MATLAB程序设计方案报告基于MATLAB动画播放及音乐播放.doc

《MATLAB程序设计》

课程设计汇报

设 计 题 目： 基于MATLAB动画演示
及背景音乐插入
专 业： 级通信工程
姓名（学号）： 储兆雄
邓少林
徐凯越
指 导 教 师： 倪建军（博士/副教授）
时 间： 12月20日

目录

1、设计目标
2、总体设计
3、具体设计（功效实现）
4、结果分析
5、改善方向
6、心得体会
文件
附录

1、设计目标
学会利用matlab工具箱实现matlab GUI设计，处理动画运行，和添加背景音乐，并实现其动态操作，如继续、暂停等功效。
2、总体设计

关键包含：动画模块，音乐模块，动画显示模块
3、具体设计（功效实现）
1) 动画模块
（1）打开动画文件：从文件打开对话框选择动画程序，实现动画播放可选择性
程序实现代码以下：
function btnvopen_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to btnvopen (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
global vfname %动画文件名
[vfname vpname vindex]=uigetfile('*.m','choose moive file');
len=length(vfname);
if vindex
set(handles.txtvname,'string',vfname(1:len-2))
end
打开对话框效果以下：

（2）开始动画播放：先获取文件名称vfname(1:len-2)，然后用run()命令来实施
程序实现代码以下：
function btnvstart_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to btnvstart (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
global vfname
try
len=length(vfname);
run(vfname(1:len-2));
catch
msgbox('sorry, there are some error while playing movie!','NOTICING');
end

以下是其中两个动画程序
snow动画
%***************设置背景****************************%
A=imread('H:\YOU.jpg');
h=figure;
imshow(A);

axes
axis([0 1 0 1]);
axis off;
set(gcf,'color','k');
N=20;
handles=zeros(1,N);
x=rand(2,N);
fontsize=floor(rand(1,N)*17+32);
new_handles_N=0;
%绘图
for i=1:N
handles(i)=text(x(1,i),x(2,i),'*','fontsize',fontsize(i),'color','w');
end
while 1
if ~ishandle(h)
return
end
for i=1:N
temp=get(handles(i),'position');
step=get(handles(i),'fontsize')/48*0.05;
if temp(2)<0
new_handles_N=new_handles_N+1;
new_handles(new_handles_N)= copyobj(handles(i),gca);
if new_handles_N==500
delete(new_handles);
new_handles_N=0;
end
temp(1)=rand(1);
temp(2)=1;
else
temp(1)=temp(1)+rand(1)*0.1-0.05;
temp(2)=temp(2)-step;
end
set(handles(i),'position',temp,'rotation',get(handles(i),'rotation')+5);
end
pause(.2)
end
简单程序动画
try
Movie=moviein(16);
for k=1:16
plot(fft(eye(k+16)))
axis equal
axis off
M(k)=getframe;
end
movie(M,30);
catch
msgbox('sorry, there are some error while playing movie!','NOTICING');
end

动画效果以下：

（3）暂停/继续功效：获取pause按钮string参数，实现暂停和继续播放功效切换，
而经过timerPause()函数来实现其功效
程序实现代码以下：
function btnvpause_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to btnvpause (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
global symPause
try
if strcmp(get(handles.btnvpause,'string'),'pause')
handles.timer1 = timer('Period', 0.1, 'ExecutionMode', 'singleShot','timerFcn', {@timerPause});
set(handles.btnvpause,'string','continue')
start(handles.timer1);

elseif strcmp(get(handles.btnvpause,'string'),'continue')
symPause =0;
set(handles.btnvpause,'string','pause')
end
catch
msgbox('sorry, there are some error while excuting the function!','NOTICING','error');
end

function timerPause(hObject,eventdata,handles)
global symPause
symPause=1;
while symPause==1
pause(1)
end
（4）添加文字
function btnvshow_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to btnvshow (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
try
if get(handles.txtvword,'string')
set(handles.stxtshow,'string',get(handles.txtvword,'string'),...
'visible','on','fontname','¿¬Ìå','fontsize',12.0);
else
set(handles.stxtshow,'visible','off');
msgbox('Add some words first!');
end
catch
msgbox('sorry, there are some error while excuting the function!','NOTICING','error');
end

2）音乐模块
（1）打开音乐
function btnmbrowse_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to btnmbrowse (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
global mfilepath
try
[mfname mpname mindex]=uigetfile('*.wav','choose music');
if mindex
mfilepath=[mpname mfname];
set(handles.edit1,'string',mfilepath);
end
catch
msgbox('Error,while importing music£¡','NOTICING','error');
end

（2）播放音乐
function btnstart_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to btnstart (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
global mfilepath player sign
sign='false';
try
if mfilepath~=0
[data,Fs,nbits]=wavread(mfilepath);
else
try
[data,Fs,nbits]=wavread('you are a song in my heart.wav');
catch
msgbox('sorry,the default music does not exist','NOTICING');
end
end
player=audioplayer(data,Fs,nbits);
play(player);
sign='ture';
set(handles.btnmpause,'string','pause','Enable','on');
catch
msgbox('Rrror while playing music!','NOTICING');
end

（3）暂停/继续功效
function btnmpause_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to btnmpause (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
global player sign
try
if strcmp(get(handles.btnmpause,'string'),'pause')
pause(player);
set(handles.btnmpause,'string','continue');
elseif strcmp(get(handles.btnmpause,'string'),'continue')
resume(player);
set(handles.btnmpause,'string','pause');
end
catch
msgbox('sorry, there are some error while excuting the function!','NOTICING');
end
（4）停止播放音乐
function btnmstop_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to btnmstop (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
global player sign
try
stop(player);
sign='false';
set(handles.btnmpause,'string','pause','Enable','off');
catch
msgbox('ERROR','NOTICING');
end
3）其它辅助功效
（1）关闭程序：在退出程序时，音乐不会自动停止，所以为了在退出程序时同时关闭音乐，才加入此功效
function figure1_DeleteFcn(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to figure1 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

global player sign
try
if strcmp(sign,'true')
stop(player);
close all
end
catch
msgbox('sorry, there are some error while excuting the function!','NOTICING','error');
end
（2）异常捕捉机制try-catch
因为程序功效再设计上考虑并不是十分全方面，可能会出现预料不到错误，所以加入此功效，避免在出现未知错误时，程序瓦解。

4、结果分析
功效实现上看，基础上能达成预期效果，各个功效均可正常实施，在动画播放方面，有些方面还不尽如人意，比如说，因为实现了动画可切换性 ，也就是说动画程序独立性，使得自己编写m文件和程序内部参数部分不一致，使得出现不一样效果，比如，有时动画在设计好GUI界面上显示，有时又以独立窗口运行。音乐模块则和预期一致。另外，应该说是非人为原因，在动画播放时候，添加背景音乐，此时动画会暂停，当音乐开始播放时，动画也恢复正常。从这个结果看，程序内部命令会相互影响，所以这将是我们队优化程序一个方向。
5、改善方向
从程序演示过程发觉以下问题，这将是本程序优化方向。
(1)回调函数之间干扰：最显著结果表现为，动画运行过程中，点击其它按钮，将短时间暂停动画程序。所以怎样将动画独立于GUI之外，同时又受GUI界面按钮控制，这是程序优化关键之一。
(2)动画程序编写模块：虽说本程序能够实现动画程序自由选择，但标准上还是选择了.m文件，而且在程序内部参数不知晓情况下编写，程序实现结果可能不一致。
(3)动画模块完全是由程序文件实施，怎样能够动态将动画录制并保留，后者说直接播放.avi格式动画，将是僵尸程序优化特色之一。
(4)动画播放过程中，未能直接终止动画程序。
(5)动画并行播放问题。能够让多个动画程序同时打开，但只有一个动画播放，其它被暂停，等其结束后，其它又能够继续实施。所以当要切换动画时，怎样自动停止已经播放动画，有待优化。
6、心得体会
经过此次maltab课设，加强了利用matlab编程能力。首先是GUI设计，其次则是代码编写。而程序实现不仅能够经过GUI写入代码，还能够直接经过代码绘制图形，控件，和callback函数等等。因为完成此次课设是从不懂到学会过程，期间查阅了很多书籍，同时在网上也借阅了她人经验结果，达成了编程质飞跃。然而在编程过程，曲折是显著，调试程序时，警告时不时地出现，从而了解了各类常常出现错误。
其次，因为matlab更多是直接调用内部命令，所以说假如不清楚内部命令话，编程则显得很吃力，先动画音乐程序就是，大部分是调用命令。即使说本程序专题代码并不是很长，却要求了较高基础。了解命令后，则又显得很简单。不过像动画程序，大部分则是自己编写算法，更显自主性，这部分更能显示个人编程能力和严谨性。

文件
[1] MATLAB GUI设计学习手记第二版 罗华飞 北京航天航空大学出版社
[2]精通matlab+GUI设计第2版 陈垚光 电子工业出版社
[3]MATLAB程序设计教程 李海涛 邓樱 高等教育出版社