在MATLAB中如何综合利用surf, surfc, waterfall和contour命令以及矩阵运算来创建三维表面图形、等高线图形和瀑布形图形，并在图形用户界面中展示它们？

要在MATLAB中绘制三维图形并利用图形用户界面（GUI）展示，首先需要熟悉相关命令的功能和使用方法。这里，我们借助《MATLAB三维图形绘制命令详解：surf, surfc, waterfall与contour》进行详细说明。

参考资源链接：[MATLAB三维图形绘制命令详解：surf, surfc, waterfall与contour](https://wenku.csdn.net/doc/63kq5f7r5m?spm=1055.2569.3001.10343)

首先，对于`surf`命令，它用于绘制三维表面图形。例如，创建一个简单的三维曲面图可以使用以下代码：

[X, Y] = meshgrid(-5:0.25:5, -5:0.25:5);
Z = sin(sqrt(X.^2 + Y.^2));
surf(X, Y, Z);

这里，`meshgrid`函数用于生成坐标矩阵，`sin`函数作用于矩阵`Z`以产生曲面。

接着，`surfc`命令类似于`surf`，但它在三维表面下添加等高线。使用方式与`surf`基本相同，代码示例如下：

surfc(X, Y, Z);

它会显示一个三维曲面图，并在底部显示等高线。

对于`waterfall`命令，它创建一个瀑布形的三维图形，适合展示数据随坐标变化的趋势，可以这样使用：

waterfall(X, Y, Z);

最后，`contour`命令用于生成等高线图，它可以单独使用，也可以和`surf`结合使用，例如：

contour(X, Y, Z);

在绘制好图形后，可以使用MATLAB的GUI工具来展示这些图形。MATLAB提供了GUIDE和App Designer等工具，可以创建交互式的GUI应用。在GUIDE中，你可以拖放按钮、轴和其他控件到设计视图上，然后编写回调函数来响应用户的交互。例如，创建一个按钮，当点击时，显示一个三维图形：

uicontrol('Style', 'pushbutton', 'String', 'Show 3D Plot', 'Position', [10, 10, 100, 30], 'Callback', @plotCallback);

function plotCallback(~, ~)
    surf(X, Y, Z); % 显示之前创建的三维曲面图
end

在这个例子中，按钮点击后会回调`plotCallback`函数，该函数会调用`surf`命令来显示图形。

通过上述方法，你可以利用MATLAB强大的矩阵运算能力与丰富的绘图命令，结合GUI设计，来创建交互式的三维图形展示应用。这不仅能够帮助你在数据可视化方面取得直观的效果，也能够在系统设计和控制理论的应用中发挥重要作用。

在深入学习和实践三维图形绘制技巧后，建议继续参考《MATLAB三维图形绘制命令详解：surf, surfc, waterfall与contour》来提升对高级绘图命令的掌握，同时探索更多关于GUI设计的深入内容。这本书提供了丰富的实例和详细解释，能够帮助你更好地理解MATLAB的三维绘图能力，并将其应用于科学计算和工程实践。

参考资源链接：[MATLAB三维图形绘制命令详解：surf, surfc, waterfall与contour](https://wenku.csdn.net/doc/63kq5f7r5m?spm=1055.2569.3001.10343)