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  • matlab画三维图像
    2021-04-20 07:19:56

    数学学习中,有很多地方需要画图来直观对比显示,本节记录一下用matlab画三维图形的几种方法。

    例:

    d925aea9a2a6c18555f65234638cded7.png,

    1、surf、surfc、surfl

    surf:

    clear

    clc

    close all

    %% gride

    [x,y]=meshgrid(0:0.1:3,0:0.1:3);

    %% plot

    z = x.^2-y;

    surf(x,y,z)

    xlabel('X')

    ylabel('Y')

    zlabel('Z')

    title('z=x^2-y')

    384bc61bdafad2a06ce26aa9f29174b4.png

    surfc:有等高线

    surfc(x,y,z)

    bd1b625730d584a57c30d334425ff744.png

    surfl:MATLAB中内置了surfl函数,基于运用漫反射、镜面发射光和环境照明模型。使用一个单色颜色映像(如灰色,纯白,铜黄或粉红色)和插值色彩,会画出效果更好的曲面

    surfl(x,y,z,s)

    5d20811dad6a717052163851ad1b2799.png

    2、mesh

    clear

    clc

    close all

    %% grid

    [x,y]=meshgrid(0:0.1:3,0:0.1:3);

    %% first

    % plot

    z = x.^2-y;

    c=zeros(31,31);

    c=c+0.1;

    mesh(x,y,z,c)

    xlabel('X')

    ylabel('Y')

    zlabel('Z')

    % make label

    hold on

    s='x^2-y';

    text(x(1,31),y(1,31),z(1,31),s,'fontsize',15,'HorizontalAlignment','center');

    %% second

    % plot

    hold on

    z1=sqrt(x)-y;

    c1=c+0.2;

    mesh(x,y,z1,c1)

    % make label

    hold on

    s='√x-y';

    text(x(1,31),y(1,31),z1(1,31),s,'fontsize',15,'HorizontalAlignment','center');

    %% third

    % plot

    hold on

    z2=sqrt(x+y)-2*x;

    c2=c+0.3;

    mesh(x,y,z2,c2)

    % make lable

    hold on

    s='√(x+y)-2y';

    text(x(1,31),y(1,31),z2(1,31),s,'fontsize',15,'HorizontalAlignment','center');

    title('x^2-y,√x-y,√(x+y)-2y')

    8dbc208126a79ee7de348d7eb6feb2c8.png

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  • 主要介绍了matlab画三维图像的示例代码(附demo),文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
  • MATLAB画三维图像

    千次阅读 2021-04-18 07:38:20
    姓名:刘肖珊学号:19021210919【嵌牛导读 】:matlab是一款功能强大的编程软件,三维图像常用,文章介绍matlab如何画三维图像【嵌牛鼻子】:MATLAB、三维图【嵌牛提问】:matlab如何画三维图像?【嵌牛正文】:当...

    姓名:刘肖珊

    学号:19021210919

    【嵌牛导读 】:matlab是一款功能强大的编程软件,三维图像常用,文章介绍matlab如何画三维图像

    【嵌牛鼻子】:MATLAB、三维图

    【嵌牛提问】:matlab如何画三维图像?

    【嵌牛正文】:

    当我们学习surface命令时,已经看到了三维作图的一些端倪。在matlab中我么可以调用mesh(x,y,z)函数来产生三维图像。

    首先,我们用z=cos(x)sin(y)在-2pi ≤x,y≤ 2pi内的图像来看看:

    [x,y] = meshgrid(-2*pi:0.1:2*pi);

    z = cos(x).*sin(y);

    mesh(x,y,z),xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z')

    显示图像如下:

    1ea052342045

    同样用mesh命令产生z = ye-(x2+y2)的三维图像:

    [x,y] = meshgrid(-2:0.1:2);

    z = y.*exp(-x.^2-y.^2);

    mesh(x,y,z),xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z')

    1ea052342045

    下面绘制表面带有渐变颜色的图像,可以通过 surf 和 surfc 命令实现,只要简单更改上面例子中的命令为:

    surf(x,y,z),xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z')

    则图像如下所示,图像表面的颜色与高度是相称的:

    1ea052342045

    若使用surfc则会在图像中留下映像:

    surfc(x,y,z),xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z')

    1ea052342045

    还可以调用surfl(命令中的'l'表示这是一个光照表面 lighted surface)命令显示三维光照物体的表面,可以使用这个命令产生没有线条的三维图像,图像还可以是彩色的或灰度的。例如仍然产生函数z = ye-(x2+y2)的灰度图像,图像中的阴影可设置为flat、interp、faceted:

    surfl(x,y,z),xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z')

    shading interp;

    colormap(gray);

    1ea052342045

    下面我们使用matlab内置函数来产生像球形或圆柱形这样的基本图像,例如:

    t = 0:pi/10:2*pi;

    [X,Y,Z] = cylinder(1+sin(t));

    surf(X,Y,Z),colormap('default');

    axis square

    会得到如下图像:

    1ea052342045

    试试另一个稍微有点不同的函数,阴影设置为faceted:

    t = 0:pi/10:2*pi;

    [X,Y,Z] = cylinder(1+cos(t));

    surf(X,Y,Z),shading faceted;

    axis square

    1ea052342045

    若将阴影设置为shading flat,则图像显示为:

    1ea052342045

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  • MATLAB画三维图像的,很实用。我想对大家肯定会很用,高斯滤波器,滤噪声。
  • 使用MATLAB进行三维图像绘制

    万次阅读 多人点赞 2022-03-11 16:11:51
    使用MATLAB进行三维图像绘制

    一、mesh  绘制无线网格网络图

          其中x是n维向量,y是m维向量,z是m*n维向量 

         除了mesh函数meshc函数还能在xy平面上绘制曲面的等高线,meshz函数还能在xy平面上绘制曲面的底座

    mesh(x,y,z)
    x=1:0.1:10;
    y=1:0.1:10;
    [x,y] = menshgrid(x,y);
    z=x.^2-y.^2;
    mesh(x,y,z)
    

    二、surf   绘制曲面
           surf函数和mesh函数的调用格式基本相同两者的区别在于mesh绘出彩色的线,surf绘出彩色的面除了surf函数图形外还有surfc函数它能在xy平面上绘制曲面的等高线,surfl函数它加上了灯光效果,看起来自然点如图2-1

          那么如何去设置彩色模式呢?shading 是用来处理色彩效果的,分以下三种: shading faceted是默认的模式 shading flat 在faceted的基础上去掉,图上的网格线 shading interp 在flat的基础上进行色彩的插值处理,使色彩平滑过渡如图2-2

    [x,y] = meshgrid(-5:0.5:5); % 快速生成网格所需的数据
    tem = sqrt(x.^2+y.^2)+1e-12; 
    z = sin(tem)./tem; % 如果不对tem处理,那么z的最中间的一个值 0/0 = NaN
    subplot(1,2,1)
    mesh(x,y,z)
    xlabel('x轴'); ylabel('y轴'); zlabel('z轴'); % 加上坐标轴的标签
    axis vis3d % 冻结屏幕高宽比,使得一个三维对象的旋转不会改变坐标轴的刻度显示
    title('mesh(x,y,z)')
    subplot(1,2,2)
    surf(x,y,z) % (X(j), Y(i), Z(i,j))是线框网格线的交点
    xlabel('x轴'); ylabel('y轴'); zlabel('z轴'); % 加上坐标轴的标签
    axis vis3d % 冻结屏幕高宽比,使得一个三维对象的旋转不会改变坐标轴的刻度显示
    title('surf(x,y,z)')
    

    图2-1

     

    图2-2 

    三、contour   绘制等高线图

          contour(x,y,z,n) 在x-y平面绘制等高线图,n是一个标量,那么Matlab会将等高线的层数设置为n,且会自动选择层所在的高度,如果不加n,会自动设置层数。

          contour3函数:3维等高线图,等高线不再投影到x-y平面
          contour3(x,y,z,levels,‘ShowText’,‘on’)
          xlabel(‘x轴’); ylabel(‘y轴’); zlabel(‘z轴’); % 加上坐标轴的标签

    [x,y] = meshgrid(-3:0.1:3); 
    % 一个语句太长时,可以加上三个点然后在下一行继续写
    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); % matlab中内置的peaks函数,常常作为演示使用
    % edit peaks
    contour(x,y,z)
    xlabel('x轴'); ylabel('y轴'); % 加上坐标轴的标签
    

     

           contourf函数和contour函数类似,只不过画出来的等高线图有颜色填充,然后再后面加上showText和on参数使得数值显示。

    contourf(x,y,z,'ShowText','on')

     四、绘制符号函数图

             plot3函数类似于plot函数,实际上可以认为画的是三维空间下的折线图

    t = linspace(0,4*pi,100); % 符号是t,t从0变动到4pi,等分为100个点
    x = sin(t)+1; % 利用t计算x的值
    y = cos(t); % 利用t计算y的值
    z = t; % 利用t计算z的值
    plot3(x,y,z) % 绘制三维空间下的折线图
    

    定义符号表达式,利用fplot3(x,y,z)可以得到结果

    syms t % 符号是t
    x = sin(t)+1;
    y = cos(t); 
    z = t;
    fplot3(x,y,z) % 默认t的变化范围为[-5 5]

         fmesh() 三维曲面网格图,效果类似mesh函数

    syms x y 
    z=x^2+y^2;
    fmesh(z) % 默认x的变化范围和y的变化范围都是[-5 5]
    

     fsurf 三维曲面图

    syms x y 
    z=x^2+y^2;
    fsurf(z) % 默认x的变化范围和y的变化范围都是[-5 5]
    

     
    fcountour()绘制登高线图

    syms x y 
    z=x^2+y^2;
    fcontour(z) % 默认x的变化范围和y的变化范围都是[-5 5]
    

    五、 隐函数绘图


        fimplicit(f,interval)指定绘图区间[]依次是x,y,z的上下范围

    % fimplicit3(f) 在默认区间 [-5 5]上绘制 f(x,y,z) = 0 定义的三维隐函数。
    f = @(x,y,z) x.^2 + y.^2 - z.^2; % 函数句柄(在拟合那一节里面介绍过),这里要注意,要用点运算符
    fimplicit3(f)
    xlabel('x轴'); ylabel('y轴'); zlabel('z轴'); % 加上坐标轴的标签
    

     

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  • matlab画三维图像(plot3,mesh,surf)

    万次阅读 多人点赞 2019-06-12 10:26:41
    二维函数的图像必须用三维坐标系,很多函数的图像长得很好看,很有意思。会可视化也会有利于我们理解更深刻。 (1)plot3,三维曲线图 在网上看到这图觉得挺好看: t=0:pi/360:2*pi; x=sin(t); y=cos(t); z=2...

    二维函数的图像必须用三维坐标系画,很多函数的图像长得很好看,很有意思。会可视化也会有利于我们理解更深刻。

    (1)plot3,三维曲线图

    在网上看到这图觉得挺好看:

    t=0:pi/360:2*pi;
    x=sin(t);
    y=cos(t);
    z=2*x.^2+y.^2;
    figure
    plot3(x,y,z,'Color','r','LineWidth',2);
    xlabel('x');
    ylabel('y');
    zlabel('z');
    title('z=(cos t)^2+2*(sin t)^2');
    axis([-1.2 1.2 -1.2 1.2 1 2.2]);
    

    在这里插入图片描述

    (2)mesh,网面图

    clear all,clc;
    t=-0.5:.01:0.5;
    [x,y]=meshgrid(t);%形成格点矩阵
    z=sin(4*pi*x)+cos(6*pi*y);
    figure(1)
    mesh(x,y,z);
    axis([-0.5 0.5 -0.5 0.5 -2 2]);
    title('z=sin(4*pi*x)+cos(6*pi*y); mesh')
    colormap cool%cool是一种配色方案,还有其他方案如winter,summer····见help colormap
    colorbar
    

    在这里插入图片描述

    画个二元函数,观察采样后频谱的混叠现象

    在这里插入图片描述

    二元函数图像的绘制还是把变量分为多个离散点绘制,只是增大点数。

    clear all,clc;
    t=-1:.01:1;
    [x,y]=meshgrid(t);%形成格点矩阵
    f=cos(2*pi*(2*x-y));
    figure(1)
    mesh(x,y,f);grid on
    xlabel('x');
    ylabel('y');
    zlabel('f');
    axis([-0.5 0.5 -1 1 -1.5 1.5]);
    title('f=cos[2*pi(2x-y)]; mesh')
    colormap winter
    colorbar
    

    在这里插入图片描述
    先手动计算一下它的二位傅里叶变换:
    不想打公式(逃)

    在这里插入图片描述

    
    F= fft2(f);%做二维DFT变换,把连续函数取样得到一个矩阵,把这个矩阵当图像一样处理
    figure(2)
    subplot(121),imshow(abs(F),[]);title('函数f=cos(2*pi(2x-y))二维频谱')
    F=fftshift(F);%使用matlab的fftshift函数把低频分量移到频谱中心
    subplot(122),imshow(abs(F),[]);title('中心化频谱')
    
    

    在这里插入图片描述

    t=-1.1:.333:1.1;%以频率3采样(题目要求)
    [x,y]=meshgrid(t);%形成格点矩阵
    f=cos(2*pi*(2*x-y));
    figure(1)
    mesh(x,y,f);grid on
    xlabel('x');
    ylabel('y');
    zlabel('f');
    axis([-1 1 -1 1 -1.5 1.5]);
    title('采样后的f=cos[2*pi(2x-y)]; mesh')
    colormap winter
    colorbar
    
    F= fft2(f);%做二维DFT变换,把连续函数取样得到一个矩阵,把这个矩阵当图像一样处理
    figure(2)
    subplot(121),imshow(abs(F),[]);title('函数f=cos(2*pi(2x-y))采样后的二维频谱')
    F=fftshift(F);%使用matlab的fftshift函数把低频分量移到频谱中心
    subplot(122),imshow(abs(F),[]);title('中心化频谱')
    

    采样后信号:
    在这里插入图片描述
    采样后信号频谱:
    函数的x方向频率是2,y方向频率是1,所以一定会有混叠失真
    可以看出频谱的能量中心的相对位置都不对,这就是混叠失真引起的

    在这里插入图片描述

    t=-1.1:.17:1.1;%以更高频率采样
    [x,y]=meshgrid(t);%形成格点矩阵
    f=cos(2*pi*(2*x-y));
    figure(1)
    mesh(x,y,f);grid on
    xlabel('x');
    ylabel('y');
    zlabel('f');
    axis([-1 1 -1 1 -1.5 1.5]);
    title('采样后的f=cos[2*pi(2x-y)]; mesh')
    colormap winter
    colorbar
    
    F= fft2(f);%做二维DFT变换,把连续函数取样得到一个矩阵,把这个矩阵当图像一样处理
    figure(2)
    subplot(121),imshow(abs(F),[]);title('函数f=cos(2*pi(2x-y))采样后的二维频谱')
    F=fftshift(F);%使用matlab的fftshift函数把低频分量移到频谱中心
    subplot(122),imshow(abs(F),[]);title('中心化频谱')
    

    以更大的采样频率采样,避免不满足奈奎斯特定理产生混叠:
    可见得到的频谱和连续函数的频谱更相似。采样频率越大,得到的频谱和连续函数的频谱越相似
    在这里插入图片描述

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空空如也

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