形的图片变为方形
  • 将图像设置固定大小，方便构造网格放置图片
  • 120x120的大小大约是能让图片表示清晰为前提下最小的大小，图片太大的话运行会卡，太小的话不清晰

2 fig axes设置

  1. % fig axes设置
  2. fig=figure('units','pixels','position',[50 50 600 600],...
  3.                        'Numbertitle','off','resize','off',...
  4.                        'name','album3d','menubar','none');
  5. ax=axes('parent',fig,'position',[-0.5 -0.5 2 2],...
  6.    'XLim', [-6 6],...
  7.    'YLim', [-6 6],...
  8.    'ZLim', [-6 6],...
  9.    'Visible','on',...
  10.    'XTick',[], ...
  11.    'YTick',[],...
  12.    'Color',[0 0 0],...
  13.    'DataAspectRatioMode','manual',...
  14.    'CameraPositionMode','manual');
  15. hold(ax,'on')

大部分设置大家都能看懂，这里讲解一下一些比较少见的设置：

2.1 为什么 axes的’position’属性不设置[0 0 1 1]?

因为是3D坐标轴，设置为[0 0 1 1]后旋转起来效果是这样的，所以我们axes要设置的比figure大一圈：

2.2 为什么要设置CameraPositionMode这一奇怪的属性？

因为我们后期要频繁改变CameraPosition这一属性，而CameraPositionMode设置为manual可以让视角完全按照CameraPosition的数值来调整，至于为什么要调整视角呢？

当然是因为如果对图像位置数据进行处理数据量会贼大，因此我们不妨直接转动axes视角而非转动图片。

3 绘制图形句柄

就是绘制小型立方体，中型立方体和大型立方体，其中鼠标移动到中型立方体中心时中型立方体变成大型立方体，这个可以靠设置图形对象的XData,YData,ZData数值来改变

3.1 构造网格

由于surf曲面图可以将图像贴在上面，还可以设置透明度，我们决定用surf函数来绘制，要贴图首先要将曲面绘制出来，就要先构造曲面网格：

  1. % 用于绘制图片的网格
  2. [XMesh,YMesh]=meshgrid(linspace(-1,1,120),linspace(-1,1,120));
  3. ZMesh=ones(120,120);

3.2 绘制小型立方体

  1. % 绘制图片立方体
  2. surfPic(1)=surf(XMesh,YMesh,ZMesh,'CData',imgSet{mod(0,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
  3. surfPic(2)=surf(XMesh,YMesh(end:-1:1,:),-ZMesh,'CData',imgSet{mod(1,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
  4. surfPic(3)=surf(ZMesh,XMesh,YMesh(end:-1:1,:),'CData',imgSet{mod(2,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
  5. surfPic(4)=surf(XMesh,ZMesh,YMesh(end:-1:1,:),'CData',imgSet{mod(3,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
  6. surfPic(5)=surf(-ZMesh,XMesh,YMesh(end:-1:1,:),'CData',imgSet{mod(4,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
  7. surfPic(6)=surf(XMesh,-ZMesh,YMesh(end:-1:1,:),'CData',imgSet{mod(5,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');

3.3 绘制中型立方体

有了小型立方体，中型的绘制起来就简单了起来，甚至可以用一个for循环解决，只需要循环提取小型立方体的XData,YData,ZData数据后乘以1.5绘制图像，并设置透明度即可：

  1. % 依靠小立方体数据绘制中等立方体
  2. for i=1:6
  3.     surfPicA(i)=surf(surfPic(i).XData.*1.5,surfPic(i).YData.*1.5,surfPic(i).ZData.*1.5,...
  4.         'CData',surfPic(i).CData,'EdgeColor','none','FaceColor','interp','FaceAlpha',0.7);  
  5. end

3.4 大型立方体参数设置

大型立方体参数设置时就没那么简单，如果直接乘以2.5，图片与图片之间会没有缝隙，因此我们XData,YData,ZData数据虽然都要变大，但是要乘以不一样的数值，而且各个方向上乘的数值不同，因此我们可以事先设立一个矩阵，用来存储其参数：

  1. % 用来调整放大比例的矩阵
  2. resizeMat=[2 2 2.5;2 2 2.5;2.5 2 2;
  3.            2 2.5 2;2.5 2 2;2 2.5 2];

想直接画大型正方形可以试试如下代码：

  1. % 最大图片绘制       
  2. % for i=1:6
  3. %     surfPicB(i)=surf(surfPic(i).XData.*resizeMat(i,1),...
  4. %                      surfPic(i).YData.*resizeMat(i,2),...
  5. %                      surfPic(i).ZData.*resizeMat(i,3),...
  6. %                      'CData',surfPic(i).CData,'EdgeColor',...
  7. %                      'none','FaceColor','interp','FaceAlpha',0.7);  
  8. % end

4 立方体旋转

我们只需要设置一个timer函数不断调整CameraPosition即可：

  1. fps=40;theta=0;
  2. rotateTimer=timer('ExecutionMode', 'FixedRate', 'Period',1/fps, 'TimerFcn', @rotateCube);
  3. start(rotateTimer)
  4.  
  5.     function rotateCube(~,~)
  6.         theta=theta+0.02;
  7.         ax.CameraPosition=[cos(theta)*5*sqrt(2),sin(theta)*5*sqrt(2),5];
  8.     end

5 获取鼠标与中心点的距离

本来想直接在timer调用的函数里写get(fig,‘CurrentPoint’);来获得鼠标当前位置的，但发现这样写只有鼠标点击窗口才会有反应，并不是鼠标移动就会有反应，因此我们再构造一个WindowButtonMotionFcn回调，！！！这一部分代码要写在上一步代码的前面！！！

  1. lastDis=300;
  2. preDis=300;
  3. set(fig,'WindowButtonMotionFcn',@move2center)    
  4.     function move2center(~,~)
  5.         xy=get(fig,'CurrentPoint');
  6.         preDis=sqrt(sum((xy-[300,300]).^2));
  7.     end

preDis就是鼠标到图片中心的位置，我为什么要设置一个lastDis呢，因为每次移动鼠标都更新图像实在太卡了，因此我们要加一个判定，当且仅当以下两种情况更新图片大小

  • 之前鼠标距离中心>=150，现在<150
  • 之前鼠标距离中心<150，现在>=150

6 鼠标移动到fig中心时更新图片

将之前的rotateCube函数改成这样：

  1. function rotateCube(~,~)
  2.         theta=theta+0.02;
  3.         ax.CameraPosition=[cos(theta)*5*sqrt(2),sin(theta)*5*sqrt(2),5];
  4.         if (~all([preDis lastDis]<150))&&any([preDis lastDis]<150)
  5.             for ii=1:6
  6.                 if preDis<150
  7.                     surfPicA(ii).XData=surfPic(ii).XData.*resizeMat(ii,1);
  8.                     surfPicA(ii).YData=surfPic(ii).YData.*resizeMat(ii,2);
  9.                     surfPicA(ii).ZData=surfPic(ii).ZData.*resizeMat(ii,3);
  10.                 else
  11.                     surfPicA(ii).XData=surfPic(ii).XData.*1.5;
  12.                     surfPicA(ii).YData=surfPic(ii).YData.*1.5;
  13.                     surfPicA(ii).ZData=surfPic(ii).ZData.*1.5;
  14.                 end
  15.             end
  16.         end
  17.         lastDis=preDis;
  18.     end

其中：

(~all([preDis lastDis]<150))&&any([preDis lastDis]<150)

是用来判断上一次鼠标位置和当前鼠标位置是否只有一个距离中心<150

另：

for 循环中使用else来判断应该绘制大图片还是中等图片

完整代码

  1. function album3d
  2. path='.\album\';%文件夹名称
  3. files=dir(fullfile(path,'*.jpg')); 
  4. picNum=size(files,1);
  5.  
  6. %遍历路径下每一幅图像
  7. for i=1:picNum
  8.    fileName=strcat(path,files(i).name); 
  9.    img=imread(fileName);
  10.    img=imresize(img,[120,120]);
  11.    imgSet{i}=img;
  12. end
  13.  
  14. % fig axes设置
  15. fig=figure('units','pixels','position',[50 50 600 600],...
  16.                        'Numbertitle','off','resize','off',...
  17.                        'name','album3d','menubar','none');
  18. ax=axes('parent',fig,'position',[-0.5 -0.5 2 2],...
  19.    'XLim', [-6 6],...
  20.    'YLim', [-6 6],...
  21.    'ZLim', [-6 6],...
  22.    'Visible','on',...
  23.    'XTick',[], ...
  24.    'YTick',[],...
  25.    'Color',[0 0 0],...
  26.    'DataAspectRatioMode','manual',...
  27.    'CameraPositionMode','manual');
  28. hold(ax,'on')
  29. ax.CameraPosition=[5 5 5];
  30.  
  31. % 用于绘制图片的网格
  32. [XMesh,YMesh]=meshgrid(linspace(-1,1,120),linspace(-1,1,120));
  33. ZMesh=ones(120,120);
  34.  
  35. % 绘制图片立方体
  36. surfPic(1)=surf(XMesh,YMesh,ZMesh,'CData',imgSet{mod(0,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
  37. surfPic(2)=surf(XMesh,YMesh(end:-1:1,:),-ZMesh,'CData',imgSet{mod(1,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
  38. surfPic(3)=surf(ZMesh,XMesh,YMesh(end:-1:1,:),'CData',imgSet{mod(2,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
  39. surfPic(4)=surf(XMesh,ZMesh,YMesh(end:-1:1,:),'CData',imgSet{mod(3,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
  40. surfPic(5)=surf(-ZMesh,XMesh,YMesh(end:-1:1,:),'CData',imgSet{mod(4,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
  41. surfPic(6)=surf(XMesh,-ZMesh,YMesh(end:-1:1,:),'CData',imgSet{mod(5,picNum)+1},'EdgeColor','none','FaceColor','interp');
  42.  
  43. % 依靠小立方体数据绘制中等立方体
  44. for i=1:6
  45.     surfPicA(i)=surf(surfPic(i).XData.*1.5,surfPic(i).YData.*1.5,surfPic(i).ZData.*1.5,...
  46.         'CData',surfPic(i).CData,'EdgeColor','none','FaceColor','interp','FaceAlpha',0.7);  
  47. end
  48.  
  49. % 用来调整放大比例的矩阵
  50. resizeMat=[2 2 2.5;2 2 2.5;2.5 2 2;
  51.            2 2.5 2;2.5 2 2;2 2.5 2];
  52.  
  53. % 最大图片绘制       
  54. % for i=1:6
  55. %     surfPicB(i)=surf(surfPic(i).XData.*resizeMat(i,1),...
  56. %                      surfPic(i).YData.*resizeMat(i,2),...
  57. %                      surfPic(i).ZData.*resizeMat(i,3),...
  58. %                      'CData',surfPic(i).CData,'EdgeColor',...
  59. %                      'none','FaceColor','interp','FaceAlpha',0.7);  
  60. % end     
  61.  
  62.  
  63. lastDis=300;
  64. preDis=300;
  65. set(fig,'WindowButtonMotionFcn',@move2center)    
  66.     function move2center(~,~)
  67.         xy=get(fig,'CurrentPoint');
  68.         preDis=sqrt(sum((xy-[300,300]).^2));
  69.     end
  70.  
  71.  
  72.  
  73. fps=40;theta=0;
  74. rotateTimer=timer('ExecutionMode', 'FixedRate', 'Period',1/fps, 'TimerFcn', @rotateCube);
  75. start(rotateTimer)
  76.  
  77.  
  78.  
  79.     function rotateCube(~,~)
  80.         theta=theta+0.02;
  81.         ax.CameraPosition=[cos(theta)*5*sqrt(2),sin(theta)*5*sqrt(2),5];
  82.         if (~all([preDis lastDis]<150))&&any([preDis lastDis]<150)
  83.             for ii=1:6
  84.                 if preDis<150
  85.                     surfPicA(ii).XData=surfPic(ii).XData.*resizeMat(ii,1);
  86.                     surfPicA(ii).YData=surfPic(ii).YData.*resizeMat(ii,2);
  87.                     surfPicA(ii).ZData=surfPic(ii).ZData.*resizeMat(ii,3);
  88.                 else
  89.                     surfPicA(ii).XData=surfPic(ii).XData.*1.5;
  90.                     surfPicA(ii).YData=surfPic(ii).YData.*1.5;
  91.                     surfPicA(ii).ZData=surfPic(ii).ZData.*1.5;
  92.                 end
  93.             end
  94.         end
  95.         lastDis=preDis;
  96.     end
  97.  
  98.  
  99.  
  100.  
  101. % 弃用方案：太卡
  102. % set(fig,'WindowButtonMotionFcn',@move2center)    
  103. %     function move2center(~,~)
  104. %         xy=get(fig,'CurrentPoint');
  105. %         dis=sum((xy-[300,300]).^2);
  106. %         for ii=1:6
  107. %             if dis<200
  108. %                 surfPicA(ii).XData=surfPic(ii).XData.*resizeMat(ii,1);
  109. %                 surfPicA(ii).YData=surfPic(ii).YData.*resizeMat(ii,2);
  110. %                 surfPicA(ii).ZData=surfPic(ii).ZData.*resizeMat(ii,3);
  111. %             else
  112. %                 surfPicA(ii).XData=surfPic(ii).XData;
  113. %                 surfPicA(ii).YData=surfPic(ii).YData;
  114. %                 surfPicA(ii).ZData=surfPic(ii).ZData;
  115. %             end    
  116. %         end
  117. %         
  118. %         
  119. %         
  120. %     end
  121.  
  122. end

以上就是教你用Matlab制作立体动态相册的详细内容，更多关于Matlab制作立体相册的资料请关注w3xue其它相关文章！

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