1. 三维图形
(1) plot3(三维直线函数)
以下例子用来体会plot 3的基本的绘图原理。
例:绘参数方程 x=t;y=sin(t);z=cos(t) 的空间曲线
clf
t=0:0.05:100;
x=t;y=sin(t);z=sin(2*t);
plot3(x,y,z,'b:')
例:空间划线:
clf
t=0:0.1:10;x=t;
y=0*ones(size(x));z=sin(t);
plot3(x,y,z,'r')
hold on
z=0*ones(size(x));
y=sin(t);
plot3(x,y,z,'g')
xlabel('x');ylabel('y');zlabel('z');
(2) 三维曲面网格图
例1:划马鞍面:
clf
x=-4:0.5:4;
y=-4:0.5:4;
[U,V]=meshgrid(x,y);
Z=-U.^4+V.^4-U.^2-V.^2-2*U*V;
mesh(Z);
xlabel('x');
ylabel('y');
zlabel('z');
注1:meshgrid的含义,绘图的基础是网格,一个二元系矩阵[(xi,yj)]
a=ones(9);
a1=2*ones(5);
a2=3*ones(2);
a(3:7,3:7)=a1;
a(5:6,5:6)=a2;
meshc(a)
例二:peakS 函数的图形:
peakS 函数的表达式
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)
clf;[x,y,z]=peaks(20);p=peaks(20);
subplot(2,2,1);mesh(x,y,z)
subplot(2,2,2);meshz(y,x,z)
subplot(2,2,3);meshc(p)
subplot(2,2,4);waterfall(p)
注1:[x,y,z]=peaks(20):为变换角度带来方便。见二图。
p=peaks(20):默认x,y,z的顺序给p赋值。
注2:mesh;meshz;meshc;waterfall,表现上有区别。
注3:peaks 是演示函数。MATLAB中有许多不同的演示函数,与演示程序(**demo.m)结合在一起。 如 peaks 图形演示函数
banane 优化演示函数
(3) 色彩与效果
*1)mesh;SURF;SURFC, SURFL比较 :变更色调(由暖到冷,默认红到兰)的变化方向
shading :涂色方式
clf;x= -1.5:0.2:1.5;y=-1:0.2:1;
[X,Y]=meshgrid(x,y);
p=sqrt(4-X.^2/9-Y.^2/4);
subplot(3,2,1);mesh(p) ;%有网格 格子图,色调方向:有上到下
subplot(3,2,2);surf(p) ;%默认的方向:色调方向:有上到下
subplot(3,2,3);surfc(p) ;%带登高线;色调方向:有上到下
subplot(3,2,4);surfl(p) ;%色调方向:沿y轴方向
shading interp ; %平滑涂色 图,无格线
subplot(3,2,5);surfl(p)
shading faceted ;%有网格涂色 格子图,有格线;
subplot(3,2,6);surfl(p)
shading flat ;%有网格涂色 格子图,无格线;
*2) SURFL的z-参数。看z-参数 的确定平滑涂色效果(定义变化方向)surfl(p,z);z=(n1,n2,n3)。
clf;
x= -0.5:0.3:2.5;y=-0.5:0.3:2;
[X,Y]=meshgrid(x,y);
p=(4+X.^2/9+Y.^2/4);;
%cm=[1 0 0;0 1 0;0 0 1];
%colormap(cm)
subplot(2,2,1);surfl(p,[1,0,0])
subplot(2,2,2);surfl(p,[0,1,0])
subplot(2,2,3);surfl(p,[0,0,1])
subplot(2,2,4);surfl(p,[1,1,0])
(4) 辅助图视效果
*1)视角定义view(az,el)
clf;x= -1.5:0.2:1.5;y=-1:0.2:1;
[X,Y]=meshgrid(x,y);
p=sqrt(4-X.^2/9-Y.^2/4);
subplot(2,2,1);surfl(p);view(30,30)
shading interp
subplot(2,2,2);surfl(p);view(90,10)
shading interp
subplot(2,2,3);surfl(p);view(-10,-10)
shading interp
subplot(2,2,4);surfl(p);view(140,60)
shading interp
*2)surfl光照模式与光照角度设置, surfl(x,y,z,d,s,k)指令中s 与k 参数
d:见(3)
s:确定光照角度;z=(sx,sy,sz);默认光照角度是观察角逆时针方向45度
k::光照模式:确定强度
ka: 背景光 kd: 漫射光 ks: 定向光 spread:扩散光
例:
clf;x= -1.5:0.2:1.5;y=-1:0.2:1;
[X,Y]=meshgrid(x,y);
Z=sqrt(4-X.^2/9-Y.^2/4);
view(45,45)
subplot(2,2,1);surfl(X,Y,Z, [0,45],[.1 .6 .4 10]);
shading interp
subplot(2,2,2);surfl(X,Y,Z, [20,45],[.3 .6 .4 10]);
shading interp
subplot(2,2,3);surfl(X,Y,Z, [40,45],[.6 .6 .4 10]);
.3
shading interp
subplot(2,2,4);surfl(X,Y,Z, [60,45],[.9 .6 .4 10]);
shading interp
*3) 图视放大 zoom on ;zoom off; zoom
*鼠标点击变焦(左键放大;右键盘缩小)
*鼠标拖拉变焦
t=-16:0.1:16;
x=sin(t.*10).*(t.^2);
plot(t,x,'r-')
zoom on
2. 超维图形表达
(1) 三维色彩表达(色轴;图象的色彩维)
clf
a=ones(20);
a1=2*ones(13);
a2=3*ones(7);
a3=4*ones(2);
a(4:16,4:16)=a1;
a(7:13,7:13)=a2;
a(10:11,10:11)=a3;
subplot(2,1,1)
meshc(a)
subplot(2,1,2)
pcolor(a)
colorbar('horiz')
colormap(hsv)
% shading interp
(2) 四维色彩表达(色轴;图象的色彩维)
clf
x=-5:0.1:5;
y=-5:0.25:5;
z=-5:0.25:5;
n=length(x);
[X,Y,Z]=meshgrid(x,y,z);
V=(-X.^2-Y.^2-Z.^2);
xi=[-4,-2,0,2,4];
yi=0.5;
zi=-0.5;
subplot(2,1,1);
slice(x,y,z,V,xi,yi,zi);
colorbar('horiz');
view([45,45]);
shading interp
xi=[0];
subplot(2,1,2);
slice(x,y,z,V,xi,yi,zi);
view([30,45]);
shading interp
(3)色彩变换 spinmap
3. 句柄图形
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