论文总字数：12028字

摘 要

数据可视化，就是用图形图像的方式表示数据集中的数据，同时利用数据分析、数据推理和工具探索未知资料的处理过程。数据可视化技术，是将数据作为单个元素表示，很多数据组成一个数据集，同时会生成相应的图像，然后用多维数据的形式表示出这些数据的各种属性，从而能对数据进行更深的观察和分析。可视化包括很多方面，如数据、信息、科学、信息图形，这些在很多领域已密切关联，利用计算机生成图像，对数据加以可视化解释，获得对所得信息的认知。

本文的主要内容：以MATLAB为主要工具，根据不同的图形特性、各种二维图形、三维线状图形及三维面状图形的要求，以图形化手段来传达程序中所要表达的信息，最后通过动画的制作，以动态的形式表达数据可视化。

关键词：数据可视化；多维数据；图形特性；三维动态

Study on the expression of data visualization

Abstract

Data visualization refers to the representation of the data in the form of a large data set, and the process of processing the unknown information by using the data analysis and development tools. Data visualization technology, the database in each data item as a single graphic elements said, a large amount of data in composing the image data, also in the form of multidimensional data to represent the various properties of the data can be observed data of different dimensions, and can carry out the further observation and analysis of the data. At present, data visualization and information visualization, scientific visualization and graphical information in many fields have been closely associated with, the use of computer generated imagery, the data to be visualized explanation, causes the people to gain an understanding of the information obtained.

The main contents of this paper: Using MATLAB as the main tool, according to the requirements of different graphics features, a variety of two-dimensional graphics, three-dimensional linear graphics and 3D graphics, by graphical means to convey the program to express the information, the final animation production, in the form of dynamic described data visualization and vivid expression.

Key words: data visualization; multidimensional data; graphic characteristics; 3D dynamic

目 录

摘 要 III

Abstract IV

第一章 绪 论 6

1.1本文研究的背景及主要工具 6

1.2本文研究的内容 6

第二章 数据可视化介绍 8

2.1关于数据可视化 8

2.2数据可视化的发展阶段 9

2.3数据可视化的相关分析 9

第三章 数据可视化表达 12

3.1图形特性设置 12

3.2二维图形的绘制 15

3.3三维线状图形的绘制 22

3.4三维面状图形的绘制 26

3.5动画的制作 29

第四章 结 论 31

致 谢 32

参考文献 33

附 录 34

第一章 绪 论

1.1本文研究的背景及主要工具

MATLAB软件是由新墨西哥大学的Cleve Moler和他的同事开发的，起初主要是用来解决线性代数分析中的复杂计算问题。早期的MATLAB程序使用的编写语言是FORTRAN。经过几年的试用，人们发现MATLAB软件在处理数据方面具有很强大的功能。

MATLAB是一种高性能语言。MATLAB在熟悉的环境中集成了计算、可视化和编程，在这种环境中，问题解答都用常用的数学表示法来表达。这方面有很多应用，例如：数学和计算、算法开发、数据获取、建模仿真和原型设计、数据分析和可视化、科学和工程图形、应用开发等。

数学、工程以及科学理论这些入门和高级课程，MATLAB都算得上比较是标准的计算工具。在其他领域，研究、开发和分析的时候MATLAB就成了首选的计算工具。另外，MATLAB中还有一些不同应用下对应的工具箱，可供研究使用。

MATLAB系统由开发环境、数学库、语言、图形处理系统以及应用程序接口五个部分组成。

1.MATLAB开发环境是一个方便的工具供用户使用MATLAB的函数和文件，很多工具都是图形用户界面。集成的用户工作区使得它能够允许用户输入和输出数据，并提供了一个集成的环境完成相应的编译和调试M-文件，包括MATLAB桌面的命令窗口中，M文件编辑器调试，MATLAB的工作空间和在线帮助文档。

2.MATLAB数学函数库包含大量的计算算法。其中基本的矩阵求逆算法有很多，例如加法，正弦；还有一种复杂的方法：快速傅立叶变换。

3.MATLAB是一种基于矩阵/阵列高一级的语言，它具有很多特性，例如程序流控制，函数，数据结构，输入/输出以及面向对象编程。这种语言可以很快地建立一个简单的程序，并能使其快速运行，当然，还可以建立一些复杂的程序。

4.MATLAB图形处理系统可以很方便地显示向量和矩阵的图形，并能够添加标签和图形打印。当然，其最常用也是最强大的功能，就是二维和三维图形的显示，图像处理和动画播放等等。

5.MATLAB应用程序接口能够使MATLAB语言库与C，Fortran和其他高级编程语言交互。通过调用动态链接库文件，实现与MATLAB数据交换库的功能，其主要功能包括调用C和Fortran程序，并建立MATLAB和其他应用程序之间的客户服务器关系。

1.2本文研究的内容

通过可视化的处理，将实践生活与科研活动中得到的数据所包含的信号特征、状态变化以及客观规律充分、直观地展现出来。以MATLAB为主要软件工具，根据不同的图形特性、各种二维图形、三维线状图形及三维面状图形的要求，以图形化手段来传达程序中所要表达的信息，最后通过动画的制作，以动态的形式描述数据可视化。

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