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  • 2 基本XYZ立体绘图命令mesh和plot是三度空间立体绘图基本命令,mesh可画立体网状图,plot则可画立体曲面图,两者产生图形都会依高度而有不同颜色。下列命令可画函数形成立体网状图: x=linspace(-2, 2,...

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    2 基本XYZ立体绘图命令

    • mesh和plot是三度空间立体绘图的基本命令,mesh可画出立体网状图,plot则可画出立体曲面图,两者产生的图形都会依高度而有不同颜色。下列命令可画出由函数

    1b65545839a42effa41175e180babcdf.png

    形成的立体网状图:

    x=linspace(-2, 2, 25); % 在x轴上取25点

    y=linspace(-2, 2, 25); % 在y轴上取25点

    [xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx和yy都是25x25的矩阵

    zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值,zz也是21x21的矩阵

    mesh(xx, yy, zz); % 画出立体网状图

    6ca9e990a506211ad706047640b1a285.png
    • surf和mesh的用法类似:

    x=linspace(-2, 2, 25); % 在x轴上取25点

    y=linspace(-2, 2, 25); % 在y轴上取25点

    [xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx和yy都是25x25的矩阵

    zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值,zz也是25x25的矩阵

    surf(xx, yy, zz); % 画出立体曲面图

    c9a431d6bc5b42ebfe268140543465f7.png
    • peaks

    为了方便测试立体绘图,MATLAB提供了一个peaks函数,可产生一个凹凸有致的曲面,包含了三个局部极大点及三个局部极小点,其方程式为:

    0b8bceaf882945d224a7afa9057e4479.png

    要画出此函数的最快方法即是直接键入peaks:

    peaks

    z = 3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2) - (y+1).^2) - 10*(x/5 - x.^3 - y.^5).*exp(-x.^2-y.^2) - 1/3*exp(-(x+1).^2 - y.^2)

    718250605aa9b4dcdd72b8c28fcbca29.png
    • 我们亦可对peaks函数取点,再以各种不同方法进行绘图。meshz可将曲面加上围裙:

    [x,y,z]=peaks;

    meshz(x,y,z);

    5e4c469508c86017e0a35cc3b30bab0f.png
    • waterfall可在x方向或y方向产生水流效果:

    [x,y,z]=peaks;

    waterfall(x,y,z);

    32bebdb437c860fb0cea9f6108e1cfe8.png
    • 下列命令产生在y方向的水流效果:

    [x,y,z]=peaks;

    waterfall(x',y',z');

    1c7c01f55ede1a8340e08415bcc65e51.png
    • meshc同时画出网状图与等高线:

    [x,y,z]=peaks;

    meshc(x,y,z);

    2a24adf4c938f3c518e912b2bcc2cd2d.png
    • surfc同时画出曲面图与等高线:

    [x,y,z]=peaks;

    surfc(x,y,z);

    044a15ebde2421b3b23b737ea013de6a.png
    • contour3画出曲面在三度空间中的等高线:

    contour3(peaks, 20);

    0417cae2f671b1a1382e8f35ac4e7d28.png
    • contour画出曲面等高线在XY平面的投影:

    contour(peaks, 20);

    38af6b81ecbd1e8edb609b40373e9277.png
    • plot3可画出三度空间中的曲线:

    t=linspace(0,20*pi, 501);

    plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t);

    3f752fea9252ba8773d36e447988efde.png

    亦可同时画出两条三度空间中的曲线:

    t=linspace(0, 10*pi, 501);

    plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t, t.*sin(t), t.*cos(t), -t);

    9c289f6fb783d33d3a77589a1226c7b1.png

    3 三维绘图的主要功能

    绘制三维线图绘制等高线图绘制伪彩色图绘制三维网线图 绘制三维曲面 图、柱面图和球面图 绘制三维多面体并填充颜色

    (一)三维线图

    plot3 —— 基本的三维图形指令
    调用格式:
    plot3(x,y,z) —— x,y,z是长度相同的向量
    plot3(X,Y,Z) —— X,Y,Z是维数相同的矩阵
    plot3(x,y,z,s) —— 带开关量
    plot3(x1,y1,z1,’s1’, x2,y2,z2,’s2’, …)
    二维图形的所有基本特性对三维图形全都适用。 定义三维坐标轴大小
    axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax ])
    grid on(off) 绘制三维网格
    text(x,y,z,‘string’) 三维图形标注
    子图和多窗口也可以用到三维图形中
    例:绘制三维线图
    t=0:pi/50:10*pi;plot3(t,sin(t),cos(t),’r:’)

    (二)三维饼图

    pie3([4 3 6 8 9])

    (三)三维多边形

    fill3 = fill —— 三维多边形的绘制和填色与二维多边形完全相同调用格式
    fill3(x,y,z,‘s’) —— 与二维相同
    例: 用随机顶点坐标画出5个粉色的三角形,并用黄色的○表示顶点
    y1=rand(3,5);y2=rand(3,5);y3=rand(3,5);
    fill3(y1,y2,y3,’m’);hold on;plot3(y1,y2,y3,’yo’)

    (四)三维网格图

    mesh —— 三维网线绘图函数调用格式:
    mesh(z) —— z为n×m的矩阵,x与y坐标为元素的下标
    mesh(x,y,z) —— x,,y,z 分别为三维空间的坐标位置
    例,矩阵的三维网线图
    z=rand(6);
    0.8808 0.0729 0.4168 0.7694 0.3775 0.4776
    0.3381 0.7101 0.0964 0.6352 0.3826 0.7086
    0.1895 0.8791 0.6747 0.8965 0.6876 0.2380
    0.7431 0.3594 0.5626 0.8784 0.1217 0.3910
    0.7189 0.0899 0.8130 0.4865 0.0768 0.9759
    0.8792 0.1610 0.8782 0.1131 0.1433 0.6288
    z=round(z)
    1 0 0 1 0 0
    0 1 0 1 0 1
    0 1 1 1 1 0
    1 0 1 1 0 0
    1 0 1 0 0 1
    1 0 1 0 0 1
    mesh(z);
    例:8阶hadamard矩阵的网线图
    h2=[1 1;1 -1];h4=[h2 h2;h2 -h2]
    h8=[h4 h4;h4 -h4]
    1 1 1 1 1 1 1 1
    1 -1 1 -1 1 -1 1 -1
    1 1 -1 -1 1 1 -1 -1
    1 -1 -1 1 1 -1 -1 1
    1 1 1 1 -1 -1 -1 -1
    1 -1 1 -1 -1 1 -1 1
    1 1 -1 -1 -1 -1 1 1
    1 -1 -1 1 -1 1 1 -1
    mesh(h8)
    生成坐标 —— [X,Y]=meshgrid(x,y)
    表达式点运算 —— Z=X.^2+Y.^2
    X,Y是n×m的矩阵,维数可任 定
    X— n
    Y— m
    Z—
    默认方位角:37。5º,俯角30º。
    meshgrid—— 网线坐标值计算函数
    z=f(x,y) — 根据x,y坐标找出z的高度
    例:绘制z=x2+y2的三维网线图形
    x=-5:5; y=x;
    [X,Y]=meshgrid(x,y)
    Z=X.^2+Y.^2
    mesh(X,Y,Z)
    colormap( [R,G,B])—— 色图设定函数
    matlab 的颜色数据集合为红、绿、兰三颜色矩阵[R,G,B],维数 m×3
    r,g,b在[0 1]区间连续取值,理论上颜色种类可达无穷多种
    matlab使用三维向量表示一种颜色,常用颜色数据见下表 饱和色
    [0 0 0] — 黑色
    [0 0 1] — 兰色
    [0 1 0] — 绿 色
    [0 1 1] — 浅兰
    [1 0 0] — 红色
    [1 0 1] — 粉红
    [1 1 0] — 黄 色
    [1 1 1] — 白色 调和色
    [0.5 0.5 05] — 灰色
    [0.5 0 0] — 暗 红色
    [1 0.62 0.4] — 铜色
    [0.49 1 0.8] — 浅绿
    [0.49 1 0.83] —宝石兰

    (五)三维曲面图

    surf —— 三维曲面绘图函数,与网格图看起来一样
    与三维网线图的区别:
    网线图:线条有颜色,空挡是黑色的(无颜色)
    曲面图:线条是黑色的,空挡有颜色(把线条之间的空挡填充颜色,沿z轴按每一网格变化调用格式:
    surf(x,y,z) —— 绘制三维曲面图,x,y,z为图形坐标向量
    例:
    [X,Y,Z]=peaks(30)
    ※peaks为matlab
    自动生成的三维测
    试图形
    surf(X,Y,Z)
    三维网线图作图要领
    surfc(X,Y,Z) — 带等高线的曲面图
    [X,Y,Z]=peaks(30);surfc(X,Y,Z)
    surfl(X,Y,Z) —— 被光照射带阴影的曲面图
    [X,Y,Z]=peaks(30);surfl(X,Y,Z)
    cylinde(r,n) — 三维柱面绘图函数
    r 为半径;n为柱面圆周等分数
    例:绘制三维陀螺锥面
    t1=0:0.1:0.9;
    t2=1:0.1:2;
    r=[t1 -t2+2];
    [x,y,z]=cylinder(r,30);
    surf(x,y,z);
    grid
     为球面等分数,缺省为20
    例:绘制三维球面
    [x,y,z]=sphere(30);surf(x,y,z);

    (六)图形修饰方法

    a. 图形颜色的修饰
    matlab 有极好的颜色表现功能,其颜色数据又构成了一维新的数据集合,也可称为四维图形
    colormap(MAP) —— 色图设定函数,MAP为m×3维色图矩阵
    图形颜色可根据需要任意生成,也可用matlab配备的色图函数matlab 的色图函数:
    hsv —— 饱和值色图
    gray —— 线性灰度色图
    hot —— 暖色色图
    cool —— 冷色色图
    bone —— 兰色调灰色图
    copper —— 铜色色图
    pink —— 粉红色图
    prism —— 光谱色图
    jet —— 饱和值色图II
    flag —— 红、白、蓝交替色图
    shading faceted — 网格修饰,缺省方式
    shading flat —— 去掉黑色线条,根据小方块的值确定颜色
    shading interp —— 颜色整体改变,根据小方块四角的值差补过度点的值确定颜色b. 图形效果修饰
    透视与消隐—— 用于网线图
    裁剪修饰 ——用于网线图、曲面图
    视角修饰 —— 观察不同角度的三维视图其它修饰:
    i. 水线修饰
    ii. 等高线修饰
    透视与消隐
    p=peaks(30); mesh(p);hidden on
    视角修饰(函数view(az,el))
    az ----方位角;el ---- 俯视角
    省缺值为:az=-37.5; el=30
    例。观察不同视角的波峰图形
    z=peaks(40);
    subplot(2,2,1);mesh(z);
    subplot(2,2,2);mesh(z);view(-15,60);
    subplot(2,2,3);mesh(z);view(-90,0);
    subplot(2,2,4);mesh(z);view(-7,-10);其它修饰:
    i. 水线修饰 (waterfall)
    waterfall(peaks(30))
    ii. 等高线修饰
    二维
    contour(Z,n)-------- 绘制n条等高线
    C= contourc(Z,n)------计算n条等高线的坐标
    Clable(c)------给等高线加标注
    例、 在二维平面上绘制peaks函数的10条等高线
    contour(peaks,10);
    C=contourc(peaks,10);clabel(C)

    (七)伪彩色图

    pcolor —— 常用于以二维平面图表现三维图形的效果,用颜色表示三维图形的高度。

    (八)动画效果

    动画生成的步骤
    创建帧矩阵 —— moviein
    对动画中的每一帧生成图形,并把它们放到帧矩阵中 —— getframe
    从帧矩阵中回放动画

    展开全文
  • 各项绘图命令,包含一维曲线及二维曲面的绘制、列印及存档。 plot是绘制一维曲线基本函数,但在使用此函数之前,我们需先定义曲 线上每一点x及y座标。下例可画一条正弦曲线: close
    MATLAB不但擅长於矩阵相关的数值运算,也适合用在各种科学目视表示
    (Scientific visualization)。本节将介绍基本xy平面及xyz空间
    的各项绘图命令,包含一维曲线及二维曲面的绘制、列印及存档。
    plot是绘制一维曲线的基本函数,但在使用此函数之前,我们需先定义曲
    线上每一点的x及y座标。下例可画出一条正弦曲线:
    close all; x=linspace(0, 2*pi, 100); % 100个点的x座标
    y=sin(x); % 对应的y座标
    plot(x,y);
    ====================================================
    小整理:MATLAB基本绘图函数
    plot: x轴和y轴均为线性刻度(Linear scale)
    loglog: x轴和y轴均为对数刻度(Logarithmic scale)
    semilogx: x轴为对数刻度,y轴为线性刻度
    semilogy: x轴为线性刻度,y轴为对数刻度
    ====================================================
    若要画出多条曲线,只需将座标对依次放入plot函数即可:
    plot(x, sin(x), x, cos(x));
    若要改变颜色,在座标对后面加上相关字串即可:
    plot(x, sin(x), 'c', x, cos(x), 'g');
    若要同时改变颜色及图线型态(Line style),也是在座标对后面加上相
    关字串即可:
    plot(x, sin(x), 'co', x, cos(x), 'g*');
    ====================================================
    小整理:plot绘图函数的叁数
    字元 颜色 字元 图线型态
    y 黄色 . 点
    k 黑色 o 圆
    w 白色 x x
    b 蓝色 + +
    g 绿色 * *
    r 红色 - 实线
    c 亮青色 : 点线
    m 锰紫色 -. 点虚线
       -- 虚线
    ====================================================
    图形完成后,我们可用axis([xmin,xmax,ymin,ymax])函数来调整图轴的范
    axis([0, 6, -1.2, 1.2]);
    此外,MATLAB也可对图形加上各种注解与处理:
    xlabel('Input Value'); % x轴注解
    ylabel('Function Value'); % y轴注解
    title('Two Trigonometric Functions'); % 图形标题
    legend('y = sin(x)','y = cos(x)'); % 图形注解
    grid on; % 显示格线
    我们可用subplot来同时画出数个小图形於同一个视窗之中:
    subplot(2,2,1); plot(x, sin(x));
    subplot(2,2,2); plot(x, cos(x));
    subplot(2,2,3); plot(x, sinh(x));
    subplot(2,2,4); plot(x, cosh(x));
    MATLAB还有其他各种二维绘图函数,以适合不同的应用,详见下表。
    ====================================================
    小整理:其他各种二维绘图函数
    bar 长条图
    errorbar 图形加上误差范围
    fplot 较精确的函数图形
    polar 极座标图
    hist 累计图
    rose 极座标累计图
    stairs 阶梯图
    stem 针状图
    fill 实心图
    feather 羽毛图
    compass 罗盘图
    quiver 向量场图
    ====================================================
    以下我们针对每个函数举例。
    当资料点数量不多时,长条图是很适合的表示方式:
    close all; % 关闭所有的图形视窗
    x=1:10;
    y=rand(size(x));
    bar(x,y);
    如果已知资料的误差量,就可用errorbar来表示。下例以单位标准差来做
    资料的误差量:
    x = linspace(0,2*pi,30);
    y = sin(x);
    e = std(y)*ones(size(x));
    errorbar(x,y,e)
    对於变化剧烈的函数,可用fplot来进行较精确的绘图,会对剧烈变化处进
    行较密集的取样,如下例:
    fplot('sin(1/x)', [0.02 0.2]); % [0.02 0.2]是绘图范围
    若要产生极座标图形,可用polar:
    theta=linspace(0, 2*pi);
    r=cos(4*theta);
    polar(theta, r);
    对於大量的资料,我们可用hist来显示资料的分 情况和统计特性。下面
    几个命令可用来验证randn产生的高斯乱数分 :
    x=randn(5000, 1); % 产生5000个 ?=0,?=1 的高斯乱数
    hist(x,20); % 20代表长条的个数
     
    rose和hist很接近,只不过是将资料大小视为角度,资料个数视为距离,?
    ⒂眉昊嬷票硎荆?
    x=randn(1000, 1);
    rose(x);
    stairs可画出阶梯图:
    x=linspace(0,10,50);
    y=sin(x).*exp(-x/3);
    stairs(x,y);
    stems可产生针状图,常被用来绘制数位讯号:
    x=linspace(0,10,50);
    y=sin(x).*exp(-x/3);
    stem(x,y);


    stairs将资料点视为多边行顶点,并将此多边行涂上颜色:
    x=linspace(0,10,50);
    y=sin(x).*exp(-x/3);
    fill(x,y,'b'); % 'b'为蓝色
    feather将每一个资料点视复数,并以箭号画出:
    theta=linspace(0, 2*pi, 20);
    z = cos(theta)+i*sin(theta);
    feather(z);
    compass和feather很接近,只是每个箭号的起点都在圆点:
    theta=linspace(0, 2*pi, 20);
    z = cos(theta)+i*sin(theta);
    compass(z);
    3.基本XYZ立体绘图命令
    在科学目视表示(Scientific visualization)中,三度空间的立体图是
    一个非常重要的技巧。本章将介绍MATLAB基本XYZ三度空间的各项绘图命
    令。
    mesh和plot是三度空间立体绘图的基本命令,mesh可画出立体网状图,
    plot则可画出立体曲面图,两者产生的图形都会依高度而有不同颜色。下
    列命令可画出由函数 形成的立体网状图:
    x=linspace(-2, 2, 25); % 在x轴上取25点
    y=linspace(-2, 2, 25); % 在y轴上取25点
    [xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx和yy都是21x21的矩阵
    zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值,zz也是21x21的矩阵
    mesh(xx, yy, zz); % 画出立体网状图
     
    surf和mesh的用法类似:
    x=linspace(-2, 2, 25); % 在x轴上取25点
    y=linspace(-2, 2, 25); % 在y轴上取25点
    [xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx和yy都是21x21的矩阵
    zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值,zz也是21x21的矩阵
    surf(xx, yy, zz); % 画出立体曲面图
    为了方便测试立体绘图,MATLAB提供了一个peaks函数,可产生一个凹凸有
    致的曲面,包含了三个局部极大点及三个局部极小点,其方程式为:
    要画出此函数的最快方法即是直接键入peaks:
    peaks
    z = 3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2) - (y+1).^2) ...
    - 10*(x/5 - x.^3 - y.^5).*exp(-x.^2-y.^2) ...
    - 1/3*exp(-(x+1).^2 - y.^2)
    我们亦可对peaks函数取点,再以各种不同方法进行绘图。meshz可将曲面
    加上围裙:
    [x,y,z]=peaks;
    meshz(x,y,z);
    axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);
    waterfall可在x方向或y方向产生水流效果:
    [x,y,z]=peaks;
    waterfall(x,y,z);
    axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);
    下列命令产生在y方向的水流效果:
    [x,y,z]=peaks;
    waterfall(x',y',z');
    axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);
    meshc同时画出网状图与等高线:
    [x,y,z]=peaks;
    meshc(x,y,z);
    axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);
    surfc同时画出曲面图与等高线:
    [x,y,z]=peaks;
    surfc(x,y,z);
    axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);
    contour3画出曲面在三度空间中的等高线:
    contour3(peaks, 20);
    axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);
    contour画出曲面等高线在XY平面的投影:
    contour(peaks, 20);
    plot3可画出三度空间中的曲线:
    t=linspace(0,20*pi, 501);
    plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t);
    亦可同时画出两条三度空间中的曲线:
    t=linspace(0, 10*pi, 501);
    plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t, t.*sin(t), t.*cos(t), -t);
    展开全文
  • 2 基本XYZ立体绘图命令mesh和plot是三度空间立体绘图基本命令,mesh可画立体网状图,plot则可画立体曲面图,两者产生图形都会依高度而有不同颜色。下列命令可画函数形成立体网状图: x=linspace(-2, 2,...

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    2 基本XYZ立体绘图命令

    • mesh和plot是三度空间立体绘图的基本命令,mesh可画出立体网状图,plot则可画出立体曲面图,两者产生的图形都会依高度而有不同颜色。下列命令可画出由函数

    dc7cd35131e7ebb35507d928ecd4946a.png

    形成的立体网状图:

    x=linspace(-2, 2, 25); % 在x轴上取25点

    y=linspace(-2, 2, 25); % 在y轴上取25点

    [xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx和yy都是25x25的矩阵

    zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值,zz也是21x21的矩阵

    mesh(xx, yy, zz); % 画出立体网状图

    5153aa2acb625c9bad253f23791cad36.png
    • surf和mesh的用法类似:

    x=linspace(-2, 2, 25); % 在x轴上取25点

    y=linspace(-2, 2, 25); % 在y轴上取25点

    [xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx和yy都是25x25的矩阵

    zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值,zz也是25x25的矩阵

    surf(xx, yy, zz); % 画出立体曲面图

    512567a4da60ae34098ef8fcf271b9e0.png
    • peaks

    为了方便测试立体绘图,MATLAB提供了一个peaks函数,可产生一个凹凸有致的曲面,包含了三个局部极大点及三个局部极小点,其方程式为:

    c502a8f7428388fda95e836729349881.png

    要画出此函数的最快方法即是直接键入peaks:

    peaks

    z = 3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2) - (y+1).^2) - 10*(x/5 - x.^3 - y.^5).*exp(-x.^2-y.^2) - 1/3*exp(-(x+1).^2 - y.^2)

    7c2d4a0d6162ac7f960e068b24d0ee32.png
    • 我们亦可对peaks函数取点,再以各种不同方法进行绘图。meshz可将曲面加上围裙:

    [x,y,z]=peaks;

    meshz(x,y,z);

    aee3b2f1dba64038b5b9a8c553ccdccc.png
    • waterfall可在x方向或y方向产生水流效果:

    [x,y,z]=peaks;

    waterfall(x,y,z);

    c6dc28d13019c8a43b07b583e3b62c0c.png
    • 下列命令产生在y方向的水流效果:

    [x,y,z]=peaks;

    waterfall(x',y',z');

    4cb8022cb07c78aec58d976d1610aede.png
    • meshc同时画出网状图与等高线:

    [x,y,z]=peaks;

    meshc(x,y,z);

    652318e78a1e8df680ecc178ced1f524.png
    • surfc同时画出曲面图与等高线:

    [x,y,z]=peaks;

    surfc(x,y,z);

    34ce1bc290156304ae3962ff85366298.png
    • contour3画出曲面在三度空间中的等高线:

    contour3(peaks, 20);

    b06bb0d2e5ae69d7e15a8f3ea0d3d855.png
    • contour画出曲面等高线在XY平面的投影:

    contour(peaks, 20);

    63aaa9e1f78ef4b3180fd0ceaddb4158.png
    • plot3可画出三度空间中的曲线:

    t=linspace(0,20*pi, 501);

    plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t);

    416337eb1be7f8cc7db77577283201f6.png

    亦可同时画出两条三度空间中的曲线:

    t=linspace(0, 10*pi, 501);

    plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t, t.*sin(t), t.*cos(t), -t);

    040071970627a3979622606e04500d61.png

    3 三维绘图的主要功能

    绘制三维线图绘制等高线图绘制伪彩色图绘制三维网线图 绘制三维曲面 图、柱面图和球面图 绘制三维多面体并填充颜色

    (一)三维线图

    plot3 —— 基本的三维图形指令
    调用格式:
    plot3(x,y,z) —— x,y,z是长度相同的向量
    plot3(X,Y,Z) —— X,Y,Z是维数相同的矩阵
    plot3(x,y,z,s) —— 带开关量
    plot3(x1,y1,z1,’s1’, x2,y2,z2,’s2’, …)
    二维图形的所有基本特性对三维图形全都适用。 定义三维坐标轴大小
    axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax ])
    grid on(off) 绘制三维网格
    text(x,y,z,‘string’) 三维图形标注
    子图和多窗口也可以用到三维图形中
    例:绘制三维线图
    t=0:pi/50:10*pi;plot3(t,sin(t),cos(t),’r:’)

    (二)三维饼图

    pie3([4 3 6 8 9])

    (三)三维多边形

    fill3 = fill —— 三维多边形的绘制和填色与二维多边形完全相同调用格式
    fill3(x,y,z,‘s’) —— 与二维相同
    例: 用随机顶点坐标画出5个粉色的三角形,并用黄色的○表示顶点
    y1=rand(3,5);y2=rand(3,5);y3=rand(3,5);
    fill3(y1,y2,y3,’m’);hold on;plot3(y1,y2,y3,’yo’)

    (四)三维网格图

    mesh —— 三维网线绘图函数调用格式:
    mesh(z) —— z为n×m的矩阵,x与y坐标为元素的下标
    mesh(x,y,z) —— x,,y,z 分别为三维空间的坐标位置
    例,矩阵的三维网线图
    z=rand(6);
    0.8808 0.0729 0.4168 0.7694 0.3775 0.4776
    0.3381 0.7101 0.0964 0.6352 0.3826 0.7086
    0.1895 0.8791 0.6747 0.8965 0.6876 0.2380
    0.7431 0.3594 0.5626 0.8784 0.1217 0.3910
    0.7189 0.0899 0.8130 0.4865 0.0768 0.9759
    0.8792 0.1610 0.8782 0.1131 0.1433 0.6288
    z=round(z)
    1 0 0 1 0 0
    0 1 0 1 0 1
    0 1 1 1 1 0
    1 0 1 1 0 0
    1 0 1 0 0 1
    1 0 1 0 0 1
    mesh(z);
    例:8阶hadamard矩阵的网线图
    h2=[1 1;1 -1];h4=[h2 h2;h2 -h2]
    h8=[h4 h4;h4 -h4]
    1 1 1 1 1 1 1 1
    1 -1 1 -1 1 -1 1 -1
    1 1 -1 -1 1 1 -1 -1
    1 -1 -1 1 1 -1 -1 1
    1 1 1 1 -1 -1 -1 -1
    1 -1 1 -1 -1 1 -1 1
    1 1 -1 -1 -1 -1 1 1
    1 -1 -1 1 -1 1 1 -1
    mesh(h8)
    生成坐标 —— [X,Y]=meshgrid(x,y)
    表达式点运算 —— Z=X.^2+Y.^2
    X,Y是n×m的矩阵,维数可任 定
    X— n
    Y— m
    Z—
    默认方位角:37。5º,俯角30º。
    meshgrid—— 网线坐标值计算函数
    z=f(x,y) — 根据x,y坐标找出z的高度
    例:绘制z=x2+y2的三维网线图形
    x=-5:5; y=x;
    [X,Y]=meshgrid(x,y)
    Z=X.^2+Y.^2
    mesh(X,Y,Z)
    colormap( [R,G,B])—— 色图设定函数
    matlab 的颜色数据集合为红、绿、兰三颜色矩阵[R,G,B],维数 m×3
    r,g,b在[0 1]区间连续取值,理论上颜色种类可达无穷多种
    matlab使用三维向量表示一种颜色,常用颜色数据见下表 饱和色
    [0 0 0] — 黑色
    [0 0 1] — 兰色
    [0 1 0] — 绿 色
    [0 1 1] — 浅兰
    [1 0 0] — 红色
    [1 0 1] — 粉红
    [1 1 0] — 黄 色
    [1 1 1] — 白色 调和色
    [0.5 0.5 05] — 灰色
    [0.5 0 0] — 暗 红色
    [1 0.62 0.4] — 铜色
    [0.49 1 0.8] — 浅绿
    [0.49 1 0.83] —宝石兰

    (五)三维曲面图

    surf —— 三维曲面绘图函数,与网格图看起来一样
    与三维网线图的区别:
    网线图:线条有颜色,空挡是黑色的(无颜色)
    曲面图:线条是黑色的,空挡有颜色(把线条之间的空挡填充颜色,沿z轴按每一网格变化调用格式:
    surf(x,y,z) —— 绘制三维曲面图,x,y,z为图形坐标向量
    例:
    [X,Y,Z]=peaks(30)
    ※peaks为matlab
    自动生成的三维测
    试图形
    surf(X,Y,Z)
    三维网线图作图要领
    surfc(X,Y,Z) — 带等高线的曲面图
    [X,Y,Z]=peaks(30);surfc(X,Y,Z)
    surfl(X,Y,Z) —— 被光照射带阴影的曲面图
    [X,Y,Z]=peaks(30);surfl(X,Y,Z)
    cylinde(r,n) — 三维柱面绘图函数
    r 为半径;n为柱面圆周等分数
    例:绘制三维陀螺锥面
    t1=0:0.1:0.9;
    t2=1:0.1:2;
    r=[t1 -t2+2];
    [x,y,z]=cylinder(r,30);
    surf(x,y,z);
    grid
     为球面等分数,缺省为20
    例:绘制三维球面
    [x,y,z]=sphere(30);surf(x,y,z);

    (六)图形修饰方法

    a. 图形颜色的修饰
    matlab 有极好的颜色表现功能,其颜色数据又构成了一维新的数据集合,也可称为四维图形
    colormap(MAP) —— 色图设定函数,MAP为m×3维色图矩阵
    图形颜色可根据需要任意生成,也可用matlab配备的色图函数matlab 的色图函数:
    hsv —— 饱和值色图
    gray —— 线性灰度色图
    hot —— 暖色色图
    cool —— 冷色色图
    bone —— 兰色调灰色图
    copper —— 铜色色图
    pink —— 粉红色图
    prism —— 光谱色图
    jet —— 饱和值色图II
    flag —— 红、白、蓝交替色图
    shading faceted — 网格修饰,缺省方式
    shading flat —— 去掉黑色线条,根据小方块的值确定颜色
    shading interp —— 颜色整体改变,根据小方块四角的值差补过度点的值确定颜色b. 图形效果修饰
    透视与消隐—— 用于网线图
    裁剪修饰 ——用于网线图、曲面图
    视角修饰 —— 观察不同角度的三维视图其它修饰:
    i. 水线修饰
    ii. 等高线修饰
    透视与消隐
    p=peaks(30); mesh(p);hidden on
    视角修饰(函数view(az,el))
    az ----方位角;el ---- 俯视角
    省缺值为:az=-37.5; el=30
    例。观察不同视角的波峰图形
    z=peaks(40);
    subplot(2,2,1);mesh(z);
    subplot(2,2,2);mesh(z);view(-15,60);
    subplot(2,2,3);mesh(z);view(-90,0);
    subplot(2,2,4);mesh(z);view(-7,-10);其它修饰:
    i. 水线修饰 (waterfall)
    waterfall(peaks(30))
    ii. 等高线修饰
    二维
    contour(Z,n)-------- 绘制n条等高线
    C= contourc(Z,n)------计算n条等高线的坐标
    Clable(c)------给等高线加标注
    例、 在二维平面上绘制peaks函数的10条等高线
    contour(peaks,10);
    C=contourc(peaks,10);clabel(C)

    (七)伪彩色图

    pcolor —— 常用于以二维平面图表现三维图形的效果,用颜色表示三维图形的高度。

    (八)动画效果

    动画生成的步骤
    创建帧矩阵 —— moviein
    对动画中的每一帧生成图形,并把它们放到帧矩阵中 —— getframe
    从帧矩阵中回放动画

    展开全文
  • mesh和plot是三度空间立体绘图基本命令,mesh可画立体网状图,plot则可画立体曲面图,两者产生图形都会依高度而有不同颜色。下列命令可画函数 形成立体网状图: x=linspace(-2, 2, 25); % 在x轴上取...

    2 基本XYZ立体绘图命令

    • mesh和plot是三度空间立体绘图的基本命令,mesh可画出立体网状图,plot则可画出立体曲面图,两者产生的图形都会依高度而有不同颜色。下列命令可画出由函数

    形成的立体网状图:

    x=linspace(-2, 2, 25); % 在x轴上取25点

    y=linspace(-2, 2, 25); % 在y轴上取25点

    [xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx和yy都是25x25的矩阵

    zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值,zz也是21x21的矩阵

    mesh(xx, yy, zz); % 画出立体网状图

     

     

    • surf和mesh的用法类似:

    x=linspace(-2, 2, 25); % 在x轴上取25点

    y=linspace(-2, 2, 25); % 在y轴上取25点

    [xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx和yy都是25x25的矩阵

    zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值,zz也是25x25的矩阵

    surf(xx, yy, zz); % 画出立体曲面图

     

     

    • peaks

    为了方便测试立体绘图,MATLAB提供了一个peaks函数,可产生一个凹凸有致的曲面,包含了三个局部极大点及三个局部极小点,其方程式为:

     

     

    要画出此函数的最快方法即是直接键入peaks:

    peaks

    z = 3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2) - (y+1).^2) - 10*(x/5 - x.^3 - y.^5).*exp(-x.^2-y.^2) - 1/3*exp(-(x+1).^2 - y.^2)

     

     

    • 我们亦可对peaks函数取点,再以各种不同方法进行绘图。meshz可将曲面加上围裙:

    [x,y,z]=peaks;

    meshz(x,y,z);

     

     

    • waterfall可在x方向或y方向产生水流效果:

    [x,y,z]=peaks;

    waterfall(x,y,z);

     

     

    • 下列命令产生在y方向的水流效果:

    [x,y,z]=peaks;

    waterfall(x',y',z');

     

     

    • meshc同时画出网状图与等高线:

    [x,y,z]=peaks;

    meshc(x,y,z);

     

     

    • surfc同时画出曲面图与等高线:

    [x,y,z]=peaks;

    surfc(x,y,z);

     

     

    • contour3画出曲面在三度空间中的等高线:

    contour3(peaks, 20);

     

     

    • contour画出曲面等高线在XY平面的投影:

    contour(peaks, 20);

     

     

    • plot3可画出三度空间中的曲线:

    t=linspace(0,20*pi, 501);

    plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t);

     

     

    亦可同时画出两条三度空间中的曲线:

    t=linspace(0, 10*pi, 501);

    plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t, t.*sin(t), t.*cos(t), -t);

     

     

    3 三维绘图的主要功能

    绘制三维线图
    绘制等高线图
    绘制伪彩色图
    绘制三维网线图
    绘制三维曲面 图、柱面图和球面图
    绘制三维多面体并填充颜色

    (一)三维线图

    plot3 —— 基本的三维图形指令
    调用格式:
    plot3(x,y,z) —— x,y,z是长度相同的向量
    plot3(X,Y,Z) —— X,Y,Z是维数相同的矩阵
    plot3(x,y,z,s) —— 带开关量
    plot3(x1,y1,z1,’s1’, x2,y2,z2,’s2’, …)
    二维图形的所有基本特性对三维图形全都适用。 定义三维坐标轴大小
    axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax ])
    grid on(off) 绘制三维网格
    text(x,y,z,‘string’) 三维图形标注
    子图和多窗口也可以用到三维图形中
    例:绘制三维线图
    t=0:pi/50:10*pi;plot3(t,sin(t),cos(t),’r:’)

    (二)三维饼图

    pie3([4 3 6 8 9])

    (三)三维多边形

    fill3 = fill —— 三维多边形的绘制和填色与二维多边形完全相同
    调用格式
    fill3(x,y,z,‘s’) —— 与二维相同
    例: 用随机顶点坐标画出5个粉色的三角形,并用黄色的○表示顶点
    y1=rand(3,5);y2=rand(3,5);y3=rand(3,5);
    fill3(y1,y2,y3,’m’);hold on;plot3(y1,y2,y3,’yo’)

    (四)三维网格图

    mesh —— 三维网线绘图函数
    调用格式:
    mesh(z) —— z为n×m的矩阵,x与y坐标为元素的下标
    mesh(x,y,z) —— x,,y,z 分别为三维空间的坐标位置
    例,矩阵的三维网线图
    z=rand(6);
    0.8808 0.0729 0.4168 0.7694 0.3775 0.4776
    0.3381 0.7101 0.0964 0.6352 0.3826 0.7086
    0.1895 0.8791 0.6747 0.8965 0.6876 0.2380
    0.7431 0.3594 0.5626 0.8784 0.1217 0.3910
    0.7189 0.0899 0.8130 0.4865 0.0768 0.9759
    0.8792 0.1610 0.8782 0.1131 0.1433 0.6288
    z=round(z)
    1 0 0 1 0 0
    0 1 0 1 0 1
    0 1 1 1 1 0
    1 0 1 1 0 0
    1 0 1 0 0 1
    1 0 1 0 0 1
    mesh(z);

    例:8阶hadamard矩阵的网线图
    h2=[1 1;1 -1];h4=[h2 h2;h2 -h2]
    h8=[h4 h4;h4 -h4]
    1 1 1 1 1 1 1 1
    1 -1 1 -1 1 -1 1 -1
    1 1 -1 -1 1 1 -1 -1
    1 -1 -1 1 1 -1 -1 1
    1 1 1 1 -1 -1 -1 -1
    1 -1 1 -1 -1 1 -1 1
    1 1 -1 -1 -1 -1 1 1
    1 -1 -1 1 -1 1 1 -1
    mesh(h8)
    生成坐标 —— [X,Y]=meshgrid(x,y)
    表达式点运算 —— Z=X.^2+Y.^2
    X,Y是n×m的矩阵,维数可任 定
    X— n
    Y— m
    Z—
    默认方位角:37。5º,俯角30º。
    meshgrid—— 网线坐标值计算函数
    z=f(x,y) — 根据x,y坐标找出z的高度
    例:绘制z=x2+y2的三维网线图形
    x=-5:5; y=x; 
    [X,Y]=meshgrid(x,y)
    Z=X.^2+Y.^2
    mesh(X,Y,Z)
    colormap( [R,G,B])—— 色图设定函数
    matlab 的颜色数据集合为红、绿、兰三颜色矩阵[R,G,B],维数 m×3
    r,g,b在[0 1]区间连续取值,理论上颜色种类可达无穷多种
    matlab使用三维向量表示一种颜色,常用颜色数据见下表
     饱和色
    [0 0 0] — 黑色 
    [0 0 1] — 兰色
    [0 1 0] — 绿 色
    [0 1 1] — 浅兰
    [1 0 0] — 红色
    [1 0 1] — 粉红
    [1 1 0] — 黄 色
    [1 1 1] — 白色
     调和色
    [0.5 0.5 05] — 灰色
    [0.5 0 0] — 暗 红色
    [1 0.62 0.4] — 铜色
    [0.49 1 0.8] — 浅绿
    [0.49 1 0.83] —宝石兰

    (五)三维曲面图

    surf —— 三维曲面绘图函数,与网格图看起来一样
    与三维网线图的区别:
    网线图:线条有颜色,空挡是黑色的(无颜色)
    曲面图:线条是黑色的,空挡有颜色(把线条之间的空挡填充颜色,沿z轴按每一网格变化
    调用格式:
    surf(x,y,z) —— 绘制三维曲面图,x,y,z为图形坐标向量
    例:
    [X,Y,Z]=peaks(30)
    ※peaks为matlab
    自动生成的三维测
    试图形
    surf(X,Y,Z)

    三维网线图作图要领
    surfc(X,Y,Z) — 带等高线的曲面图
    [X,Y,Z]=peaks(30);surfc(X,Y,Z)
    surfl(X,Y,Z) —— 被光照射带阴影的曲面图
    [X,Y,Z]=peaks(30);surfl(X,Y,Z)
    cylinde(r,n) — 三维柱面绘图函数
    r 为半径;n为柱面圆周等分数
    例:绘制三维陀螺锥面
    t1=0:0.1:0.9;
    t2=1:0.1:2;
    r=[t1 -t2+2];
    [x,y,z]=cylinder(r,30);
    surf(x,y,z);
    grid
     为球面等分数,缺省为20
    例:绘制三维球面
    [x,y,z]=sphere(30);surf(x,y,z);

     

    (六)图形修饰方法

    a. 图形颜色的修饰
    matlab 有极好的颜色表现功能,其颜色数据又构成了一维新的数据集合,也可称为四维图形
    colormap(MAP) —— 色图设定函数,MAP为m×3维色图矩阵
    图形颜色可根据需要任意生成,也可用matlab配备的色图函数
    matlab 的色图函数:
    hsv —— 饱和值色图
    gray —— 线性灰度色图
    hot —— 暖色色图
    cool —— 冷色色图
    bone —— 兰色调灰色图
    copper —— 铜色色图
    pink —— 粉红色图
    prism —— 光谱色图
    jet —— 饱和值色图II
    flag —— 红、白、蓝交替色图
    shading faceted — 网格修饰,缺省方式
    shading flat —— 去掉黑色线条,根据小方块的值确定颜色
    shading interp —— 颜色整体改变,根据小方块四角的值差补过度点的值确定颜色
    b. 图形效果修饰
    透视与消隐—— 用于网线图
    裁剪修饰 ——用于网线图、曲面图
    视角修饰 —— 观察不同角度的三维视图
    其它修饰:
    i. 水线修饰
    ii. 等高线修饰
    透视与消隐
    p=peaks(30); mesh(p);hidden on
    视角修饰(函数view(az,el))
    az ----方位角;el ---- 俯视角
    省缺值为:az=-37.5; el=30
    例。观察不同视角的波峰图形
    z=peaks(40);
    subplot(2,2,1);mesh(z);
    subplot(2,2,2);mesh(z);view(-15,60);
    subplot(2,2,3);mesh(z);view(-90,0);
    subplot(2,2,4);mesh(z);view(-7,-10);
    其它修饰:
    i. 水线修饰 (waterfall)
    waterfall(peaks(30))
    ii. 等高线修饰
    二维
    contour(Z,n)-------- 绘制n条等高线
    C= contourc(Z,n)------计算n条等高线的坐标
    Clable(c)------给等高线加标注
    例、 在二维平面上绘制peaks函数的10条等高线
    contour(peaks,10);
    C=contourc(peaks,10);clabel(C)

    (七)伪彩色图

    pcolor —— 常用于以二维平面图表现三维图形的效果,用颜色表示三维图形的高度。

    (八)动画效果

    动画生成的步骤
    创建帧矩阵 —— moviein
    对动画中的每一帧生成图形,并把它们放到帧矩阵中 —— getframe
    从帧矩阵中回放动画

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绘出函数的三维曲面