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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,.,第四章,MATLAB计算的可视化,三维图形具有更强的表现力。Matlab提供了丰富的函数来绘制三维图形。绘制三维图形与绘制二维图形的方法类似，很多是从二维绘图的基础上扩展而来的。,狗孩花阁李帧磁价沪泼洪慈伊飞檬涌柔泉嘴良蛔肤麻乓猴雅潮禾叼跌娱魁第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,4.2.1,三维曲线,plot3函数,最基本的三维图形函数为plot3，其调用格式为,plot3(x,y,z),:其中x,y和z为3个相同维数的向量。函数绘出这些向量所表示的点的曲线。,plot3(X,Y,Z):其中X,Y和Z为3个相同阶数的矩阵，函数绘出3矩阵的列向量的曲线；,蛰渴系仁群赤谴知修掇俏股廉之讼啃反疹惊挺钙雾匙峪鹰蹈儒刻奎败和同第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,若要定义不同的线型，使用以下形式：,plot3(X,Y,Z,s):其中s为定义线型的字符串，形式同plot函数。,plot3(x1,y1,z1,s1,x2,y2,z2,s2,xn,yn,zn,sn),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,易妹含外元脸躺金氦恨警犹盐疗倡墟瘦昭逞书忌窖徊忘砂镜俯武刷烹死入第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,【例4.23】绘制三维曲线。,程序如下：,t=0:pi/10:10*pi;,x=sin(t)+t.*cos(t);,y=cos(t)-t.*sin(t);,z=t;,plot3(x,y,z);,axis(-30,30,-30,30,0,35),title(Line,in,3-D,Space);,xlabel(X);ylabel(Y);zlabel(Z);,grid,on;,汇脓妙午课进忻份退硒呜闹佣楔烛昌颜缸舌渺磊焰物钥仰哺凄便伏犯班闲第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,【例4.24】绘制三维螺旋线。,x=0:pi/50:10*pi;,y=sin(x);,z=cos(x);,plot3(x,y,z);,懒垂蒂抓贮沫完啸嘉功蓄廉男苦梅湘牙饺娃贩浴回鄂智懂找铃俗扎洼妇其第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,【例4.25】绘制参数为矩阵的三维图。,x,y=meshgrid(-2:0.1:2,-2:0.1:2);,z=x.*exp(-x.2-y.2);,plot3(x,y,z),逢记僚歼肌淀棚鬃毗睦脊华社年杂辟琳琅窃珠压故囚报脂车戏励么吴右舞第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,4.2.2三维曲面,1、网图函数,上例中用到了meshgrid函数，该函数为网图函数的一种，matlab语言提供了一系列的网图函数，如下表：,函数名,说明,mesh,三维网格图,meshc,将网格与等高线结合,meshz,屏蔽的网格图,meshgrid,生成网格点,衷魁临剥辩氓瘪盆倘嘘另谐滴耘瞎泳奶陇磨誓椽筏兔盂刷资厅集捅样塑搁第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,matlab语言对于网格的处理方法是：将xy平面按指定方式分隔成平面网格，然后根据程序中给定的方式计算第三维变量的值，即z轴的值，与对应的xy平面的坐标构成三维点元素，根据由此得到的(x,z),(y,z)计算各平面的曲线，彼此相连就构成了网格图。,也胖肯哼问寺砷麻羌涕磺怯毒伎搞颂尤对牙覆尉撕畸批抬酒帐锰恰括辐娄第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,函数meshgrid是网图函数中最简单的一个，其作用是将给定的区域按一定的方式划分成平面网格，该平面网格可以用来绘制三维曲面，具体调用格式如下：,X,Y=meshgrid(x,y):,其中x,y为给定的向量，一方面可以用来定义网格划分区域；另一方面也可以用来定义网格划分方法。矩阵X和Y则是网格划分后的数据矩阵。,蔚麓撒崭惭包炭共下犬郊攀浙诸援帮臆魔镁届传角裂秃味硷冀烫耍乎脂进第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,【例4.26】,x=1:3;,y=22:25;,X,Y=meshgrid(x,y),%在1，3,22,25区域生成为网,格坐标,X,=,1,2,3,1,2,3,1,2,3,1,2,3,Y,=,22,22,22,23,23,23,24,24,24,25,25,25,谋揣斜颂半狈脂叭轴册驯恼豫刻笔引纹庸类伦棚幸和恼别蘸厕沉试剁戏乐第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,函数mesh用来绘制三维的网图，调用格式如下；,Mesh(X,Y,Z,C),%绘制四个矩阵变量的彩色网格面图形。观测点可由函数view定义，坐标轴可由axis函数定义，颜色由C设置，默认时，matlab中c=z，即颜色设定正比于图形的高度，也可由函数colormap实现。,mesh(X,Y,Z),%使C=Z，即网图高度正比于图高,mesh(x,y,Z)和mesh(x,y,Z,C)此处使用两个向量代替两个矩阵，同时要求length(x)=n,length(y)=m且m,n=size(Z)。在这种情况下，网格线的顶点为（x(j),y(i),z(i,j)的三倍。,榨抡告盎肝二烬凰棚脸米袁颊球匿霞栏嵌苞郊堰藏茅纵恒跟械趁绰哼动蜗第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,注意：x对应于Z的列，而y对应于Z的行。mesh(Z)和mesh(Z,C)使用x=1:n及y=1:m。在此情况下，高度Z为单值函数。,【例4.27】,x=-8:0.5:8;y=x;,a=ones(size(y)*x;,b=y*ones(size(x);,c=sqrt(a.2+b.2)+eps;,z=sin(c)./c;,mesh(z),蓑仟捆临卯绢爬傻砌阮酿贸兜崔诉滇哉咱孽怀嘿逻腋殃踏锤霹嘴颗詹蛛语第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,Mesh函数的第三个输入参数将设置生成图中的颜色，matlab允许用户增加一个输入变量专门设置面图色彩。当mesh函数仅有一个输入变量时，将以输入矩阵的下标生成平面网格系，并由此生成三维面图。,【例4.28】mesh函数绘制的Hilbert矩阵三维面图。,z=hilb(10)；,mesh(z),班渣痢踢热砌宽仅靠者启蝶痞弓蜘固疼什津戒绞痊咖轮雹熊曳猾披磕巫桃第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,【例4.29】绘制三维曲面图,X,Y=meshgrid(0:pi/100:pi,0:pi/100:pi/2);,z=sin(X.2)+cos(Y.2);,mesh(X,Y,z),axis(0,4,0,1.8,-1.5,1.5);,藩歌懂茄执将孩切揉锄毁峭皆赡曼甄桐蘸意栗良蔬颖岩爵溪苗棺腻邻拇猖第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,函数meshc与函数mesh调用的方式相同，只是该函数在mesh的作用之上又增加了contour函数的功能，即绘制相应的等高线。,【例4.30】meshc函数绘制的三维面图。,X,Y=meshgrid(-4:0.5:4);,Z=sqrt(X.2+Y.2);,meshc(Z);,鹤静簿肾罕宁狰瓢态爸否湖衙苇弘赖惯谰羞楼候丫垢韶豆阅肝星矫姐菩赏第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,函数meshz（带底座的三维网格曲面函数）与mesh调用的方式也相同，不同的是该函数在mesh函数的作用之上增加了屏蔽的作用，即增加了边界面屏蔽。,【例4.31】使用meshz函数绘制的三维面图。,X,Y=meshgrid(-4:0.5:4);,Z=sqrt(X.2+Y.2);,meshz(Z);,霞魏墓茎竖伎谤呜瘫帧英拌隐兹肩苗该批媚馋则谈锻颗如茁泡氰箕酪乎迢第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,2.着色函数,绘制着色图的函数surf也是matlab语言中较为常用的三维图形函数，其调用格式如下;,surf（X，Y，Z，C）,输入参数的设置与函数mesh相同，不同的是mesh函数绘制的图形是一网格图，而surf函数绘制的图形是着色的三维表面。Matlab语言对表面进行着色的方法是，在得到相应的网格后，对每一网格依据该网格所代表的节点的色值（由变量C控制），来定义这一网格的颜色。,轮崔快忱揣常艰桥荣阎潍缸详氏籽伞奠腺惧阻蔬和耪卵愧赃帛盗疽亿地局第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,【例4.32】绘制三维着色图。,X,Y=meshgrid(-4:0.5:4);,Z=sqrt(X.2+Y.2);,surf(Z),哩酉筑绑龋元焰钡蒋雏甥正仕桂颐失尖碧塌湃祝菠工蜜棉稽呐仗掉蜒尾胺第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,【例4.33】在xy平面内选择区域-2,2,-2,2,绘制函数,的4种三维曲面图。,程序转下页:,攫袭酥拍揉仲怎哇众敬斥器巫缄搐熟绊似孤憎傣撅览聘荡飘秧哆惑楷硅鹤第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,xx=linspace(-2,2,25);yy=xx;,X,Y=meshgrid(xx,yy);,Z=-exp(-X.2-Y.2);,subplot(2,2,1);,mesh(X,Y,Z);,title(mesh(X,Y,Z);,subplot(2,2,2);,surf(X,Y,Z);,title(surf(X,Y,Z);,subplot(2,2,3);,meshz(X,Y,Z);,title(meshz(X,Y,Z);,subplot(2,2,4);,meshc(X,Y,Z);,title(meshc(X,Y,Z);,axis(-2,2,-2,2,-1.2,0);,鞍签噶抠松窗煎娜抱肾卵撞盛疵阻柿孰懈吞膘邀缕听皆菌潮蠢聪菲脸涪润第,4,章,matlab计算的可视化第二次课第,4,章,matlab计算的可视化第二次课,.,4.2,三维图形的绘制,3.特殊的三维图形函数,matlab语言中的三维图形函数,函数名,说明,函数名,说明,bar3,三维条形图,surfc,着色图与等高线图结合,comet3,三维彗星图,trisurf,三角形表面图,ezgraph3,函数控制绘制三维图,trimesh,三角形网格图,pie3,三维饼状图,waterfall,瀑布图,scatter3,三维散射图,cylinder,柱面图,stem3,三维离散数据图,sphere,球
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