Maple的圖形動畫技術

第1章 Maple的2D繪圖基本功能11.1 快速繪圖函數(shù)smartplot()的運用1
1.2 2D圖形的GUI交互式設置6
1.2.1 圖形工具欄6
1.2.2 快捷菜單8
1.2.3 圖形窗口菜單10
1.3 基本繪圖函數(shù)plot()的運用11
1.3.1 單元函數(shù)圖像11
1.3.2 參數(shù)方程曲線13
1.3.3 點列或折線的繪制14
1.4 2D繪圖命令中的常用設置選項（分類介紹）18
1.4.1 關于坐標系格式和顯示范圍的設置選項18
1.4.2 關于線型、符號和色彩的設置選項20
1.4.3 關于標題、圖例和圖中文字的設置選項22
1.4.4 兩項具有通用性的設置23
1.4.5 多對象圖形同一選項分別設值的格式23
1.4.6 對每個函數(shù)要注意考察各個設置項的可行性24
1.5 Maple圖形的兩種保存方式24
1.5.1 直接保存在工作頁當中24
1.5.2 保存成另一個文檔窗口中的單獨文件24第2章 Maple的2D繪圖包函數(shù)262.1 包函數(shù)的調用方式26
2.1.1 with(包名)方式26
2.1.2 包名\[函數(shù)名\]()方式26
2.1.3 with(包名,函數(shù)名)方式27
2.2 用常見的plots包函數(shù)繪圖27
2.2.1 polarplot()27
2.2.2 coordplot()28
2.2.3 implicitplot()32
2.2.4 inequal()35
2.2.5 polygonplot()36
2.2.6 texplot()39
2.2.7 pointplot()40
2.2.8 listplot()42
2.2.9 arrow()43
2.3 用plots包函數(shù)繪制分布圖形47
2.3.1 contourplot()47
2.3.2 listcontplot()50
2.3.3 densityplot()51
2.3.4 listdensityplot()52
2.3.5 fieldplot()53
2.3.6 gradplot()55
2.4 其它包中的常用繪圖函數(shù)57
2.4.1 student\[showtangent\]()57
2.4.2 student\[middlebox\]()57
2.4.3 student\[leftbox\]()和student\[rightbox\]()58
2.4.4 Edtools\[DEplot\]()59
2.4.5 algcurvesplot\[plot_real_curve\]()62
2.5 繪圖常用的幾個通用函數(shù)64
2.5.1 stats\[xshift\]()和stats\[yshift\]()64
2.5.2 stats\[xyexchange\]()65
2.5.3 plots\[changecoords\]()66
2.5.4 plots\[setoptions\]()66
2.5.5 plots\[display\]()67第3章 2D圖形數(shù)據(jù)對象及其繪圖713.1 圖形數(shù)據(jù)對象的概念71
3.1.1 Maple的圖形繪制機理71
3.1.2 圖形數(shù)據(jù)對象的概念72
3.1.3 圖形數(shù)據(jù)結構的概念72
3.1.4 圖形與圖形數(shù)據(jù)對象或結構之間的關系72
3.1.5 圖形數(shù)據(jù)對象、結構的查看方法73
3.2 圖形數(shù)據(jù)O/S的格式分析與繪圖調用75
3.2.1 對象信息——正則點（樣點）坐標值的list75
3.2.2 對象名稱76
3.2.3 局部信息76
3.2.4 關于PLOT數(shù)據(jù)結構76
3.2.5 數(shù)據(jù)O/S的繪圖調用（使用數(shù)據(jù)結構直接作圖）80
3.3 plottools()中基本圖元的數(shù)據(jù)對象81
3.3.1 plottools\[point\]()的數(shù)據(jù)對象82
3.3.2 plottools\[line\]()的數(shù)據(jù)對象82
3.3.3 plottools\[curves\]()的數(shù)據(jù)對象82
3.3.4 plottools\[circle\]()的數(shù)據(jù)對象83
3.3.5 plottools\[arc\]()的數(shù)據(jù)對象84
3.3.6 plottools\[disk\]()的數(shù)據(jù)對象84
3.3.7 plottools\[rectangle\]()的數(shù)據(jù)對象85
3.3.8 plottools\[polygons\]()的數(shù)據(jù)對象85
3.3.9 plottools\[arrow\]()的數(shù)據(jù)對象86
3.3.10 plottools\[ellipseArc\]()的數(shù)據(jù)對象86
3.3.11 plottools\[hyperbola\]()的數(shù)據(jù)對象87
3.3.12 plottools\[pieslice\]()的數(shù)據(jù)對象88
3.4 幾個重要的幾何變換函數(shù)88
3.4.1 plottools\[reflect\]（）88
3.4.2 plottools\[translate\]（）90
3.4.3 plottools\[rotate\]（）90
3.4.4 plottools\[scale\]（）91
3.4.5 plottools\[transform\]（）91
3.5 一些圖形的數(shù)據(jù)結構93
3.5.1 多邊形區(qū)域的圖形數(shù)據(jù)結構93
3.5.2 不等式解域的數(shù)據(jù)結構94
3.5.3 隱函數(shù)曲線的圖形數(shù)據(jù)結構95
3.5.4 地形圖的圖形數(shù)據(jù)結構95
3.5.5 密度圖的圖形數(shù)據(jù)結構96
3.5.6 fieldplot圖的圖形數(shù)據(jù)結構97
3.6 圖形數(shù)據(jù)O/S在編程繪圖中的使用97
3.6.1 Maple的繪圖編程（繪圖proc）97
3.6.2 圖形數(shù)據(jù)O/S在繪圖ploc中的運用方式100
3.6.3 總結：Maple圖形繪制的三種渠道105第4章 2D動畫及其數(shù)據(jù)結構1064.1 用Maple固有命令制作2D動畫106
4.1.1 plots\[animatecurve\]()動畫106
4.1.2 plots\[animate\]()動畫110
4.2 Maple動畫的交互式控制界面116
4.2.1 動畫窗口和動畫菜單116
4.2.2 動畫窗口中的播放工具欄和設置工具欄118
4.2.3 動畫快捷菜單119
4.3 用display命令作2D動畫120
4.3.1 圖形數(shù)據(jù)O/S序列顯示動畫（dist動畫）120
4.3.2 多個dist動畫的聯(lián)合121
4.4 動畫的數(shù)據(jù)結構123
4.4.1 觀察動畫數(shù)據(jù)O/S的方法123
4.4.2 動畫數(shù)據(jù)O/S的一般特征124
4.5 用數(shù)據(jù)結構直接制作PLOT動畫125
4.5.1 實例1：單點走正弦126
4.5.2 實例2：一組移動著的文字127
4.5.3 實例3：一段徑向線段繞原點轉動的過程127
4.5.4 實例4：一個三角形繞原點旋轉128
4.5.5 實例5：六邊形留下的蹤跡130
4.5.6 實例6：孤點留下的蹤跡131
4.5.7 實例7：孤點留下的蹤跡131
4.5.8 實例8：一個曲線族的伸展132
4.6 用數(shù)據(jù)O/S變換函數(shù)做動畫133
4.6.1 實例1：變色三角塊的旋轉過程133
4.6.2 實例2：另一種文字移動134
4.7 用戶函數(shù)和proc動畫135
4.7.1 proc動畫的概念135
4.7.2 實例分析135
4.8 新版animate（）動畫與數(shù)據(jù)O/S動畫的關系139
4.9 Maple 2D動畫的總結：4條渠道140第5章 主題動畫的設計技術1425.1 主題動畫的一般概念142
5.1.1 主題動畫的含義142
5.1.2 主題動畫與演示文檔或課件的關系142
5.1.3 主題動畫的設計思路142
5.2 子動畫的實用分類與樣例143
5.2.1 過程動畫143
5.2.2 蹤跡動畫153
5.2.3 特技動畫166
5.3 子動畫的組合169
5.3.1 動動組合的各種情形170
5.3.2 組合動畫的數(shù)據(jù)結構174
5.3.3 動靜組合176
5.3.4 組合動畫的彩色設置177
5.3.5 關于新版animate的組合功能177
5.4 動畫的連環(huán)畫面顯示177第6章 主題動畫典例簡析1796.1 單位圓上的四條三角函數(shù)線179
6.1.1 連環(huán)畫面179
6.1.2 頁面程序180
6.1.3 解釋和評說180
6.2 正弦曲線的生成181
6.2.1 連環(huán)畫面181
6.2.2 頁面程序181
6.2.3 解釋和評說182
6.3 位相變化著的正弦曲線182
6.3.1 連環(huán)畫面182
6.3.2 頁面程序182
6.3.3 解釋和評說183
6.4 角頻變化著的正弦曲線184
6.4.1 連環(huán)畫面184
6.4.2 頁面程序184
6.4.3 解釋和評說185
6.5 不同底的指數(shù)函數(shù)185
6.5.1 連環(huán)畫面185
6.5.2 頁面程序185
6.5.3 解釋和評說186
6.6 橢圓上點的特征188
6.6.1 連環(huán)畫面188
6.6.2 頁面程序188
6.6.3 解釋和評說189
6.7 橢圓上點的幅角和離心角189
6.7.1 連環(huán)畫面189
6.7.2 頁面程序189
6.7.3 解釋和評說190
6.8 拋物線上點的特征191
6.8.1 連環(huán)畫面191
6.8.2 頁面程序191
6.8.3 解釋和評說192
6.9 雙曲線上點的特征193
6.9.1 連環(huán)畫面193
6.9.2 頁面程序194
6.9.3 解釋和評說194
6.10 圓錐曲線統(tǒng)一方程和離心率195
6.10.1 連環(huán)畫面195
6.10.2 頁面程序195
6.10.3 解釋和評說196
6.11 參數(shù)方程怎樣描繪曲線197
6.11.1 連環(huán)畫面197
6.11.2 頁面程序197
6.11.3 解釋和評說198
6.12 圓的漸開線198
6.12.1 連環(huán)畫面198
6.12.2 頁面程序199
6.12.3 解釋和評說199
6.13 擺線的生成200
6.13.1 連環(huán)畫面200
6.13.2 頁面程序200
6.13.3 解釋和評說201
6.14 彈道安全包絡202
6.14.1 連環(huán)畫面202
6.14.2 頁面程序202
6.14.3 解釋和評說203
6.15 相對軌跡與絕對軌跡的同時生成——絕對軌跡漸開線、相對軌跡旋輪線同時生成204
6.15.1 連環(huán)畫面204
6.15.2 頁面程序204
6.15.3 解釋和評說205
6.16 數(shù)列的極限206
6.16.1 連環(huán)畫面206
6.16.2 頁面程序206
6.16.3 解釋和評說208
6.17 曲線升降駐凹凸拐與切線態(tài)勢209
6.17.1 連環(huán)畫面209
6.17.2 頁面程序209
6.17.3 解釋和評說209
6.18 積分和與定積分210
6.18.1 連環(huán)畫面210
6.18.2 頁面程序211
6.18.3 解釋和評說211
6.19 微積分基本定理212
6.19.1 連環(huán)畫面212
6.19.2 頁面程序212
6.19.3 解釋和評說213
6.20 函數(shù)列的一致收斂性215
6.20.1 連環(huán)畫面215
6.20.2 頁面程序215
6.20.3 解釋和評說216
6.21 冪級數(shù)展開217
6.21.1 收斂半徑為無窮的冪級數(shù)展開217
6.21.2 收斂半徑為有限值的冪級數(shù)展開219
6.22 非定常場的微分方程解曲線220
6.22.1 單個一階微分方程的方向場和解曲線220
6.22.2 一階微分方程組的方向場和解曲線221
6.23 線性變換的主方向222
6.23.1 連環(huán)畫面222
6.23.2 頁面程序223
6.23.3 解釋和評說225
6.24 Maple動畫保存為.MWS獨立文件225
6.25 將Maple動畫導出為.GIF動畫226
6.26 把動畫插入到其它文檔中去228
6.26.1 把動畫插入到FrontPage中（影片播放形式）228
6.26.2 把動畫插入到PowerPoint中（幻燈片形式）229第7章 Maple的3D圖形基本功能2317.1 快捷繪圖函數(shù)smartplot3d的運用231
7.2 3D圖形的GUI交互式設置233
7.2.1 3D圖形工具欄233
7.2.2 3D圖形快捷菜單234
7.2.3 3D圖形窗口菜單237
7.2.4 返回信息的快捷鍵繪圖238
7.3 基本繪圖函數(shù)plot3d()的運用241
7.3.1 plot3d（）的調用語句241
7.3.2 二元函數(shù)表示的曲面242
7.4 常用設置選項的分類表格244
7.5 新版Maple的Plot Builder247
7.5.1 Interactive Plot Builder的概念247
7.5.2 Interactive Plot Builder的結構248
7.5.3 Interactive Plot Builder的使用253第8章 Maple的3D繪圖包函數(shù)2578.1 生成圖形的3D繪圖包命令257
8.1.1 plots\[pointplot3d\]257
8.1.2 plots\[spacecurve\]()258
8.1.3 plots\[listplot3d\]()258
8.1.4 plots\[matrixplot\]()259
8.1.5 plots\[polygonplot\]()260
8.1.6 plots\[cylinderplot\]()261
8.1.7 plots\[sphereplot\]()262
8.1.8 plots\[surfdata\]()264
8.1.9 plots\[implicitplot3d\]()265
8.1.10 plots\[polyhedraplot\]()266
8.1.11 plots\[tubeplot\]()267
8.1.12 plots\[coordplot3d\]()268
8.1.13 plots\[fieldplot3d\]()270
8.1.14 plots\[gradplot3d\]()271
8.1.15 plots\[contourplot3d\]()271
8.1.16 plots\[listcontourplot3d\]()273
8.1.17 plots\[textplot3d\]()274
8.2 再造圖形的3D繪圖包命令275
8.2.1 plots\[setoptions3d\]()275
8.2.2 plots\[display3d\]()275
8.2.3 plots\[changecoords\]()276
8.2.4 plottools\[reflect\]()（反射）278
8.2.5 plottools\[translate\]()（平移）278
8.2.6 plottools\[rotate\]()（旋轉）279
8.2.7 plottools\[scale\]()（放縮）280
8.2.8 plottools\[homothty\]()（位似）281
8.2.9 plottools\[project\]()（投影）282
8.2.10 plottools\[cutin\]()（“切邊”）282
8.2.11 plottools\[cutout\]()（“鏤心”）284
8.2.12 plottools\[stellate\]()（“隆陷”）284
8.2.13 state\[xshift\]()等285
8.2.14 state\[xyexchange\]()等285
8.2.15 state\[xscale\]()等286
8.2.16 plottools\[transform\]()=>F:R^m->R^n286第9章 3D圖形數(shù)據(jù)對象及其繪圖2919.13 D圖形數(shù)據(jù)O/S的概念、種類和設置項291
9.1.13 D圖形數(shù)據(jù)對象的7種類型291
9.1.2 圖形數(shù)據(jù)O/S中使用的設置選項300
9.1.3 用3D圖形數(shù)據(jù)O/S繪圖的方法302
9.2 生成圖形對象的函數(shù)303
9.2.1 生成通用圖形對象的plottools包函數(shù)304
9.2.2 生成多面體圖形對象的plottools包函數(shù)310
9.3 圖形數(shù)據(jù)O/S在編程繪圖中的應用313
9.3.1 關于繪圖頁面程序和用戶自定義proc函數(shù)313
9.3.2 一些常見圖形的繪制思路及其O/S313第10章 Maple的3D動畫32210.1 使用固有動畫命令制作“外層”動畫323
10.1.1 animate3d()的基本使用方法323
10.1.2 觀察animate3d（）動畫的數(shù)據(jù)結構326
10.2 使用對象函數(shù)和繪圖函數(shù)制作“中層”動畫329
10.2.1 dist動畫的基本制作方法329
10.2.2 dist動畫的數(shù)據(jù)結構329
10.3 使用頁面編程方法制作“內層”動畫338
10.3.1 曲線的形成338
10.3.2 曲面的形成338
10.3.3 曲線的變形變位338
10.3.4 曲面的變形變位339
10.3.5 曲線族的生成339
10.3.6 曲面族的生成339
10.4 層次的交融340
10.5 動畫的幀頁組合340
10.5.1 幀頁組合的方法和特點340
10.5.2 了解不同位置設置選項的各自作用341
10.6 關于新版animate（）功能的討論344
10.6.1 幾點基本認識344
10.6.2 新版animate（）用繪圖函數(shù)制作動畫的實例344
10.6.3 新版animate（）用對象函數(shù)制作動畫的實例346
10.6.4 新版animate（）用數(shù)據(jù)O/S制作動畫的實例348第11章 3D動畫的設計技術34911.1 點的過程動畫350
11.1.1 中層動畫350
11.1.2 內層動畫351
11.2 點的蹤跡動畫352
11.2.1 中層動畫352
11.2.2 內層動畫355
11.3 線的過程動畫359
11.3.1 中層動畫359
11.3.2 內層動畫360
11.4 線的蹤跡動畫361
11.4.1 外層動畫361
11.4.2 中層動畫361
11.4.3 內層動畫362
11.5 面體的過程動畫366
11.5.1 外層動畫366
11.5.2 中層動畫366
11.5.3 內層動畫367
11.6 面體的蹤跡動畫367
11.6.1 中層動畫367
11.6.2 內層動畫368
11.7 各類動畫內層設計要點372
11.7.1 過程動畫的內層設計要點372
11.7.2 點元蹤跡動畫的內層設計要點373
11.7.3 線元蹤跡動畫的內層設計要點373
11.7.4 面元蹤跡動畫的內層設計要點374第12章 主題數(shù)學動畫典例分析37512.1 圓柱面漸伸展開為平面375
12.1.1 連環(huán)畫面375
12.1.2 頁面程序375
12.1.3 解釋和評說376
12.2 圓柱面的截口曲線376
12.2.1 連環(huán)畫面376
12.2.2 頁面程序377
12.2.3 解釋和評說377
12.3 展開圓柱截口曲線成為一條正弦曲線378
12.3.1 連環(huán)畫面378
12.3.2 頁面程序378
12.3.3 解釋和評說379
12.4 地球公轉與自轉的示意動畫379
12.4.1 連環(huán)畫面379
12.4.2 頁面程序380
12.4.3 解釋和評說381
12.5 球面數(shù)字地球儀381
12.5.1 連環(huán)畫面381
12.5.2 頁面程序382
12.5.3 解釋和評說382
12.6 二元變量在任意點處的“全方位”極限383
12.6.1 連環(huán)畫面383
12.6.2 頁面程序383
12.6.3 解釋和評說384
12.7 二元變量在原點處的“指定路徑”極限384
12.7.1 連環(huán)畫面384
12.7.2 頁面程序385
12.7.3 解釋和評說386
12.8 全微分、全增量、偏微分、偏增量386
12.8.1 連環(huán)畫面386
12.8.2 頁面程序387
12.8.3 解釋和評說388
12.9 二重積分的概念388
12.9.1 連環(huán)畫面388
12.9.2 頁面程序389
12.9.3 解釋和評說389
12.10 曲面面積的定義390
12.10.1 連環(huán)畫面390
12.10.2 頁面程序390
12.10.3 解釋和評說392
12.11 空間曲線的基本三棱形（活動標架）393
12.11.1 連環(huán)畫面393
12.11.2 頁面程序393
12.11.3 解釋和評說394
12.12 空間曲線的漸開線及其等距曲線396
12.12.1 連環(huán)畫面396
12.12.2 頁面程序397
12.12.3 解釋和評說397
12.13 漸開線齒輪展成加工原理：平面族的包絡399
12.13.1 連環(huán)畫面399
12.13.2 頁面程序399
12.13.3 解釋和評說400
12.14 旋轉面上的測地線400
12.14.1 連環(huán)畫面400
12.14.2 頁面程序401
12.14.3 解釋和評說403參考文獻404