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  • R语言 rgl plot3d函数
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    2021-11-20 16:06:26

    plot3d函数是rgl包中的一个函数,用于绘制3D散点图。

    方法:plot3d(x,y,z,xlab,ylab,zlab,type,col,size,lwd,add,xlim,ylim,zlim,)

    • x,y,z:用于绘制的向量
    •  xlab,ylab,zlab:三个坐标轴的标签
    •  type:绘制图的类型。主要有:'p':点,'l':线,'s':球体,'h':线段,'n':无
    • col:颜色
    •  size:绘制点的大小
    • lwd:线宽
    • add:add = TRUE表示将点添加到现有的图中
    • xlim,ylim,zlim :设置三个坐标轴的取值范围

    #绘制球面

    思路:

    1. mesh()函数生成网格,返回值为list,用网格计算各个点的值
    2. 写出球体的参数方程
    3. 用plot3d()作图
    library(plot3D)
    library(rgl)
    M = mesh(seq(-pi,pi,length = 50),seq(-pi,pi,length = 50))
    u = M$x
    v = M$y
    r = 1
    x = r*cos(u)*cos(v)
    y = r*cos(u)*sin(v)
    z = r*sin(u)
    plot3d(x,y,z,col = 'blue',alpha = 0.3,type = 'l')
    points3d(cos(pi/4)*cos(pi/4),cos(pi/4)*sin(pi/4),sin(pi/4),col = 'red',size = 5)

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    一、三维点线图





    1、plot3 函数


    plot3 函数参考文档 : https://ww2.mathworks.cn/help/matlab/ref/plot3.html


    plot3 函数 : 三维的点或线图 ;

    plot3 函数语法 : X , Y , Z 分别是三维空间中的坐标向量 , 3 3 3 者向量中的元素个数都相等 ;

    plot3(X,Y,Z)
    


    2、plot3 绘图示例


    代码示例 :

    % 生成一个向量 0 ~ 3 * pi , 步长 0.1
    x = 0: 0.1 : 12 * pi;
    
    y1 = zeros(size(x));
    y2 = ones(size(x));
    y3 = y2 ./ 2;
    
    z = sin(x);
    
    % 绘制三维线图
    plot3(x, y1, z, 'r', x, y2, z, 'g', x, y3, z, 'b');
    

    绘制效果 :

    在这里插入图片描述



    3、plot3 绘图示例 2


    代码示例 :

    % 2 * pi 代表一个循环周期
    % 20 个循环周期
    % 俯视图上看 , 一共绘制了 20 个圆
    turns = 40 * pi;
    
    % 定义 0 ~ 40 * pi 之间的值 , 4000% 代表有 4000 个点
    t = linspace(0, turns, 4000);
    
    % x 坐标向量 , 个数 4000 个
    x = cos(t) .* (turns - t) ./ turns;
    
    % y 坐标向量 , 个数 4000 个
    y = sin(t) .* (turns - t) ./ turns;
    
    % z 坐标向量 , 个数 4000 个
    z = t ./ turns;
    
    % 绘制 三维 线图
    plot3(x, y, z);
    
    % 显示坐标轴网格
    grid on;
    

    绘制结果 :

    在这里插入图片描述



    4、plot3 绘图示例 3


    代码示例 :

    % 定义 0 ~ 20 * pi 之间的值 , 4000% 代表有 4000 个点
    t = linspace(0, 20 * pi, 4000);
    
    % 绘制三维线图 , 4000 个点
    plot3(sin(t), cos(t), t);
    
    % 显示坐标轴网格
    grid on;
    

    运行结果 :

    在这里插入图片描述





    二、2D 与 3D 关联



    2D 的图本质上是 z 轴的元素都为 0 0 0 的 3D 图 ;

    二维绘图代码示例 :

    % 生成一个向量 0 ~ 2 * pi , 步长 0.1
    x = 0: 0.1 : 2 * pi;
    
    % 绘制二维线图
    plot(x, sin(x));
    

    绘制结果 :

    在这里插入图片描述

    在绘制的图形对话框中 , 3D 空间旋转图形 , 即可在 3D 坐标系中查看该 2D 图形的情况 ;

    选中 " 三维旋转 " 按钮 , 即可进行 3D 旋转操作 ,

    在这里插入图片描述

    旋转后的效果如下 :

    在这里插入图片描述

    展开全文
  • 1、plot3函数 ( 1 ) plot3函数的基本用法 plot3(x,y,z) 其中,参数x、y、z组成一组曲线的坐标。 例1:绘制一条空间折线。 x = [0.2 1.8 2.5]; y = [1.3 2.8 1.1]; z = [0.4 1.2 1.6]; plot3(x,y,z) title('三维...

    在这里插入图片描述

    1、plot3函数
    ( 1 ) plot3函数的基本用法
    plot3(x,y,z)

    其中,参数x、y、z组成一组曲线的坐标。

    例1:绘制一条空间折线。

    x = [0.2 1.8 2.5];
    y = [1.3 2.8 1.1];
    z = [0.4 1.2 1.6];
    plot3(x,y,z)
    title('三维曲线','color','r')
    grid on
    axis([0,3,1,3,0,2])
    

    在这里插入图片描述在这里插入图片描述

    t = linspace(0,14*pi,200);
    x = sin(t)+t.*cos(t);
    y = cos(t)-t.*sin(t);
    z = t;
    
    subplot(1,2,1)
    plot3(x,y,z)    %有200个数据点,曲线较光滑
    grid on
    
    subplot(1,2,2)
    plot3(x(1:3:200),y(1:3:200),z(1:3:200))   %有67个数据点,曲线较粗糙
    grid on
    
    % subplot(1,2,2)
    % t1 = linspace(0,14*pi,80);
    % x1 = sin(t1)+t1.*cos(t1);
    % y1 = cos(t1)-t1.*sin(t1);
    % z1 = t1;
    % plot3(x1,y1,z1)
    % grid on
    

    在这里插入图片描述

    ( 2 ) plot3函数参数的变化形式
    plot3(x, y,z)

    ①参数x、y、z是同型矩阵:则以XYZ对应列元素绘制曲线,曲线条数等于短阵列数。
    ②参数x、y、z中有向量,也有矩阵:向量的长度应与矩阵相符,行向量的长度与矩阵的列数相同,列向量的长度与矩阵的行数相同。

    例3:在空间不同位置绘制5条正弦曲线。

    方法1  列向量
    t = linspace(0,2*pi,100);
    t = t';
    x = [t t t t t];
    y = [sin(t) sin(t)+1 sin(t)+2 sin(t)+3 sin(t)+4];
    z = [t t t t t];
    plot3(x,y,z)
    grid on
    legend('sin(t)','sin(t)+1','sin(t)+2','sin(t)+3','sin(t)+4','location','north')
    
    方法2  行向量
    t = linspace(0,2*pi,100);
    x = t;
    y = [sin(t);sin(t)+1;sin(t)+2;sin(t)+3;sin(t)+4];
    z = t;
    plot3(x,y,z)
    grid on
    legend('sin(t)','sin(t)+1','sin(t)+2','sin(t)+3','sin(t)+4','location','north')
    

    在这里插入图片描述
    (3)含多组输入参数的plot3函数
    plot3(x1, y1, z1,x2,y2,z2,…, xn, yn, zn)

    每一组x、y、z向量构成一组数据点的坐标,绘制一条曲线。

    例4:绘制三条不同长度的正弦曲线。

    t1 = 0:0.01:1*pi;
    t2 = 0:0.01:2*pi;
    t3 = 0:0.01:3*pi;
    plot3(t1,sin(t1),t1,t2,sin(t2)+1,t2,t3,sin(t3)+2,t3)
    legend('sin(t1)','sin(t2)+1','sin(t3)+2','location','north')
    grid on
    

    在这里插入图片描述
    (4)含选项的plot3函数
    plot3(x, y,z,选项)

    选项用于指定曲线的线型、颜色和数据点标记。
    在这里插入图片描述

    t = 0:pi/50:6*pi;
    x = cos(t);
    y = sin(t);
    z = 2*t;
    plot3(x,y,z,'p')   %p以五角星输出
    xlabel('X')
    ylabel('Y')
    zlabel('Z')
    grid on
    

    在这里插入图片描述
    2、fplot3函数
    fplot3(funx, funy, funz, tlims)
    其中, funx、funy、funz代表定义曲线x、y、z坐标的函数,通常采用函数句柄的形式。tlims为参数函数自变量的取值范围,用二元向量[tmin,tmax]描述﹐默认为[-5,5]。
    在这里插入图片描述

    xt = @(t)exp(-t/10).*sin(5*t);
    yt = @(t)exp(-t/10).*cos(5*t);
    zt = @(t)t;
    fplot3(xt,yt,zt,[-12,12],'b')
    xlabel('X')
    ylabel('Y')
    zlabel('Z')
    title('墨西哥冒顶曲线','fontsize',15,'color','r')
    

    在这里插入图片描述

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  • MATLAB绘图—三维曲线绘图-(plot3

    千次阅读 多人点赞 2021-04-17 00:19:12
    一 绘制三维图 plot3(X,Y,Z,LineSpec) 绘制三维空间中的坐标。 clear all;close all;clc; x=1:0.1:10; %定义x y=sin(x); %定义y z=cos(x); %定义z % plot(y,z) %绘制二维图形 plot3(x,y,z,'m-p') %LineSpec为使用...

    MATLAB绘图—三维曲线绘图-I

    MATLAB基础代码/优化技术探讨:WX: ZB823618313
    原创不易,路过的各位大佬请点个赞
    《MATLAB绘图—三维绘图-I》博客主要讲了三维曲线图的绘制,本博客主要讲
    三维曲线图
    三维网格图
    三维曲面图
    柱面和球面图
    三维等值线绘图
    https://blog.csdn.net/weixin_44044161/article/details/116742144

    plot3 命令时二维绘图plot命令的拓展,它们的使用调用格式以及语法都基本相同,不同之处就是增加了一个第三维信息。

    一 绘制三维图

    plot3(X,Y,Z,LineSpec) 绘制三维空间中的坐标。

    clear all;close all;clc;
    x=1:0.1:10;         %定义x
     y=sin(x);           %定义y
     z=cos(x);           %定义z
    %  plot(y,z)           %绘制二维图形
     plot3(x,y,z,'m-p') %LineSpec为使用指定的线型、标记和颜色创建绘图。
    

    在这里插入图片描述

    二、在同一组坐标轴上绘制多组坐标

    要在同一组坐标轴上绘制多组坐标,请将 X、Y 或 Z 中的至少一个指定为矩阵,其他指定为向量。

    plot3(X1,Y1,Z1,…,Xn,Yn,Zn) 在同一组坐标轴上绘制多组坐标。使用此语法作为将多组坐标指定为矩阵的替代方法。
    plot3(X1,Y1,Z1,LineSpec1,…,Xn,Yn,Zn,LineSpecn) 可为每个 XYZ 三元组指定特定的线型、标记和颜色。

    clear all;close all;clc;
    t = 0:pi/500:pi;
    xt1 = sin(t).*cos(10*t);
    yt1 = sin(t).*sin(10*t);
    zt1 = cos(t);
    
    xt2 = sin(t).*cos(12*t);
    yt2 = sin(t).*sin(12*t);
    zt2 = cos(t);
    plot3(xt1,yt1,zt1,'o-r',xt2,yt2,zt2,'*-b')
    

    在这里插入图片描述

    要在同一组坐标轴上绘制多组坐标,请将 X、Y 或 Z 中的至少一个指定为矩阵,其他指定为向量。

    三、在同一组坐标轴上绘制多组坐标—使用矩阵绘制多个线条

    clear all;close all;clc;
    t = 0:pi/500:pi;
    %创建包含三行 x 坐标的矩阵 X。创建包含三行 y 坐标的矩阵 Y。
    X(1,:) = sin(t).*cos(10*t);
    X(2,:) = sin(t).*cos(12*t);
    X(3,:) = sin(t).*cos(20*t);
    Y(1,:) = sin(t).*sin(10*t);
    Y(2,:) = sin(t).*sin(12*t);
    Y(3,:) = sin(t).*sin(20*t);
    %创建矩阵 Z,其中包含所有三组坐标的 z 坐标。
    Z = cos(t);
    %在同一组坐标轴上绘制所有三组坐标。
    plot3(X,Y,Z)
    

    在这里插入图片描述

    自定义线性、颜色、标记,以及事后修改

    clear all;close all;clc;
    t = 0:pi/20:10*pi;
    xt = sin(t);
    yt = cos(t);
    p=plot3(xt,yt,t,'-o','Color','b','MarkerSize',10,'MarkerFaceColor','r')
    

    在这里插入图片描述

    修改线性

    p.LineWidth = 3;
    

    在这里插入图片描述

    五、ezplot3命令

    同二维情况一样,三维绘图利也有一个专门绘制符号函数的命令,ezplot3,调用格式如下

    在这里插入图片描述

    附录-I:指定等间距刻度单位和轴标签

    clear all;close all;clc;
    %创建向量 xt、yt 和 zt。
    t = 0:pi/500:40*pi;
    xt = (3 + cos(sqrt(32)*t)).*cos(t);
    yt = sin(sqrt(32) * t);
    zt = (3 + cos(sqrt(32)*t)).*sin(t);
    %绘制数据,并使用 axis equal 命令沿每个轴等间距隔开刻度单位。然后为每个轴指定标签。
    plot3(xt,yt,zt)
    axis equal
    xlabel('x(t)')
    ylabel('y(t)')
    zlabel('z(t)')
    

    在这里插入图片描述

    附录—LineSpec 线性、标记和颜色表在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    参考资料:
    MathWorks
    MATLAB2018从入门到精通,作者:天工在线

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