Как сделать интерактивный сюжет MATLAB?

Я пытаюсь создать простой интерфейс для построения квадратичных многочленов Лагранжа. Для этого вам нужно всего 3 балла (с каждой их координатами x, y, z), которые затем интерполируются с использованием квадратичных многочленов Лагранжа.

Легко сделать статическую версию или даже одну, которая позволяет пользователю вводить 3 точки перед построением кривой. Но также должно быть возможным, чтобы пользователь перетащил существующую точку в окне графика в другую позицию, а затем автоматически изменил график кривой, используя новое положение этой точки!

Короче говоря, пользователь должен иметь возможность перетаскивать эти черные точки в другое место. После этого (или при перетаскивании) кривую следует обновить.

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);

Я думаю, что мне нужно либо использовать такие функции, как WindowButtonDownFcn, WindowButtonUpFcn и WindowButtonMotionFcn, или ImPoint Инструментарий обработки изображений. Но как?

[Изменить] Он также должен работать в 3D, так как я хотел бы обобщить это понятие на тензорные поверхности продукта.

Ответ 1

Хорошо, я искал дополнительную информацию о параметре ImPoint в Image Processing Toolbox и написал этот script.

Так как ImPoint работает только для 2D-настройки (и я хотел бы обобщить это на 3D, чтобы иметь возможность работать с поверхностями вместо кривых), на самом деле это не приемлемый ответ! Но кто-то может извлечь из этого выгоду или получить представление о том, как это сделать в 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);

Я добавил некоторые комментарии для ясности.

[Изменить] В предварительном просмотре подсветка синтаксиса выглядит не очень хорошо! Должен ли я определять язык, который нужно выделить где-нибудь?

Ответ 2

Лучшее решение (которое не нуждается в дополнительных инструментах) - это использование событий. Первый шаг:

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

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

Следующим шагом будет определение таких функций, как MouseClick, это место, где вы реализуете способы реагирования на события (например, нажатые кнопки мыши, нажатые клавиши).

В то же время я реализовал интерактивную среду B-сплайнов в MATLAB, исходный код (вместе с кратким руководством) можно загрузить из https://github.com/pjbarendrecht/BsplineLab.

Ответ 3

Отличный вопрос! У меня тоже была эта проблема, и я подумал, как ее решить раньше, но никогда не рассматривал ее. Моя первая мысль заключалась в том, чтобы использовать ginput, а затем минимизировать расстояние до линии и найти ближайшую точку. Я подумал, что это было немного взломать, поэтому я огляделся. Похоже, что единственный разумный ответ там и был подтвержден здесь с этим кодом в качестве примера.

%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)

Не уверен, как он масштабируется до 3D, но я думал, что это будет хорошее начало.