matlab 模拟光通过三棱镜的动画

2744557306

这段MATLAB代码构建了一个动态的光学棱镜模拟。首先，代码初始化了一个绘图窗口，绘制了一个具有旋转角度的棱镜形状，并在画布上绘制了一条白色光线模拟光线的运动。接着，代码利用循环控制光线的运动轨迹和折射过程，通过不断更新光线的位置和方向，展示了光线在棱镜内的运动。其后的代码则增加了光线散射的效果，通过改变光线的颜色、线宽以及散射角度，使光线在经过棱镜后产生扩散和不同颜色的散射效果。这一整套代码的目的是模拟光线在光学元件中的行为，呈现出生动逼真的光学效果，为用户提供了一个直观的视觉演示。以下是代码的功能概要：
; q. x) K/ Q3 R. Q! V  f, _
; J) U+ y" w" `5 M  m) {

• 创建绘图窗口： 使用figure函数创建一个指定位置和大小的绘图窗口。
• 绘制光学棱镜： 通过定义棱镜的顶点坐标（xp和yp）和旋转角度（B），利用矩阵变换将顶点坐标旋转，并使用fill函数填充颜色，呈现出一个旋转的棱镜形状。
• 设置坐标轴和背景色： 使用axis函数设置坐标轴范围，set(gca,'color','k')将绘图区域背景色设置为黑色。
• 绘制光线起点： 初始化光线的起点坐标，创建一个白色粗线段表示光线。
• 光线运动动画： 使用while循环实现光线在绘图区域内的动画效果。光线的运动轨迹是通过修改起点坐标实现的，循环中使用pause函数实现动画的时间间隔。
• 绘制多条不同颜色的光线： 在光线运动的过程中，通过循环不断更新光线的位置，实现多条不同颜色的光线运动。
• 调整光线的方向和长度： 利用旋转角度A和一系列参数数组C和s，在第二个while循环中实现对光线方向和长度的调整，形成类似折射的效果。
• 调整初始条件： 通过linspace函数生成一个角度数组C，并初始化一些变量，如删除数组中的第一个元素，获取光线颜色和线宽等信息。
• 循环散射动画： 使用while循环实现光线在棱镜内的散射动画。在每次循环中，通过plot函数绘制光线的新位置，并更新每条光线的起点坐标。
• 变化光线颜色和线宽： 利用get函数获取之前绘制的光线对象的颜色信息，并根据循环中的计数n从预定义的数组L中选择线宽。通过这种方式，实现了光线颜色和线宽的变化。
• 控制循环条件： 在循环中，通过逐渐增加t的值，控制循环的次数和光线的散射过程。在达到一定条件后，结束循环。
  6 d  }! t% i, m6 ^

6 M2 U% u2 H  Z# ^# g+ `

0 P6 n9 ]7 M7 K$ M, L# L$ p具体实验结果如下：
6 }/ X4 B, N0 h

5 O% P& H/ x8 X1 ]: D
6 o, h; p' i8 X' M+ z* a
0 j% `7 e3 m* \7 t" Y& v5 k/ ]1 ]$ Z

1 L, T! H) I3 W0 k5 D