matlab各种三维绘图及实例
-
Matlab
绘制三维图形
三维曲线
plot3
函数与
plot
函数用法十
分相似，其调用格式为：
plot3(x1,y1,z1,<
/p>
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。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数。
例
绘制三维曲线。
程序如下：
t=0:pi/100:20*pi;
x=sin(t);
y=cos(t);
z=t.*sin(t).*cos(t);
plot3(x,y,z);
title('Line in
3-D Space');
xlabel('X');ylabel('Y');zlabel('Z');
三维曲面
1
．产生三维数据
< br>在
MATLAB
中，利用
mes
hgrid
函数产生平面区域内的网格坐标矩阵。其格式为：
x=a:d1:b; y=c:d2:d;
[X,Y]=meshgrid(x,y);
语句执行后，矩
阵
X
的每一行都是向量
x
，行数等于向量
y
的元素的个数，矩阵
Y
的每一列
都是向量
y
，列数等于向量
x
的元素的个数。
2
．绘制三维曲面的函数
surf
函数和
mesh
函数的调用格式为：
mesh(x,y,z,c)
：画网格曲面，将数据点在空间中描出
,
并连成网
格。
surf(x,y,z,c)
：画完整曲面，将数据点所表示曲面画出。
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
用于指定在不同高度下的颜色范围。
例
绘
制三维曲面图
z=sin(x+sin(y))-x/10
。<
/p>
程序如下：
[x,y]=meshgrid(0:0.25:4*pi); %
在
< br>[0,4pi]
×[0,4pi]区域生成网格坐标
z=sin(x+sin(y))-x/10;
mesh(x,y,z);
axis([0 4*pi 0 4*pi -2.5
1]);
此外，还有带等高线的三维网格曲面函数
meshc
和带底座的三维网格曲面函数
meshz
。其用
法与
mesh
类似，不同的是
meshc
还在
xy
< br>平面上绘制曲面在
z
轴方向的等高线，
< br>meshz
还在
xy
平面上绘制
曲面的底座。
例
在
xy<
/p>
平面内选择区域
[-
8,8]×[
-8,8]
，绘制
4
种三维曲面图。
程序如下：
[x,y]=meshgrid(-8:0.5:8);
z=
sin(sqrt(x.^2+y.^2))./sqrt(x.^2+y.^2+eps);
subplot(2,2,1);
mesh(x,y,z);
title('mesh(x,y,z)')
subplot(2,2,2);
meshc(x,y,z);
title('meshc(x,y,z)')
subplot(2,2,3);
meshz(x,y,z)
title('meshz(x,y,z)')
subplot(2,2,4);
surf(x,y,z);
title('surf(x,y,z)')
3
．标准三维曲面
sphere
函数的调用格式为：
<
/p>
[x,y,z]=sphere(n)
：
generates three (N+1)-by-(N+1) matrices so that
SURF(X,Y,Z)
produces a unit sphere.
cylinder
函数的调用格式为：
[x,y,z]= cylinder(R,n)
，其中
r
为圆周半径，
n
为
组成圆周的点数。
MATLAB
还有一个
peaks
函数，称为多峰函数，常用于三维曲面的演示。
例
绘制标准三维曲面图形。
程序如下：
t=0:pi/20:2*pi;
[x,y,z]=
cylinder(2+sin(t),30);
subplot(2,2,1);
surf(x,y,z);
subplot(2,2,2);
[x,y,z]=sphere;
surf(x,y,z);
subplot(2,1,2);
[x,y,z]=peaks(30);
surf(x,y,z);
其他三维图形
在介绍二维图形时，<
/p>
曾提到条形图、
杆图、
饼图和填充图等特
殊图形，
它们还可以以三维形
式出现，使用的函数分别是
bar3
、
stem3
、
pie3
和
fill3
。
bar3
函数绘制
三维条形图，常用格式为：
bar3(y)
bar3(x,y)
stem3
函数
绘制离散序列数据的三维杆图，常用格式为：
stem3(z)
stem3(x,y,z)
pie3
函数绘制三维饼图，常用格式为：
pie3(x)
fill3
函数等效
于三维函数
fill
，可在三维空间内绘制出填充过的多边形，
常用格式为：
fill3(x,y,z,c)
例
绘制三维图形：
(1)
绘制魔方阵的三维条形图。
(2)
以三维杆图形式绘制曲线
y=2sin(x)
< br>。
(3)
已知
x=[2347,1827,2043,3025]
，绘制饼图。
(4)
用随机的顶点坐标值画出五个黄色三角形。
程序如下：
subplot(2,2,1);
bar3(magic(4))
subplot(2,2,2);
y=2*sin(0:pi/10:2*pi);
stem3(y);
subplot(2,2,3);
pie3([2347,1827,2043,3025]);
subplot(2,2,4);
fill3(rand(3,5),rand(3,5),rand(3,5),
'y' )
例
绘制多峰函数的瀑布图和等高线图。
程序如下：
subplot(1,2,1);
[X,Y,Z]=peaks(30);
waterfall(X,Y,Z)
xlabel('X-a
xis'),ylabel('Y-axis'),zlabel('Z-axis');
subplot(1,2,2);
contour3(X,Y,Z,12,'k'); %
其中<
/p>
12
代表高度的等级数
xlabel('X-axis'),ylabel('Y-axis'),zlabel('Z-ax
is');
图形修饰处理
视点处理
MATLAB
提供了设置视点的函数
view
< br>，其调用格式为：
view(az,el)
其中
az
为方位角，
e
l
为仰角，它们均以度为单位。系统缺省的视点定义为方位角
-
37.5°,
仰角
30°。
例
从不同视点绘制多峰函数曲面。
程序如下：
subplot(2,2,1);mesh(peaks);
view(-37.5,30); %
指定子图
1
的视点
title('azimuth=-37.5,elevation=30')
subplot(2,2,2);mesh(peaks);
view(0,90); %
指定子图
2
的视点
title('azimuth=0,elevation=90')
subplot(2,2,3);mesh(peaks);
view(90,0); %
指定子图
3
的视点
title('azimuth=90,elevation=0')
subplot(2,2,4);mesh(peaks);
view(-7,-10); %
指定子图
4
< br>的视点
title('azimuth=-7,elevation=-10')