matlab 3D绘图详解
生活随笔
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matlab 3D绘图详解
小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.
<pre code_snippet_id="1628801" snippet_file_name="blog_20160330_1_8408168" name="code" class="cpp">
? 1、三維曲線： plot3()
→plot3(X1,Y1,Z1,...) ????→plot3(X1,Y1,Z1,LineSpec,...) ????→plot3(...,'PropertyName',PropertyValue,...) ????→h = plot3(...) ????plot3( )的用法與plot( )類似，只是多了一個 Z 數(shù)組。舉例：| <span style="font-size:18px;">>> t=[0:0.2:10*pi];
>> x=2*t;
>> y=sin(t);
>> z=cos(t);
>> plot3(x,y,z,'bo');
>> hold on
>> plot3(x,y,z,'r-','LineWidth',2);</span> | ? |
2、二維數(shù)據(jù)網(wǎng)格： meshgrid( )
???[X,Y] = meshgrid(x,y)? 由向量 x 和 y 生成二維數(shù)組X和Y，用來計算二元函數(shù) f(x,y)的值Z = f(X,Y)。二維數(shù)組X，Y，Z可用來繪制三維曲線、三維網(wǎng)格圖、三維曲面圖等。 輸出數(shù)組 X 中的行向量相當于向量 x ，輸出數(shù)組 Y 中的列向量相當于向量 y 。[X,Y] = meshgrid(x)? 等價于[X,Y] = meshgrid(x,x)。?實質(zhì)： <span style="font-size:18px;">x = -4:0.5:4; y = ( 4:-0.5:-4 )';X = repmat(x,length(y),1); Y = repmat(y,1,length(x));</span>
3、三維網(wǎng)格圖: mesh( ) / meshc( ) / meshz( )
????→mesh(X,Y,Z)：繪制由數(shù)組 X,Y,Z 所確定的曲面的網(wǎng)格圖 ????????X,Y,Z 都為二維數(shù)組時，要求它們的維數(shù)相同。X,Y 也可以是向量，但 Z 必須為二維數(shù)組， [m,n] = size(Z)，此時必須滿足：length(X) = n 且 length(Y) = m。 ????→mesh(Z)： 相當于X = 1:n ，Y = 1:m，其中 [m,n] = size(Z)? ????→mesh(...,C)：二維數(shù)組C確定網(wǎng)格顏色，省略C時相當于 C=Z ????→mesh(...,'PropertyName',PropertyValue,...)：設(shè)置屬性值 ????→mesh(axes_handles,...) ：在指定的坐標軸繪圖 ????→h = mesh(...)：返回句柄舉例：
| <span style="font-size:18px;">>> x = -4:0.2:4;
>> [X,Y] = meshgrid(x);
>> Z = sin(sqrt(X.^2+Y.^2));
>> h = mesh(X,Y,Z);
>> c1 = get(h,'FaceColor');</span> | ? |
| <span style="font-size:18px;">>> hidden off; >> c2 = get(h,'FaceColor');</span> | ? |
舉例：
| <span style="font-size:18px;">>> x = -10:0.5:10 ; >> [X,Y] = meshgrid(x); >> r = sqrt(X.^2+Y.^2)+eps; >> Z = sin(r)./r; >> meshc(X,Y,Z);</span> | ? |
????→meshz(X,Y,Z) ????調(diào)用方式與 mesh 相同，在 mesh 基礎(chǔ)上屏蔽邊界面
4、三維表面圖: surf( ) / surfc( )
繪制由矩陣 X,Y,Z 所確定的表面圖，參數(shù)含義同 mesh????→surf(Z) ：相當于X = 1:n ，Y = 1:m，其中 [m,n] = size(Z) ????→surf(Z,C) ：二維數(shù)組C確定網(wǎng)格顏色，省略C時相當于 C=Z ????→surf(X,Y,Z) ：繪制由數(shù)組 X,Y,Z 所確定的曲面圖 ????→surf(X,Y,Z,C) ： ????→surf(...,'PropertyName',PropertyValue) ：設(shè)置屬性值 ????→surf(axes_handles,...)：在指定的坐標軸繪圖 ????→h = surf(...) ：返回句柄 舉例：
| <span style="font-size:18px;">>> x = -10:0.5:10 ; >> [X,Y] = meshgrid(x); >> r = sqrt(X.^2+Y.^2)+eps; >> Z = sin(r)./r; >> surf(X,Y,Z);</span> | ? |
????→surfc(X,Y,Z) ????????調(diào)用方式與 surf 相同，在 surf 基礎(chǔ)上增加等高線
????mesh( ) / surf( )的一些常用屬性
| 屬性名稱 | 意義 | 取值 |
| EdgeColor | 網(wǎng)格線顏色 | {ColorSpec} | none | flat | interp |
| FaceColor | 四邊形網(wǎng)格的填充顏色 | ColorSpec | none | {flat} | interp | texturemap |
| LineStyle | 網(wǎng)格線線型 | {-} | -- | : | -. | none |
| LineWidth | 網(wǎng)格線線寬 | ? |
| Marker | 標記點形狀 | none | + | o | * | . | x | s | d | p | h ….. |
| MarkerEdgeColor | 標記點邊界顏色 | none | {auto} | flat | ColorSpec |
| MarkerFaceColor | 閉合的標記點填充顏色 | {none} | auto | flat | ColorSpec |
| MarkerSize | 標記點大小 | size in points |
| MeshStyle | 網(wǎng)格類型 | {both} | row | column |
例：mesh() / surf( )屬性設(shè)置
| <span style="font-size:18px;">>> x = -10:0.5:10 ;
>> [X,Y] = meshgrid(x);
>> r = sqrt(X.^2+Y.^2)+eps;
>> Z = sin(r)./r;
>> h = mesh(X,Y,Z,'EdgeColor','black');
>> set(h,'FaceColor','r');
>> set(h,'LineWidth',2);</span> | ? ? |
| <span style="font-size:18px;">>> x = -10:0.5:10 ; >> [X,Y] = meshgrid(x); >> r = sqrt(X.^2+Y.^2)+eps; >> Z = sin(r)./r; >> surf(X,Y,Z,'EdgeColor','none');</span> | ? |
5、利用surf( )繪制一些常見的三維表面圖
mesh()/surf()繪制三維曲面的方法： ????????(1)先根據(jù)X,Y,Z數(shù)組確定網(wǎng)格點 ????????(2)用網(wǎng)格線連接在同一行中的網(wǎng)格點 ????????(3)用網(wǎng)格線連接在同一列中的網(wǎng)格點 ????????(4)用顏色數(shù)組C確定網(wǎng)格線（面）的顏色
用surf( )繪制四邊形平面
????繪圖思路： ????????把四個頂點分成"2行2列"，將相應(yīng)的坐標放進X,Y,Z數(shù)組即可繪圖。同理，對 2n 邊形，可將 2n個頂點分成 "2行n列 "或" n行2列 "進行處理。對凹多邊形，這樣處理可能會出錯。 舉例| ?<span style="font-size:18px;">>> clc; >> clear all; >> close all; >> A = [1;0;2]; >> B = [3;0;3]; >> C = [1;0;0]; >> D = [3;0;0];>> P = [A,B;C,D];>> X = P([1,4],:); >> Y = P([2,5],:); >> Z = P([3,6],:); >> h = surf(X,Y,Z); >> set(h,'FaceColor','b'); >> axis([0,4,-1,1,0,4]);</span> | ? |
用surf( )繪制三角形平面
????繪圖思路： ????????想象一下，有兩個A點，只不過它們完全重合，這樣就有四個頂點了，可以分成"2行2列"，將相應(yīng)的坐標放進X，Y，Z數(shù)組即可繪圖。選取合適的頂點，這個想法對任意多邊形都可以。? ??例：繪制一個長方體表面圖（共六個面）
| <span style="font-size:18px;">>> L = rand(1); >> W = rand(1); >> H = rand(1); >> A = rand(3,1); >> B = A + [L;0;0]; >> C = B + [0;W;0]; >> D = A + [0;W;0]; >> r1 = repmat(A,1,5); >> r2 = [A,B,C,D,A]; >> r3 = r2 + repmat([0;0;H],1,5); >> r4 = repmat(r3(:,1),1,5); >> P=[r1;r2;r3;r4]; >> X = P(1:3:end,:); >> Y = P(2:3:end,:); >> Z = P(3:3:end,:); >> surf(X,Y,Z,'FaceColor','b','EdgeColor','none') >> axis vis3d >> hold on >> x = X(2:3,:); % x,y,z用來繪制線框 >> y = Y(2:3,:); >> z = Z(2:3,:); >> plot3(x,y,z,'r','LineWidth',3); >> plot3(x',y',z','r','LineWidth',3);</span> | ? |
用surf( )繪制平行于XOY平面的正多邊形平面
一些特殊圖形的繪制
| <span style="font-size:18px;">>> z1 = 0 %底面所在的平面
>> z2 = 2 ; %頂面面所在的平面
>> M = 20 ; % 緯線數(shù)目
>> N = 20; % 經(jīng)線數(shù)目
>> t = linspace(0,2*pi,N);
>> s = linspace(0,2*pi, M)';
>> r = (2 + sin(s));
>> h = linspace(z1,z2, M)';
>> X = r*cos(t);
>> Y = r*sin(t);
>> Z = h*ones(size(t));
>> surf(X,Y,Z);</span> | ? ? |
| <span style="font-size:18px;">>> z1 = 0 %底面所在的平面
>> z2 = 2 ; %頂面面所在的平面
>> M = 20 ; % 緯線數(shù)目
>> N = 20; % 經(jīng)線數(shù)目
>> t = linspace(0,2*pi,N);
>> s = linspace(0,2*pi, M)';
>> r = (2 + sin(s));
>> h = linspace(z1,z2, M)';
>> [T,R] = meshgrid(t,r);
>> [T,H] = meshgrid(t,h);
>> X = R.*cos(T);
>> Y = R.*sin(T);
>> Z = H;
>> surf(X,Y,Z);</span> | ? ? |
| <span style="font-size:18px;">>> z1 = 0 %底面所在的平面 >> z2 = 2 ; %頂面面所在的平面 >> M = 20 ; % 緯線數(shù)目 >> N = 20; % 經(jīng)線數(shù)目 >> t = linspace(0,2*pi,N); >> s = linspace(0,2*pi, M)'; >> r = (2 + cos(s)); >> h = linspace(z1,z2, M)'; >> X = r*cos(t); >> Y = r*sin(t); >> Z = h*ones(size(t)); >> surf(X,Y,Z);</span> | ? |
| ?<span style="font-size:18px;">>> z1 = 0 %底面所在的平面 >> z2 = 2 ; %頂面面所在的平面 >> M = 20 ; % 緯線數(shù)目 >> N = 20; % 經(jīng)線數(shù)目 >> t = linspace(0,2*pi,N); >> s = linspace(0,2*pi, M)'; >> r =sin(s)./(s+eps); >> h = linspace(z1,z2, M)'; >> X = r*cos(t); >> Y = r*sin(t); >> Z = h*ones(size(t)); >> surf(X,Y,Z);</span> | ? |
| <span style="font-size:18px;">>> r = 2; %球半徑 >> r = 2; %球半徑 >> N = 30; %緯線數(shù) >> phi = 0:2*pi/M:2*pi ; >> theta = linspace(0,pi,N)'; >> X = r*sin(theta)*cos(phi); >> Y = r*sin(theta)*sin(phi); >> Z = r*cos(theta)*ones(size(phi)); >> surf(X,Y,Z); >> axis square;</span> | ? |
| <span style="font-size:18px;">>> r = 2; >> theta = linspace(0,pi,20); >> phi = linspace(0,2*pi,21); >> [T,P]=meshgrid(theta,phi); >> X = r.*sin(T).*cos(P); >> Y = r.*sin(T).*sin(P); >> Z = r.*cos(T); >> surf(X,Y,Z); >> axis square;</span> | ? |
Matlab提供的繪制柱面的函數(shù)cylinder
? ? →[X,Y,Z]=cylinder 返回一半徑為1、高度為1的圓柱面的x-，y-，z-軸的坐標值，圓柱面的圓周有20個距離相同的點。 ? ? →[X,Y,Z]=cylinder(r) 返回一半徑為r、高度為1的柱面的x-，y-，z-軸的坐標值，柱面的圓周有20個距離相同的點。 ? ? →[X,Y,Z]=cylinder(r,n) 返回一半徑為r、高度為1的柱面的x-，y-，z-軸的坐標值，圓柱面的圓周有指定的n個距離相同的點 ? ? →cylinder(...) 畫出柱面。
| <span style="font-size:18px;">>> t = 0:pi/10:2*pi; >> [X,Y,Z] = cylinder(2+cos(t)); >> surf(X,Y,Z); >> axis square</span> | ? ? |
Matlab提供的繪制球面的函數(shù)sphere
? ? →sphere? 生成三維直角坐標系中的單位球體。該單位球體有20*20個面。 ? ? →sphere(n)? 在當前坐標系中畫出有 n*n 個面的球體 ? ? →[X,Y,Z] = sphere(n)? 返回三個階數(shù)為(n+1)*(n+1)的直角坐標系中的二維坐標數(shù)組陣。該命令沒有畫圖，只是返回矩陣。用戶可以用命? ??令surf(X，Y，Z)或mesh(X，Y，Z)畫出單位球體球體也可以直接用sphere(n)直接畫出球體
| <span style="font-size:18px;">>> sphere; >> axis equal</span> | ? |
Matlab提供的繪制橢球面的函數(shù)ellipsoid
? ? →[x,y,z] = ellipsoid(xc,yc,zc, a,b,c,n) 返回繪圖數(shù)據(jù)，x，y，z均為(n+1)×(n+1)的二維數(shù)組 ? ? →[x,y,z] = ellipsoid(xc,yc,zc,a,b,c) 返回繪圖數(shù)據(jù)，n = 20 ? ? →ellipsoid(axes_handle,...)在指定坐標軸畫出橢球面 ? ? →ellipsoid(...) ? 畫出橢球面
| <span style="font-size:18px;">>> [x, y, z] = ellipsoid(0,0,0,3,2,1,30); >> surf(x, y, z); >> axis equal</span> | ? ? |
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的matlab 3D绘图详解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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