matlab三維繪圖

1、MATLAB MATLAB 繪圖繪圖北京科技大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)北京科技大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)三維曲面繪圖三維曲線繪圖二、MATLAB三維曲線繪圖plot3三維曲線繪制指令北京科技大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)plot3的調(diào)用格式：l plot3(X,Y,Z)l plot3(X,Y,Z,String)l plot3(X1,Y1,Z1, String1,X2,Y2,Z2, String2,)plot3與plot的 用法相同例：繪制三維曲線的圖像：北京科技大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)sincosxttyttzt(020 )t ， t=0:pi/10:20*pi;x=t.*sin(t);y=t.*cos(t) ;z=t;plot3(x,y,z)解：m

2、atlab命令為：meshgrid生成網(wǎng)格矩陣北京科技大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)三、MATLAB三維曲面繪圖調(diào)用格式：lX,Y=meshgrid(x,y)-生成小矩形頂點(diǎn)的坐 標(biāo)值矩陣lX,Y=meshgrid(x) 等價(jià)于X,Y=meshgrid(x,x)例:x=1,2,3；y=1,2,3,4； X,Y=meshgrid(x,y) X = 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 Y = 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4北京科技大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)mesh三維網(wǎng)格線繪圖命令北京科技大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn) 利用函數(shù)meshgrid生成格點(diǎn)矩陣后，再求出各格點(diǎn)對(duì)應(yīng)的函數(shù)值，就可以利用三維網(wǎng)格命 mesh畫出

3、空間網(wǎng)格曲面。l mesh(Z) - Z為nm矩陣，X,Y坐標(biāo)為元素的下標(biāo)l mesh(X,Y,Z)-X,Y,Z分別為三維空間的坐標(biāo)例例:x=1,2,3 y=1,2,3,4 X,Y=meshgrid(x,y) X = 1 2 3 Y =1 1 1 1 2 3 2 2 2 1 2 3 3 3 3 1 2 3 4 4 4 Z=ones(size(X);mesh(X,Y,Z)11.522.53123400.511.52(1,1,1)(2,1,1)(3,1,1)(1,2,1)(2,2,1)(3,2,1)(1,3,1)(2,3,1)(3,3,1)(1,4,1)(2,4,1)(3,4,1)北京科技大學(xué)數(shù)學(xué)

4、實(shí)驗(yàn)例：例： x=1:.1:3; y=1:.1:4; X,Y=meshgrid(x,y); Z=ones(size(X); mesh(X,Y,Z) 北京科技大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)surf 繪制三維表面圖北京科技大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與三維網(wǎng)格圖的區(qū)別：網(wǎng)格圖：線條有顏色，空擋沒(méi)有顏色曲面圖：線條是黑色，空擋有顏色（把線條之間的空擋填充顏色，沿z軸按每一網(wǎng)格變化）解：matlab命令為：t=-2:0.1:2;x,y=meshgrid(t);z=x.*exp(-x.2-y.2);subplot(1,2,1),mesh(x,y,z),title(網(wǎng)格圖)subplot(1,2,2),surf(x,y,z),title(

5、曲面圖)北京科技大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)例：繪制函數(shù) 的圖像，比較指令mesh和surf。,)(22yxxez2,2yx 北京科技大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)例例 用平行截面法討論由方程構(gòu)成的馬鞍面形狀。用平行截面法討論由方程構(gòu)成的馬鞍面形狀。解：解：MatlabMatlab命令為命令為t=-10:0.1:10;x,y=meshgrid(t);z1=(x.2-2*y.2)+eps;subplot(1,3,1),mesh(x,y,z1),title(馬鞍面)a=input(a=(-50a50),z2=a*ones(size(x);subplot(1,3,2),mesh(x,y,z2),title(平面)r0=abs(z1-

6、z2)=1;zz=r0.*z2;yy=r0.*y;xx=r0.*x;subplot(1,3,3),plot3(xx(r0=0),yy(r0=0),zz(r0=0),x)title(交線)北京科技大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)北京科技大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)馬鞍面、平面及交線三維圖形的控制命令視角控制命令viewview(az,el) 設(shè)置查看三維圖的視點(diǎn)。az為水平方位角，從y軸負(fù)方向開(kāi)始，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正；el為垂直方位角，以向z軸方向旋轉(zhuǎn)為正。三維默認(rèn)視角為az=-37.5, el=30view(x,y,z) 笛卡爾坐標(biāo)系下的視角，忽略向量的幅值 旋轉(zhuǎn)控制命令rotaterotate(h,direction,alpha,

7、orgin) 將圖形繞方向旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度h-表示被旋轉(zhuǎn)的對(duì)象direction-方向軸：可用球坐標(biāo)theta,phi或直角坐標(biāo)x,y,zalpha-按右手法旋轉(zhuǎn)的角度orgin-支點(diǎn)例4-34 利用rotate函數(shù)，從不同角度查看函數(shù) 22xyzxet=-2:.1:2;x,y=meshgrid(t);z=x.*exp(-x.2-y.2);subplot(121),mesh(x,y,z);subplot(122),h=mesh(x,y,z) %返回圖形對(duì)象的句柄rotate(h,-2,-2,0,30,2,2,0)rotate3d 動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)命令，可以讓用戶使用鼠標(biāo)來(lái)旋轉(zhuǎn)視角subplot(121),

8、surf(ones(10,10)%subplot(122),h = surf(ones(10,10);rotate(h,0 0 1,45,1 0 0)for i=1:45 subplot(122),h = surf(ones(10,10);rotate(h,0 0 1,i,1 0 0)end背景顏色控制命令colordefcolordef white 將圖形的背景顏色設(shè)置為白色colordef blackcolordef none 將圖形背景和圖形窗口的顏色設(shè)置為默認(rèn)的顏色colordef (fig,color_option) 將圖形句柄fig圖形的背景設(shè)置為color_option指定的顏色

9、見(jiàn)P70 例4-36圖形顏色控制命令colormapcolormap(R,G,B) 用單色繪圖， R,G,B代表一個(gè)配色方案，取值在0,1之間。通過(guò)對(duì)R、G、B大小的設(shè)置，可以調(diào)制出不同的顏色。p71表4-5colormap(CM) CM為色圖矩陣。色圖為m*3的矩陣。Matlab預(yù)定義了一些色圖矩陣的值，表4-6為常用的色圖矩陣。z=peaks(20);CM=cool;%CM=hot;pink; %用兩個(gè)已知的色圖構(gòu)成新的色圖surf(z)colormap(CM)colorbar %顯示色度條圖形著色控制命令shadingshading flat 使用平滑方式著色。網(wǎng)格圖的某條線段或曲面圖中

10、的某整個(gè)貼片都是一種顏色，該顏色取值線段的兩端或者該貼片4個(gè)頂點(diǎn)中下標(biāo)最小那點(diǎn)的顏色。shading interp 使用插值的方式為圖形著色。網(wǎng)格圖線段，或者曲面圖貼片上各點(diǎn)的顏色由該線段兩端或該貼片4個(gè)頂點(diǎn)的顏色線性插值所得。shading faceted 以平面為單位進(jìn)行著色，在flat用色基礎(chǔ)上，在貼片的四周勾出黑色網(wǎng)線。subplot(131),surf(peaks(40);subplot(132),surf(peaks(40);shading flatsubplot(133),surf(peaks(40);shading interp透視控制命令hiddenhidden on 消隱被

11、遮擋的圖形hidden off 透視被遮擋的圖形 Matlab在繪制三維網(wǎng)線圖和曲面圖時(shí)，一般進(jìn)行消隱處理，為得到透視效果，用以下命令：x0,y0,z0=sphere(30);X=2*x0;Y=2*y0;Z=2*z0;surf(x0,y0,z0); %畫里面的小球shading interp %使用插值的方式進(jìn)行著色hold on,mesh(X,Y,Z),colormap(hot),hold offhidden off %透視外面大球看到里面小球axis equal,axis off %坐標(biāo)軸三個(gè)方向上刻度增量相同，并消隱坐標(biāo)軸光照控制命令lightlight(propertyname,propertyvalue,)創(chuàng)建光源并設(shè)置其屬性handle=light() 返回所創(chuàng)建光源的句柄 Matlab提供了許多函數(shù)在圖形中進(jìn)行對(duì)光源的定位并改變光照對(duì)象的特征，見(jiàn)P73表4-7.其中l(wèi)ight函數(shù)用于設(shè)置光源。z=peaks(50);subp