zbf

匿名 *发表于 3 天前* · 发表于 3 天前

这个归一化的百分比图，不还是应该也极坐标化吗

机器人Gpt · 发表于 3 天前

LIYU 发表于 2025-01-06 17:13
这个归一化的百分比图，不还是应该也极坐标化吗 ...

如果你希望将归一化后的能量百分比也以极坐标图的形式展示，我们可以使用极坐标进行绘制。这样可以更直观地看到每个角度上的能量占总体能量的百分比。

以下是更新后的代码，以生成两张极坐标图：

% ... (之前的数据读取和初始化代码不变)
% 计算傅里叶变换后，在频域中得到的维度信息
[X, Y] = meshgrid(1:Nx, 1:Ny);
% 中心点转换为波数向量
centerX = ceil(Nx / 2);
centerY = ceil(Ny / 2);
kx = X - centerX;
ky = Y - centerY;
kr = sqrt(kx.^2 + ky.^2); % 横向波数幅值
% 假定最大波数为标量单位
k0 = max(kr(:));
% 计算与z轴的夹角（出射角）
theta = asin(min(kr / k0, 1)); % 确保比例在有效区间内
% 划分角度范围
thetaBins = linspace(0, pi/2, 90); % 将0到90度分为89个区间
angleEnergy = zeros(1, length(thetaBins)-1);
for i = 1:length(thetaBins)-1
mask = (theta >= thetaBins(i)) & (theta < thetaBins(i+1));
angleEnergy(i) = sum(energyDistribution(mask));
end
% 绘制能量随角度的分布（极坐标图）
figure;
polarplot(thetaBins(1:end-1), angleEnergy);
title('Energy Distribution over Angle (0 to 90 degrees)');
% 归一化能量分布
totalEnergy = sum(angleEnergy);
angleEnergyNormalized = angleEnergy / totalEnergy;
% 绘制能量百分比分布（极坐标图）
figure;
polarplot(thetaBins(1:end-1), angleEnergyNormalized);
title('Normalized Energy Percentage over Angle (0 to 90 degrees)');

复制代码

### 关键步骤：
- **第一张图**：绘制的是能量分布的极坐标图，展示不同角度的绝对能量。
- **第二张图**：绘制的是归一化后的能量百分比的极坐标图，表现每个角度的能量在总能量中的占比。

通过这些步骤，你可以同时看到角度的绝对能量分布以及相对百分比分布，两者都在极坐标系中展示。
--- 光学专家Gpt

匿名 *发表于 3 天前* · 发表于 3 天前

能不能再帮我写一段代码，在此基础上可以得到对应波数的能量分布的极坐标图（第三个图），还需要一个代码，是能够输入一个角度，就可以得到0-这个角度的能量占总能量的百分比

机器人Gpt · 发表于 3 天前

LIYU 发表于 2025-01-06 17:17
能不能再帮我写一段代码，在此基础上可以得到对应波数 ...

当然可以。以下是代码更新，添加了绘制波数能量分布的极坐标图以及计算特定角度范围内能量百分比的功能。

### 完整代码

% ... (之前的数据读取和初始化代码不变)
% 计算傅里叶变换后，在频域中得到的维度信息
[X, Y] = meshgrid(1:Nx, 1:Ny);
% 中心点转换为波数向量
centerX = ceil(Nx / 2);
centerY = ceil(Ny / 2);
kx = X - centerX;
ky = Y - centerY;
kr = sqrt(kx.^2 + ky.^2); % 横向波数幅值
% 假定最大波数为标量单位
k0 = max(kr(:));
% 计算与z轴的夹角（出射角）
theta = asin(min(kr / k0, 1)); % 确保比例在有效区间内
% 划分角度范围
thetaBins = linspace(0, pi/2, 90); % 将0到90度分为89个区间
angleEnergy = zeros(1, length(thetaBins)-1);
for i = 1:length(thetaBins)-1
mask = (theta >= thetaBins(i)) & (theta < thetaBins(i+1));
angleEnergy(i) = sum(energyDistribution(mask));
end
% 绘制能量随角度的分布（极坐标图）
figure;
polarplot(thetaBins(1:end-1), angleEnergy);
title('Energy Distribution over Angle (0 to 90 degrees)');
% 归一化能量分布
totalEnergy = sum(angleEnergy);
angleEnergyNormalized = angleEnergy / totalEnergy;
% 绘制能量百分比分布（极坐标图）
figure;
polarplot(thetaBins(1:end-1), angleEnergyNormalized);
title('Normalized Energy Percentage over Angle (0 to 90 degrees)');
% 绘制波数能量分布的极坐标图
kBins = linspace(0, max(kr(:)), 100); % 将波数分成100个区间
kEnergy = zeros(1, length(kBins)-1);
for i = 1:length(kBins)-1
mask = (kr >= kBins(i)) & (kr < kBins(i+1));
kEnergy(i) = sum(energyDistribution(mask));
end
figure;
polarplot(linspace(0, 2*pi, length(kEnergy)), [kEnergy, kEnergy]); % 绘制完整圆周
title('Energy Distribution over Wave Number');
% 输入一个角度，计算0到这个角度的能量占总能量的百分比
inputAngle = pi/4; % 例如45度
angleMask = (theta <= inputAngle);
energyWithinAngle = sum(energyDistribution(angleMask));
percentageEnergyWithinAngle = energyWithinAngle / totalEnergy * 100;
disp(['Percentage of energy within 0 to ', num2str(inputAngle * 180 / pi), ' degrees: ', num2str(percentageEnergyWithinAngle), '%']);

复制代码

### 代码细节说明：

1. **波数能量分布（第三张图）**：
- 波数的范围被划分为100个区间。
- 使用 `kr` 来决定每个区间内的能量，然后以极坐标形式表示。
- 绘制完整的极坐标圆来展示波数能量分布。

2. **计算特定角度范围内的能量百分比**：
- 提供一个输入角度，例如45度，将角度转换为弧度。
- 计算从0到该输入角度范围内的能量，并计算其占总能量的百分比。

通过这些更新，你可以得到三个图以及指定角度范围内的能量百分比。
--- 光学专家Gpt

匿名 *发表于 3 天前* · 发表于 3 天前

>> read_ZBF
错误使用 read_ZBF (line 92)
向量长度必须相同。

机器人Gpt · 发表于 3 天前

LIYU 发表于 2025-01-06 17:19
>> read_ZBF
错误使用 read_ZBF (line 92)
向量长度必 ...

根据错误信息，`read_ZBF` 函数在第 92 行出现了“向量长度必须相同”的错误。这通常是在尝试处理两个或多个向量或数组时，它们的尺寸不匹配所致。在 MATLAB 中，许多运算需要操作对象（如向量、矩阵）具有相同的维度。

以下是一些常见原因及解决方法：

1. **维度不匹配**：
- 请查看代码中相关行的矩阵或向量操作，确保用于加法、减法、乘法等操作的对象具有相同的大小。

2. **使用 `meshgrid` 和 `reshape`**：
- 确保使用 `meshgrid` 或 `reshape` 的地方，结果矩阵的大小是可预期和适合后续操作的。例如：`meshgrid` 生成的矩阵用于波数计算，确保其维度符合数据要求。

3. **索引问题**：
- 如果代码中有对矩阵或向量的索引访问，确保在所有索引处都是有效的，并且不会超出范围。

4. **向量化问题**：
- 如果对于某个角度或波数进行能量统计时，是通过逻辑索引来筛选部分数据点，比如 `mask`，确保该逻辑索引应用于正确的矩阵和数据维度上。

为了解决这个问题，我们需要对代码的操作行进行详细检查。您可以提供遇到问题的相关代码部分吗？这将帮助我为您提供更具体的调试指导。如果你已经有以上信息可以调试自己，请检查处理过程中任何涉及`length`或`size`操作的地方，确保它们一致。
--- 光学专家Gpt

匿名 *发表于前天 00:43* · 发表于前天 00:43

>> read_ZBF
未定义函数或变量 'energyDistribution'。

出错 read_ZBF (line 67)
angleEnergy(i) = sum(energyDistribution(mask));

机器人Gpt · 发表于前天 00:43

LIYU 发表于 2025-01-07 00:43
>> read_ZBF
未定义函数或变量 'energyDistribution' ...

这个错误提示未定义变量 `energyDistribution`，这意味着在使用变量 `energyDistribution` 之前，它尚未被正确定义或初始化。以下是一些可能的解决步骤和检查点：

1. **检查变量定义**：
- 确保在使用 `energyDistribution` 前已经正确计算并赋值给它。根据上下文，`energyDistribution` 应该是在进行傅里叶变换后得到的能量分布。
- 在代码中 `energyDistribution` 的定义应在第 67 行之前，要确保 `fftResult` 已经计算完毕，例如：`energyDistribution = abs(fftResult).^2;`。

2. **确认傅里叶变换已执行**：
- 确保 `fftResult = fftshift(fft2(complexField));` 已正确执行，并且 `complexField` 确实包含复数形式的光场数据。

3. **检查变量作用域**：
- 如果 `read_ZBF` 是一个函数，请确认 `energyDistribution` 不是在另一个块或函数中定义的。如果是这样，确保它被正确传递到需要使用的地方。

4. **调试代码**：
- 为了确保问题的存在位置，您可以在 `energyDistribution` 应定义的行之前插入一些调试代码，例如：

disp('FFT Result Size:');
disp(size(fftResult));
energyDistribution = abs(fftResult).^2;
disp('Energy Distribution calculated successfully.');

复制代码

通过上述步骤，您应该能够更好地诊断和解决这个变量未定义的问题。如果依然遇到困难，请提供相关更多信息，这样我可以帮助您找到更具体的解决方案。
--- 光学专家Gpt

匿名 *发表于前天 00:46* · 发表于前天 00:46

FFT Result Size:
32 32

Energy Distribution calculated successfully.
错误使用 read_ZBF (line 99)
向量长度必须相同。

机器人Gpt · 发表于前天 00:46

LIYU 发表于 2025-01-07 00:46
FFT Result Size:
32 32

Energy Distribution ...

根据错误信息，问题可能仍然与数据处理步骤中的维度不匹配有关。尤其是在计算`angleEnergy`时，使用的掩码`mask`和`energyDistribution`的尺寸不匹配。以下是几个检查和可能的解决方法：

1. **确保掩码尺寸正确**：
- `mask`的大小应该与`energyDistribution`的大小一致，以确保在逻辑索引中不会有维度不匹配的问题。由于`energyDistribution`已经证实是`32x32`，请确保`mask`也是`32x32`。

2. **检查掩码生成**：
- 生成掩码的代码行应该确认所有涉及的矩阵和变量都有相同的维度。
- 如果`theta`是通过类似`asin(min(kr / k0, 1))`获得的，请确保`kr`、`k0`有正确的维度，并且`theta`的大小匹配`energyDistribution`。

3. **检查角度和波数维度**：
- 确保`thetaBins`和用于循环的`length(thetaBins)-1`逻辑没有导致维度问题。

4. **调试掩码生成**：
- 在生成`mask`之后，可插入调试代码以打印其大小：

disp('Mask Size:');
disp(size(mask));

复制代码

以下是一个修订的代码片段，您可以应用上述调试步骤：

% 计算与z轴的夹角（出射角）
k0 = max(kr(:)); % 总波数幅值
theta = asin(min(kr / k0, 1)); % 确保在有效区间内
% 确认theta的尺寸
disp('Theta Size:');
disp(size(theta));
% 检查与energyDistribution的尺寸是否相符
disp('Energy Distribution Size:');
disp(size(energyDistribution));
% 划分角度范围
thetaBins = linspace(0, pi/2, 90); % 0到90度分为89个区间
angleEnergy = zeros(1, length(thetaBins)-1);
for i = 1:length(thetaBins)-1
mask = (theta >= thetaBins(i)) & (theta < thetaBins(i+1));
disp('Mask Size:');
disp(size(mask)); % 检查mask的尺寸
angleEnergy(i) = sum(energyDistribution(mask));
end

复制代码

通过检查`theta`、`energyDistribution`和`mask`的尺寸，你可以更精确地找出问题所在并加以纠正。如果还有其他信息或输出，请进一步提供，以便更好地帮助你解决问题。
--- 光学专家Gpt

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