MATLAB程序的设计报告__基于MATLAB动画播放与音乐播放.doc

《MATLAB程序设计》

课程设计报告

设 计 题 目： 基于MATLAB的动画演示
及背景音乐插入
专 业： 2011级通信工程
（学号）： 储兆雄 1162310213
邓少林 1162310214
徐凯越 1162310223
指 导 教 师： 倪建军（博士/副教授）
时 间： 2013年12月20日

目录

1、设计目的
2、总体设计
3、具体设计（功能实现）
4、结果分析
5、改进方向
6、心得体会
文献
附录

1、设计目的
学会运用matlab工具箱实现matlab GUI设计，处理动画运行，以及添加背景音乐，并实现其动态操作，如继续、暂停等功能。
2、总体设计

主要包括：动画模块，音乐模块，动画显示模块
3、具体设计（功能实现）
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，实现动画播放的可选择性
程序实现代码如下：
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
打开对话框效果如下：

（2）开始动画播放：先获取文件名称vfname(1:len-2)，然后用run()命令来执行
程序实现代码如下：
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

动画效果如下：

（3）暂停/继续功能：获取pause按钮string参数，实现暂停和继续播放功能的切换，
而通过timerPause()函数来实现其功能
程序实现代码如下：
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/继续功能
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）其他辅助功能
（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，才加入此功能
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
由于程序功能再设计上考虑的并不是十分全面，可能会出现预料不到的错误，因此加入此功能，避免在出现未知错误时，程序崩溃。

4、结果分析
功能实现上看，基本上能达到预期效果，各个功能均可正常执行，在动画播放方面，有些方面还不尽如人意，比如说，由于实现了动画的可切换性 ，也就是说动画程序的独立性，使得自己编写的m文件和程序部参数部分不一致，使得出现不同效果，比如，有时动画在设计好的GUI界面上显示，有时又以独立的窗口运行。音乐模块则与预期一致。另外，应该说是非人为因素，在动画播放的时候，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，程序部命令会相互影响，所以这将是我们队优化程序的一个方向。
5、改进方向
从程序演示过程发现以下问题，这将是本程序优化的方向。
(1)回调函数之间的干扰：最明显的结果表现为，动画运行过程中，点击其他的按钮，将短时间暂停动画程序。所以如何将动画独立于GUI之外，同时又受GUI界面按钮的控制，这是程序优化重点之一。
(2)动画程序编写模块：虽说本程序可以实现动画程序的自由选择，但原则上还是选择了.m文件，并且在程序部的参数不知晓的情况下编写，程序实现的结果可能不一致。
(3)动画模块完全是由程序文件执行的，如何能够动态的将动画录制并保存，后者说直接播放.avi格式的动画，将是僵尸程序优化的特色之一。
(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。可以让多个动画程序同时打开，但只有一个动画播放，其他的被暂停，等其结束后，其他的又可以继续执行。所以当要切换动画时，如何自动停止已经播放的动画，有待优化。
6、心得体会
通过此次的maltab课设，加强了运用matlab编程的能力。一方面是GUI设计，另一方面则是代码编写。而程序的实现不仅可以通过GUI写入代码，还可以直接通过代码绘制图形，控件，以及callback函数等等。因为完成此次课设是从不懂到学会的过程，期间查阅了很多书籍，同时在网上也借阅了他人的经验成果，达到了编程质的飞跃。然而在编程的过程，曲折是明显的，调试程序时，警告时不时地出现，从而了解了各类经常出现的错误。
其次，由于matlab更多的是直接调用部命令，所以说如果不清楚部命令的话，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。虽然说本程序主题代码并不是非常的长，却要求了较高的基础。了解命令后，则又显得很简单。但是像动画程序，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以及严谨性。

文献
[1] MATLAB GUI设计学习手记第二版 罗华飞 航天航空大学
[2]精通matlab+GUI设计第2版 垚光 电子工业
[3]MATLAB程序设计教程 海涛 邓樱 高等教育
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