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  • MATLAB三维绘图

    千次阅读 2020-07-19 15:14:50
    MATLAB绘图篇—三维绘图 目录MATLAB绘图篇—三维绘图1.三维曲线2.三维曲面三维曲面绘制过程(1)生成平面网格坐标矩阵(2)利用绘制三维曲面函数绘制曲面3.其他三维曲面 1.三维曲线 绘制三维曲线的基本函数 调用格式...

    MATLAB三维绘图

    1.三维曲线

    绘制三维曲线的基本函数

    调用格式为:
    plot3(x1,y1,z1,选项1,x2,y2,z2,选项2,…,xn,yn,zn,选项n)
    其中每一组x,y,z组成一组曲线的坐标参数,选项的定义和plot函数相同。

    (1)当x,y,z是同维向量时,则x,y,z 对应元素构成一条三维曲线。
    (2)当x,y,z是同维矩阵时,则以x,y,z对应列元素绘制三维曲线,曲线条数等于矩阵列数。

    例:绘制空间曲线

    t=0:pi/50:2*pi;
    x=8*cos(t);
    y=4*sqrt(2)*sin(t);
    z=-4*sqrt(2)*sin(t);
    plot3(x,y,z);
    

    输出结果
    在这里插入图片描述

    2.三维曲面

    三维曲面绘制过程

    (1)生成平面网格坐标矩阵

    过程
    ① 在xy平面选定一矩形区域 D=[a,b]×[c,d];
    ② 将[a,b]在x方向分成m份,将[c,d]在y方向分成n份,由各划分点分别作平行于两坐标轴的直线,将区域D分成m×n个小矩形,生成代表每一个小矩形顶点坐标的平面网格坐标矩阵;

    生成方法
    ①利用矩阵运算生成

    x=a:dx:b; y=(c:dy:d)';
    X=ones(size(y))*x;
    Y=y*ones(size(x));
    

    ②利用meshgrid函数生成

    x=a:dx:b; y=c:dy:d;
    [X,Y]=meshgrid(x,y);
    

    (2)利用绘制三维曲面函数绘制曲面

    绘制函数:

    mesh函数
    用于绘制三维网格图。在不需要绘制特别精细的三维曲面图时,可以通过网格图来表示三维曲面。
    调用格式:mesh(x,y,z,c)

    surf函数
    用于绘制三维曲面图,各线条之间的补面用颜色填充。
    调用格式:surf(x,y,z,c)

    plot3函数

    :一般情况下,x,y,z是维数相同的矩阵,x,y是网格坐标矩阵,z是网格点上的高度矩阵。c称为色标矩阵,用于指定在不同高度下的颜色范围。当c省略时,c=z,颜色的设定是正比于图形的高度(z值)的,这样就可以得出层次分明的三维图形。
    当x,y省略时,把z矩阵的列下标当作x轴坐标,行下标作为y轴坐标,然后绘制三维曲面图。
    当x,y是向量时,要求x的长度等于z矩阵的列数,y的长度等于z矩阵的行数,x、y向量元素的组合构成网格点的x、y坐标,z坐标则取自z矩阵,然后绘制三维曲面图。

    例:绘制z=sin(y)cos(x)所表示的曲面

    x=0:0.1:2*pi;
    [x,y]=meshgrid(x);			%生成平面网格坐标矩阵
    z=sin(y).*cos(x);
    mesh(x,y,z);					%绘制曲面
    xlabel('x');				%标明x轴名字
    ylabel('y');
    zlabel('z');
    title('mesh');
    

    在这里插入图片描述

    x=0:0.1:2*pi;
    [x,y]=meshgrid(x);
    z=sin(y).*cos(x);
    surf(x,y,z);
    xlabel('x');
    ylabel('y');
    zlabel('z');
    title('surf');
    

    在这里插入图片描述

    x=0:0.1:2*pi;
    [x,y]=meshgrid(x);
    z=sin(y).*cos(x);
    plot3(x,y,z);
    xlabel('x');
    ylabel('y');
    zlabel('z');
    title('plot3-1');
    grid;
    

    在这里插入图片描述

    3.其他三维曲面

    函数图形
    bar3(y) ; bar3(x,y)三维条形图
    pie3(x,explode)三维饼图
    fill3(x,y,z,c)三维实心图
    scatter3(x,y,z,c)三维散点图
    stem3(z);stem3(x,y,z)三维杆图
    quiver3(x,y,z,u,v,w)三维箭头图
    展开全文
  • matlab 矩阵三维

    万次阅读 2018-09-26 10:37:22
    2.画矩阵三维图     clc; clear all; close all; X=[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]; Y=[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]; for i=1:1:length(X) for j=1:1:...

    axis off;% 去掉坐标轴

    axistight;% 紧坐标轴

    axisequal;% 等比坐标轴

    axis([-0.1, 8.1, -1.1, 1.1]);% 坐标轴的显示范围

     

    % gca: gca, h=figure(...);

    set(gca,'XLim',[3 40]);% X轴的数据显示范围

    set(gca,'XTick',[-3.14,0,3.14] );% X轴的记号点

    set(gca,'XTicklabel',{'-pi','0','pi'});% X轴的记号

    set(gca,'XTick', []);% 清除X轴的记号点

    set(gca,'XGrid','on');% X轴的网格

    set(gca,'XDir','reverse');% 逆转X轴

    set(gca,'XColor','red');% X轴的颜色

    1. axis([xmin xmax ymin ymax])

    设置当前图形的坐标范围,分别为x轴的最小、最大值,y轴的最小最大值

    2. V=axis

    返回包含当前坐标范围的一个行向量

    3. axis auto

    将坐标轴刻度恢复为自动的默认设置

    4. axis manual

    冻结坐标轴刻度,此时如果hold被设定为on,那么后边的图形将使用与前面相同的坐标轴刻度范围

    5. axis tight

    将坐标范围设定为被绘制的数据范围

    6. axis fill

    这是坐标范围和屏幕的高宽比,使得坐标轴可以包含整个绘制的区域。该选项只有在PlotBoxaApectRatio或DataAspectRatioMode被设置为‘manual’模式才有效

    7. axis ij

    将坐标轴设置为矩阵模式。此时水平坐标轴从左到有取值,垂直坐标从上到下

    8. axis xy

    将坐标设置为笛卡尔模式。此时水平坐标从左到右取值,垂直坐标从下到上取值

    9. axis equal

    设置屏幕高宽比,使得每个坐标轴的具有均匀的刻度间隔

    10. axis square

    将坐标轴设置为正方形

    11. axis normal

    将当前的坐标轴框恢复为全尺寸,并将单位刻度的所有限制取消

    12. 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

    13. axis off

    关闭所有的坐标轴标签、刻度、背景

    14. axis on

    打开所有的坐标轴标签、刻度、背景

    --------------------- 本文来自 还在学习的编程小白 的CSDN 博客 ,全文地址请点击:https://blog.csdn.net/qq_35052417/article/details/76461643?utm_source=copy

     

     

     

    1.画函数的三维图,如:Z(X,Y)=2*X.*exp(-X.^2-Y.^2)+1;

     

     
    1. close all;

    2. [X,Y]=meshgrid(-2:0.5:2,-2:0.5:2);%生成坐标轴

    3. Z=2*X.*exp(-X.^2-Y.^2)+1;%Z是X,Y的函数

    4. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

    5. num=0;

    6. num=num+1;

    7. subplot(2,3,num);

    8. plot3(X,Y,Z);

    9. axis([-3 3 -3 3 0 2]);%限定显示的范围

    10. xlabel('x轴');%x轴坐标

    11. ylabel('y轴');%y轴坐标

    12. zlabel('z轴');%z轴坐标

    13. title('http://blog.csdn.net/nuptboyzhb/ figure(1)');%标题

    14. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

    15. num=num+1;

    16. subplot(2,3,num);

    17. mesh(X,Y,Z);

    18. axis([-3 3 -3 3 0 2]);%限定显示的范围

    19. xlabel('x轴');%x轴坐标

    20. ylabel('y轴');%y轴坐标

    21. zlabel('z轴');%z轴坐标

    22. title('http://blog.csdn.net/nuptboyzhb/ figure(2)');%标题

    23. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

    24. num=num+1;

    25. subplot(2,3,num);

    26. meshc(X,Y,Z);

    27. axis([-3 3 -3 3 0 2]);%限定显示的范围

    28. xlabel('x轴');%x轴坐标

    29. ylabel('y轴');%y轴坐标

    30. zlabel('z轴');%z轴坐标

    31. title('http://blog.csdn.net/nuptboyzhb/ figure(3)');%标题

    32. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

    33. num=num+1;

    34. subplot(2,3,num);

    35. surf(X,Y,Z);

    36. axis([-3 3 -3 3 0 2]);%限定显示的范围

    37. xlabel('x轴');%x轴坐标

    38. ylabel('y轴');%y轴坐标

    39. zlabel('z轴');%z轴坐标

    40. title('http://blog.csdn.net/nuptboyzhb/ figure(4)');%标题

    41. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

    42. num=num+1;

    43. subplot(2,3,num);

    44. meshz(X,Y,Z);

    45. axis([-3 3 -3 3 0 2]);%限定显示的范围

    46. xlabel('x轴');%x轴坐标

    47. ylabel('y轴');%y轴坐标

    48. zlabel('z轴');%z轴坐标

    49. title('http://blog.csdn.net/nuptboyzhb/ figure(5)');%标题

    50. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

    51. num=num+1;

    52. subplot(2,3,num);

    53. surf(X,Y,Z);

    54. hold on;

    55. stem3(X,Y,Z,'r');%画竖线

    56. axis([-3 3 -3 3 0 2]);%限定显示的范围

    57. xlabel('x轴');%x轴坐标

    58. ylabel('y轴');%y轴坐标

    59. zlabel('z轴');%z轴坐标

    60. title('http://blog.csdn.net/nuptboyzhb/ figure(6)');%标题

     

    2.画矩阵的三维图

     

     
    1. clc;

    2. clear all;

    3. close all;

    4. X=[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9];

    5. Y=[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9];

    6. for i=1:1:length(X)

    7. for j=1:1:length(Y)

    8. Z(i,j)=mod(i*j*rand(1),9);

    9. end

    10. end

    11. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

    12. num=0;

    13. num=num+1;

    14. subplot(2,3,num);

    15. plot3(X,Y,Z);

    16. axis([0 9 0 9 0 9]);%限定显示的范围

    17. xlabel('x轴');%x轴坐标

    18. ylabel('y轴');%y轴坐标

    19. zlabel('z轴');%z轴坐标

    20. title('http://blog.csdn.net/nuptboyzhb/ figure(1)');%标题

    21. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

    22. num=num+1;

    23. subplot(2,3,num);

    24. mesh(X,Y,Z);

    25. axis([0 9 0 9 0 9]);%限定显示的范围

    26. xlabel('x轴');%x轴坐标

    27. ylabel('y轴');%y轴坐标

    28. zlabel('z轴');%z轴坐标

    29. title('http://blog.csdn.net/nuptboyzhb/ figure(2)');%标题

    30. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

    31. num=num+1;

    32. subplot(2,3,num);

    33. meshc(X,Y,Z);

    34. axis([0 9 0 9 0 9]);%限定显示的范围

    35. xlabel('x轴');%x轴坐标

    36. ylabel('y轴');%y轴坐标

    37. zlabel('z轴');%z轴坐标

    38. title('http://blog.csdn.net/nuptboyzhb/ figure(3)');%标题

    39. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

    40. num=num+1;

    41. subplot(2,3,num);

    42. surf(X,Y,Z);

    43. axis([0 9 0 9 0 9]);%限定显示的范围

    44. xlabel('x轴');%x轴坐标

    45. ylabel('y轴');%y轴坐标

    46. zlabel('z轴');%z轴坐标

    47. title('http://blog.csdn.net/nuptboyzhb/ figure(4)');%标题

    48. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

    49. num=num+1;

    50. subplot(2,3,num);

    51. meshz(X,Y,Z);

    52. axis([0 9 0 9 0 9]);%限定显示的范围

    53. xlabel('x轴');%x轴坐标

    54. ylabel('y轴');%y轴坐标

    55. zlabel('z轴');%z轴坐标

    56. title('http://blog.csdn.net/nuptboyzhb/ figure(5)');%标题

    57. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

    58. num=num+1;

    59. subplot(2,3,num);

    60. surf(X,Y,Z);

    61. hold on;

    62. stem3(X,Y,Z,'r');%画竖线

    63. axis([0 9 0 9 0 9]);%限定显示的范围

    64. xlabel('x轴');%x轴坐标

    65. ylabel('y轴');%y轴坐标

    66. zlabel('z轴');%z轴坐标

    67. title('http://blog.csdn.net/nuptboyzhb/ figure(6)');%标题



     

     

    3.画矩阵的颜色深度图

    我自己编写的一个函数:graycolor.m

    %filename:graycolor.m
    %郑海波 2013-01-31
    %http://blog.csdn.net/nuptboyzhb/
    %原理:灰度图像的伪彩色处理
    %值越大,显示的颜色越蓝,越小,显示的颜色越红!
    %参数:newbuf必须使二维数组或矩阵
    function graycolor(newbuf);
    min_n=min(min(newbuf));
    max_n=max(max(newbuf));
    newbuf=newbuf./(max_n-min_n)*255;
    [M N]=size(newbuf);
    for i=1:1:M
        for j=1:1:N
            R(i,j)=GrayColorR(newbuf(i,j));
            G(i,j)=GrayColorG(newbuf(i,j));
            B(i,j)=GrayColorB(newbuf(i,j));
        end
    end
    img(1:1:M,1:1:N,1)=R(1:M,1:N);
    img(1:1:M,1:1:N,2)=G(1:M,1:N);
    img(1:1:M,1:1:N,3)=B(1:M,1:N);
    imshow(uint8(img));
    function r=GrayColorR(gray)
    r=0;
    if gray>=170
        r=255;
    end
    if gray>=128&&gray<=170
        r=255/42*(gray-128);
    end
    return;
    function g=GrayColorG(gray)
    g=0;
    if gray>=84&&gray<=170
        g=255;
    end
    if gray<=84
        g=255/84*gray;
    end
    if gray>=170&&gray<=255
        g=255/85*(255-gray);
    end
    return;
    function b=GrayColorB(gray)
    b=0;
    if gray<=84
        b=255;
    end
    if gray>=84&&gray<=128
        b=255/44*(128-gray);
    end
    return;

    函数的调用:

     

     
    1. [X,Y]=meshgrid(-2:0.01:2,-2:0.01:2);%生成坐标轴

    2. Z=2*X.*exp(-X.^2-Y.^2)+1;%Z是X,Y的函数

    3. graycolor(Z);

    4. title('http://blog.csdn.net/nuptboyzhb/');%标题

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  • MATLAB三维画图函数使用总结

    千次阅读 多人点赞 2019-08-01 19:20:01
    接上一篇,本篇主要是三维画图函数的使用总结。在某些数据处理场景中,将数据处理成三维图形会使问题变得更加明晰。 三维绘图函数总结: 代码实现: 【注】每个绘图函数都至少有一个使用实例。注意使用时将代码...

    简介:
    接上一篇,本篇主要是三维画图函数使用总结。在某些数据处理场景中,将数据处理成三维图形会使问题变得更加明晰。
    三维绘图函数总结:
    在这里插入图片描述
    代码实现:
    【注】每个绘图函数都至少有一个使用实例。注意使用时将代码前面的注释符号%去掉。

    clear all; clc;
    %---------------------------------------
    % t = 0 : pi /100 : 2 * pi;
    % x = 8 * cos(t);
    % y = 4 * sqrt(2) * sin(t);
    % z = -4 * sqrt(2) * sin(t);
    % plot3(x, y, z);
    % text(0, 0, 0, 'Origin');
    % grid on;
    
    %---------------------------------------
    % x = 0 : 0.1 : 2 * pi;
    % y = 0 : 0.1 : 2 * pi;
    % [X, Y] = meshgrid(x, y); % 生成X-Y平面网格坐标矩阵
    % Z = cos(X) .* sin(Y); % 生成高度矩阵
    % figure(1); plot3(X, Y, Z); %画三维网格曲面
    % title('plot3'); xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('z');
    % 
    % figure(2); mesh(X, Y, Z); %画三维网格曲面
    % title('mesh'); xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('z');
    % 
    % figure(3); surf(X, Y, Z); %画三维网格曲面
    % title('surf'); xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('z');
    
    %-----------------------------------------------------
    % [X, Y, Z] = sphere(50);
    % subplot(1, 4, 1); surf(X, Y, Z);
    % 
    % [X, Y, Z] = cylinder(50, 50);
    % subplot(1, 4, 2); surf(X, Y, Z);
    % 
    % t = 0 : pi / 100 : 2 * pi;
    % [X, Y, Z] = cylinder(2 + sin(t), 50);
    % subplot(1, 4, 3); surf(X, Y, Z);
    % 
    % [X, Y] = meshgrid(-5 : 0.1 : 5);
    % Z = peaks(X, Y);
    % subplot(1, 4, 4); surf(X, Y, Z);
    
    %----------------------------------------
    % A = [1, 2, 3; 4, 6, 7];
    % subplot(2, 2, 1); bar3(A);
    % xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('z');
    % 
    % subplot(2, 2, 2); stem3(A);
    % xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('z');
    % 
    % A = [0.1, 0.2, 0.3, 0.25, 0.15];
    % subplot(2, 2, 3); pie3(A);
    % 
    % subplot(2, 2, 4); fill3(rand(3, 5), rand(3, 5), rand(3, 5), 'b');
    
    %--------------------------------------------------------------------
    % [X, Y, Z] = peaks(30);
    % subplot(1, 3, 1); waterfall(X, Y, Z);
    % title('waterfall'); xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('z');
    % 
    % subplot(1, 3, 2); contour(X, Y, Z, 12); %12为高度等级数
    % title('2D-contour'); xlabel('x'); ylabel('y');
    % 
    % subplot(1, 3, 3); contour3(X, Y, Z, 12);
    % title('3D-contour'); xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('z');
    
    %-----------------------------------------------------------
    [X, Y, Z] = peaks(30);
    subplot(1, 3, 1); waterfall(X, Y, Z);
    view(-37.5, 30); %设置图形观看视点(方位角, 仰角)
    title('az = -37.5, el = 30'); xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('z');
    
    subplot(1, 3, 2); waterfall(X, Y, Z);
    view(0, 30);
    title('az = 0, el = 30'); xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('z');
    
    subplot(1, 3, 3); waterfall(X, Y, Z);
    view(30, 30);
    title('az = 30, el = 30'); xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('z');
    
    
    展开全文
  • 选项 n) 其中每一组 x,y,z 组成一组曲线的坐标参数选项的定义和 plot 函数相同当x,y,z 是同 维向量时则 x,y,z 对应元素构成一条三维曲线当 x,y,z 是同维矩阵时则以 x,y,z 对应列 元素绘制三维曲线曲线条数等于矩阵列...
  • 毕业季马上要到了,给大家总结一些我平常用到的奇特但是好用的Matlab画图技巧光滑变化的三维曲面三维曲面展示是目前MATLAB上人眼最容易直观观察的多维矩阵内容一种形式,因此三维矩阵画图在很多的论文里都有涉及。...

    毕业季马上要到了,给大家总结一些我平常用到的奇特但是好用的Matlab画图技巧

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    光滑变化的三维曲面

    三维曲面展示是目前MATLAB上人眼最容易直观观察的多维矩阵内容一种形式,因此三维矩阵的画图在很多的论文里都有涉及。常用的画图函数有mesh,surf,contourf,plot3等等

    因为论文实际打印图片存在固定视角无法旋转的特别,为了详尽的表述一整个二维矩阵的内容,MATLAB中三维绘图除了用Z轴表示数据外,将不同的Z轴对应不同的颜色表示。

    下面依次介绍几种三维曲面画图的函数,函数用法建议自行阅读帮助文件。

    MESH(X,Y,Z)

    Matlab中的曲面绘图都是将XY轴离散化后形状网格,Mesh就是对这个网格再加上Z轴的高度,得到一个彩色一个网状曲面图,如图所示。

    8fc0a54227bf2f1135fb29acca3cf8de.png

    通常情况下大家构建的网络比较密,会常用mesh来三维绘图,这样的曲面还是比较好看的,但是如果数据突变比较严重的话这种图会没那么好看,差点意思

    SURF(X,Y,Z)

    surf是在mesh的基础上给每个网眼的区域填上颜色,然后把线的颜色换成黑色,如图所示。

    e505a6f4dea41e1d8b6dc5283ec6fd4b.png

    如果网格很密黑色曲线也会很密,影响观感,但是去掉黑色曲线,图片也会陷入不利用观察的情况。

    Coutour

    等高线图,去掉了高度的(类似俯视图)显示改为纯用颜色观察大小,适合进行一些定性的分析。

    4449f4cd3d29465f1df6efc6b55048bf.png

    上面的图片太空不太适合替代SURF和mesh

    CONTOURF

    2546d9a8f3209b60095dfe24d0d1abc5.png

    为了使得更容易观测,我们对Contourf增加一些配置

    f46c61bd121fe9650bcbed5ab88c6bed.png

    就可以得到一副更好看的三维图的显示,


    画图代码

    1. [X,Y] = meshgrid(-2:.2:2, -4:.4:4);

    2. Z = X .* exp(-X.^2 – Y.^2);

    3. figure(1);

    4. contourf(X,Y,Z,100,’linestyle’,’none’)

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