clear; clc;
[X, Y, Z] = peaks(20);
[U, V, W] = surfnorm(X, Y, Z);
quiver3(X, Y, Z, U, V, W, 0.5, 'r');   % 箭头长度、颜色  
hold on
surf(X,Y,Z,'LineStyle','none');   %  网格线不显示
hold off
view(0, 90)
 

 
目录
 
前言
MATLAB插值函数
三维绘图
绘制立体曲线图
绘制曲面图
等高线在XY平面的投影
   
  
 

 
前言
 
调用一下MATLAB自带的seamount.mat数据文件
 
load seamount
plot3(x,y,z,'.','markersize',12)
xlabel('Longitude'), ylabel('Latitude'), zlabel('Depth in Feet')
grid on
 
 
采用函数griddata对三维数据进行插值，并通过变量xi和yi控制插值范围和数量
 
figure
[xi, yi] = meshgrid(210.8:0.01:211.8, -48.5:0.01:-47.9);
zi = griddata(x,y,z, xi,yi);
surf(xi,yi,zi);
xlabel('Longitude'), ylabel('Latitude'), zlabel('Depth in Feet')
 
 
MATLAB插值函数
 
这里引用一下论坛大佬对MATLAB插值函数的回复
 
 
 
2013b 中已经没有 griddata3 了，统一为 griddata，它能同时支持 2-D和3-D内插 （也就是已经包含了旧版本里的 griddata3 的功能）。请查看：http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/griddata.html
 
 
 
 
另外 n >= 2 维的内插有一个新函数叫 griddatan，前面的 griddata 是 griddatan 取 n = 2 和 3 的两种特殊情形。griddatan 请参考：http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/griddatan.html
 
 
 
 
还有一个TriScatteredInterp，同时支持 2-D 和 3-D 内插， 其效率比 griddata 更高，而且使用也更方便，因为它是返回的是一个内插式 （interpolant ） F， 类似函数句柄的东西 （但并非严格意义上的函数句柄），利用 F，可以直接计算网格点上的函数值。关于 TriScatteredInterp 的用法，请参考：http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/triscatteredinterpclass.html?searchHighlight=TriScatteredInterp
 不过，尽管 TriScatteredInterp 已经比 griddata 更有优势了，但是它在将来某个新版本中会被remove掉（参考至2013b的help文档：Note: TriScatteredInterp will be removed in a futurerelease. Use scatteredInterpolant instead.），取而代之的会是下面两个更强大的函数: scatteredInterpolant 和 griddedInterpolant
 
 
 
 
2012 里新增两个很有用的内插函数，scatteredInterpolant 和 griddedInterpolant，其中，scatteredInterpolant 支持 2-D 和 3-D 内插，就像 griddata/TriScatteredInterp 一样，但是功能更强大，它也是返回一个内插式 F（interpolant ），然后根据 F 可以求出内插点的函数值。请查看 http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/scatteredinterpolantclass.html
 
 
 
 
griddedInterpolant 支持 n-D 内插，n = 1，2，3，4，5，。。。，这个类似于 griddatan，但功能更强大，它也是返回一个内插式 F（interpolant ），可以直接用F求内插点的函数值。请查看：http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/griddedinterpolantclass.html
 
 
除了以上函数，再加上 interp1，interp2，interp3等，基本包含matlab里全部主流内插函数。
 
三维绘图
 
常用三维绘图指令如下（下图转自知乎）
 
 指令多种多样，重点在于理解指令使用的内涵，一般常用的有画网状图的mesh，曲面图的surf和立体曲线图plot3。
 
绘制立体曲线图不需要建立两个单调递增的网格矢量，如[X,Y] = meshgrid(1:3,10:14)
 
 
绘制立体曲线图
 
t = 0:pi/50:10*pi;
plot3(sin(t),cos(t),t)
xlabel('sin(t)')
ylabel('cos(t)')
zlabel('t')
grid on
axis square
 
 
绘制曲面图
 
k = 5;
n = 2^k-1;
[x,y,z] = sphere(n);%产生球，将坐标输入到变量
c = hadamard(2^k); %定义颜色
surf(x,y,z,c);
colormap([1  1  0; 0  1  1])
axis equal
 
 
等高线在XY平面的投影
 
加载MATLAB的数据，利用contour函数完成等高线图绘制。
 
load penny;
figure;
contour(flipud(P));
axis square;
 

matlab绘图：将图导出在ppt上使用的三维矢量图
 
如下图所示，打开图窗的导出设置： 
 
 
2.按照下图中序号顺序完成设置，特别注意要最后一步应用于图窗：
 
 
 
3.另存为： 
 
 
 
4.选择svg的格式保存：
 
 
 5.将保存的图片直接拖到你ppt需要的地方即可。
 
 
 
 
 
 
 
 
 

近日需要用Matlab绘制一些三维曲面图，并对其进行标注。于是这些天花了些功夫重新梳理了一遍关于Matlab三维曲面作图的一些注意事项，在此记录备案，便于以后使用查找。
 
任务要求：已知函数形式，绘制三维曲面
 
此次以下函数为例，介绍Matlab三维曲面的绘制方式
 $$z=1-\sqrt{x^2+(y-1{)}^2}$$
 
成品效果图如下：
 
 
绘图讲解：
 
1. 绘制三维图像
 
[X,Y] = meshgrid(x,y);：将x和y网格化，得到网格化的后的变量X和Y
 
 
 
所谓的网格化即将原本的一维的坐标轴x和y组合，成为一个二维的平面X和Y。可能有些人会觉得不太好理解，我也不太能用语言描述清楚。不过在工作区点开X和Y查看其内部的具体值之后即可理解。
 
 
Fig = mesh(X,Y,Z);：以X，Y和Z为数据绘制三维曲面，并将此曲面赋值给Fig
 
 
 
在最开始的时候我都是用mesh(X,Y,Z)而不用其返回值，后来发现使用返回值调整参数更加容易（这个具体后续细说）
 
 
在掌握这两段代码后，能够绘制一个最基本的三维曲面，代码如下：
 
clear;clc; %清除前置数据

%数据预处理
x = linspace(0,1,50); %设置x轴的范围
y = x; %设置y轴范围
[X,Y] = meshgrid(x,y); %将其x，y轴网格化
Z = 1-sqrt((X).^2+(Y-1).^2); %直接计算

%绘制曲面
Fig = mesh(X,Y,Z); %绘制三维曲面图
 
由此我们能得到一个非常简陋的三维曲面，而这样的曲面距离我们的要求还有一段距离。
 
 
2. 坐标轴的设置
 
上图最明显的感觉就是太空了，因此我们需要为其加上坐标轴：
 
xlabel('x');：设置x轴的变量为x
ylabel('$y$','interpreter','latex');：将y轴的变量设置为LaTeX格式的y（这里的代码和LaTeX公式代码完全一致）
zlabel('$z$','interpreter','latex','FontSize',18);：除上述功能外，设置z轴变量的字体大小为18pt
title('$z = 1-\sqrt{x^{2}+(y-1)^{2}}$','interpreter','latex','FontWeight','bold');：命名标题且加粗
 
 
 
坐标轴的设置还有很多功能，比如说替换字体这种，可以通过帮助文档（在命令行输入help text查看）
 
 
注：这里help的是text，这样才有足够详细的可选项说明
 
 
我们通过以下代码设置坐标轴的格式：（这里的L(i)同上述Fig可以去掉）
 
L(1) = xlabel('x');
L(2) = ylabel('$y$','interpreter','latex');
L(3) = zlabel('$z$','interpreter','latex','FontSize',18);
L(4) = title('$z = 1-\sqrt{x^{2}+(y-1)^{2}}$','interpreter','latex','FontWeight','bold');
 
现在图片变成了这样：
 
 
这里可以体会以下LaTeX公式字体和普通字体的区别，加上坐标轴后看起来稍微好些，但是还有待改进。接下来我们设置图片的颜色和色条。
 
3. 曲面颜色和色条
 
colormap winter;：设置曲面颜色为winter格式
 
 
 
winter为matlab自带的一种曲面颜色格式，还有其他可选格式可以通过help colormap查看
 
 
colorbar;：在曲面旁边增设colorbar
 
 
 
colorbar的位置可以通过colorbar('Position',Location);进行调整，其中Location为其相对于图片比例的坐标（非图上坐标）
 
 
增加代码为：
 
%此处将上述的坐标轴文字格式给统一了
colormap winter; %设置colormap的格式
colorbar; %加上色条
 
此时图片情况变成了：
 
 
看上去图片基本成型，但是还不好看，我们可以通过旋转，设置坐标轴的范围等效果，对图片进行优化。
 
4. 图片的旋转和缩放
 
view(az,el);：设置观看的视角为(az,el)
axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax]);：设置坐标轴的范围
set(gcf,'Units','centimeters','Position',[Start_x Start_y Length Width]);：设置图片的位置
 
 
 
其中Start_x和Start_y分别代表图像在屏幕的起始位置（可任意设置）
 
 
Length和Width分别代表图像的长度和宽度的具体值（根据自己的需要设置）
 
 
于是在后续增加如下代码：
 
view([50,20]); %设置观察角度
axis([min(x) max(x) min(y) max(y)... %设置坐标范围
        min(min(Z)) max(max(Z))]); %这里由于Z是二维需要用两层最值函数
set(gcf,'Units','centimeters','Position',[6 6 20 15]); %设置图片大小
 
最新的图片如下，就有点那种味道了
 
 
注：如何确定旋转时az和el的值？
 
在完成绘图后点击如下所示的旋转图标，可实现图像的旋转
 
 
将图片旋转到心仪位置时，记录下其az，el值
 
 
5. 图片的保存
 
图片绘制完成之后，可以保存为各种格式，原本我都是通过手动点击的方式对图片进行保存。不过后来体会到一次编写代码保存的快乐过后，就再也懒得动手保存。在此分享Matlab中保存图像的代码：
 
saveas(Fig,'Example.png');：将图片Fig（就是在mesh时返回的值），保存为Example.png文件
 
 
 
同时还可以保存为eps，pdf等Matlab能保存的文件格式
 
 
注：如果出现保存为eps格式图片失去颜色的状况，可使用代码saveas(Fig,'Example.eps','psc2');
 
 
完整代码：完成此图的完整代码
 
% 调用函数文件
% % function [ Z ] = Func_Sur( X, Y )
% % %需要绘制的曲面函数
% % Z = 1-sqrt((X).^2+(Y-1).^2);
% % end

clear;clc; %清除前置数据

%数据预处理
x = linspace(0,1,50); %设置x轴的范围
y = x; %设置y轴范围
[X,Y] = meshgrid(x,y); %将其x，y轴网格化
Z = 1-sqrt((X).^2+(Y-1).^2); %直接计算
%Z = Func_Sur(X,Y); %计算对应的Z坐标 建议函数形式调用

%相关参数
FontS = 16; %大小为12pt
FontW = 'bold';  %粗细为加粗 [不加粗用normal或缺省]
az = 50; el = 20; %旋转的角度设置
Length = 20; Width = 15; %设置图片长宽
Start_x = 6; Start_y = 6; %设置图片起始位置

%图像绘制
figure(1) %定义所绘图像为Figure的第一个
Fig = mesh(X,Y,Z); %绘制三维曲面图
colormap winter; %设置colormap的格式
colorbar; %加上色条

%图像调整
view([az,el]); %设置观察角度
axis([min(x) max(x) min(y) max(y)... %设置坐标范围
        min(min(Z)) max(max(Z))]) %这里由于Z是二维需要用两层最值函数
set(gcf,'Units','centimeters','Position',[Start_x Start_y Length Width]); %设置图片大小

%坐标调整（设置为LaTeX文字格式）
L(1) = xlabel('$x$','interpreter','latex','FontSize',FontS,'FontWeight',FontW);
L(2) = ylabel('$y$','interpreter','latex','FontSize',FontS,'FontWeight',FontW);
L(3) = zlabel('$z$','interpreter','latex','FontSize',FontS,'FontWeight',FontW);
L(4) = title('$z = 1-\sqrt{x^{2}+(y-1)^{2}}$','interpreter','latex','FontSize',FontS,'FontWeight',FontW);

%图像保存
saveas(Fig,'Example.png'); %保存为.png格式
%eps格式保存：需增加'psc2'不然图像为黑白
%saveas(Fig,'Example.eps','psc2');