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,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 在MATLAB中，利用meshgrid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。 程序如下：[x,y]=meshgrid(0:0.25:4*pi); %在[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平面上绘制曲面在z轴方向的等高线，meshz 还在xy平面上绘制曲面的底座。例 在xy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： [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，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)。 (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-axis ),ylabel( Y-axis ),zlabel( Z-axis ); subplot(1,2,2); contour3(X,Y,Z,12, k ); %其中12代表高度的等级数 xlabel( X-axis ),ylabel( Y-axis ),zlabel( Z-axis );图形修饰处理视点处理 MATLAB提供了设置视点的函数view，其调用格式为： view(az,el) 其中az为方位角，el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的视点title( azimuth=-7,elevation=-10 ) 色彩处理 1．颜色的向量表示 MATLAB除用字符表示颜色外，还可以用含有3个元素的向量表示颜色。向量元素在[0,1] 范围取值，3个元素分别表示红