三维绘图
1 三维绘图指令
2 基本XYZ立体绘图命令
mesh和plot是三度空间立体绘图的基本命令，mesh可画出立体网状图，plot则可画出立体曲面图，两者产生的图形都会依高度而有不同颜色。下列命令可画出由
函数形成的立体网状图:
x=linspace(-2, 2, 25); % 在x轴上取25点
y=linspace(-2, 2, 25); % 在y轴上取25点
[xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx和yy都是25x25的矩阵
zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值，zz也是21x21的矩阵
mesh(xx, yy, zz); % 画出立体网状图
●surf和mesh的用法类似：
x=linspace(-2, 2, 25); % 在x轴上取25点
y=linspace(-2, 2, 25); % 在y轴上取25点
[xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx和yy都是25x25的矩阵
zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值，zz也是25x25的矩阵
surf(xx, yy, zz); % 画出立体曲面图
●peaks
为了方便测试立体绘图，MATLAB提供了一个peaks函数，可产生一个凹凸有致的曲面，包含了三个局部极大点及三个局部极小点，其方程式为：
要画出此函数的最快方法即是直接键入peaks：
peaks
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)
●我们亦可对peaks函数取点，再以各种不同方法进行绘图。meshz可将曲面加上围
裙：
[x,y,z]=peaks;
meshz(x,y,z);
●waterfall可在x方向或y方向产生水流效果：
[x,y,z]=peaks;
waterfall(x,y,z);
●下列命令产生在y方向的水流效果：
[x,y,z]=peaks;
waterfall(x',y',z');
●meshc同时画出网状图与等高线：
[x,y,z]=peaks;
meshc(x,y,z);
●surfc同时画出曲面图与等高线：
[x,y,z]=peaks;
surfc(x,y,z);
●contour3画出曲面在三度空间中的等高线：
contour3(peaks, 20);
●contour画出曲面等高线在XY平面的投影：
contour(peaks, 20);
plot3可画出三度空间中的曲线：
t=linspace(0,20*pi, 501);
plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t);
亦可同时画出两条三度空间中的曲线：
t=linspace(0, 10*pi, 501);
plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t, t.*sin(t), t.*cos(t), -t);
3 三维绘图的主要功能
绘制三维线图
绘制等高线图
绘制伪彩色图
绘制三维网线图
绘制三维曲面图、柱面图和球面图
绘制三维多面体并填充颜色
（一）三维线图
plot3 ——基本的三维图形指令
调用格式：
plot3(x,y,z) —— x,y,z是长度相同的向量
plot3(X,Y,Z) —— X,Y,Z是维数相同的矩阵
plot3(x,y,z,s) ——带开关量
plot3(x1,y1,z1,?s1?,x2,y2,z2,?s2?,…)
二维图形的所有基本特性对三维图形全都适用。定义三维坐标轴大小axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax ])
grid on(off) 绘制三维网格
te xt(x,y,z,…string?)三维图形标注
子图和多窗口也可以用到三维图形中
例：绘制三维线图
t=0:pi/50:10*pi;plot3(t,sin(t),cos(t),?r:?)
（二）三维饼图
pie3([4 3 6 8 9])
（三）三维多边形
fill3 = fill ——三维多边形的绘制和填色与二维多边形完全相同调用格式：
fill3(x,y,z,…s?)——与二维相同
例：用随机顶点坐标画出5个粉色的三角形，并用黄色的○表示顶点
y1=rand(3,5);y2=rand(3,5);y3=rand(3,5);
fill3(y1,y2,y3,?m?);hold on;plot3(y1,y2,y3,?yo?)
（四）三维网格图
mesh ——三维网线绘图函数
调用格式：
mesh(z) —— z为n×m的矩阵，x与y坐标为元素的下标 mesh(x,y,z) —— x,,y,z 分别为三维空间的坐标位置
例，矩阵的三维网线图
z=rand(6);
0.8808 0.0729 0.4168 0.7694 0.3775 0.4776
0.3381 0.7101 0.0964 0.6352 0.3826 0.7086
0.1895 0.8791 0.6747 0.8965 0.6876 0.2380
0.7431 0.3594 0.5626 0.8784 0.1217 0.3910
0.7189 0.0899 0.8130 0.4865 0.0768 0.9759
0.8792 0.1610 0.8782 0.1131 0.1433 0.6288
z=round(z)
1 0 0 1 0 0
0 1 0 1 0 1
0 1 1 1 1 0
1 0 1 1 0 0
1 0 1 0 0 1
1 0 1 0 0 1
mesh(z)；
例：8阶hadamard矩阵的网线图
h2=[1 1;1 -1];h4=[h2 h2;h2 -h2]
h8=[h4 h4;h4 -h4]
1 1 1 1 1 1 1 1
1 -1 1 -1 1 -1 1 -1
1 1 -1 -1 1 1 -1 -1
1 -1 -1 1 1 -1 -1 1
1 1 1 1 -1 -1 -1 -1
1 -1 1 -1 -1 1 -1 1
1 1 -1 -1 -1 -1 1 1
1 -1 -1 1 -1 1 1 -1
mesh(h8)
生成坐标—— [X,Y]=meshgrid(x,y)
表达式点运算—— Z=X.^2+Y.^2
X，Y是n×m的矩阵，维数可任定
X— n
Y— m
Z—
默认方位角：37。5o，俯角30o。
meshgrid——网线坐标值计算函数
z=f(x,y) —根据x,y坐标找出z的高度
例：绘制z=x2+y2的三维网线图形
x=-5:5; y=x;
[X,Y]=meshgrid(x,y)
Z=X.^2+Y.^2
mesh(X,Y,Z)
colormap( [R,G,B])——色图设定函数
matlab 的颜色数据集合为红、绿、兰三颜色矩阵[R，G，B]，维数m×3 r,g,b在[0 1]区间连续取值，理论上颜色种类可达无穷多种
matlab使用三维向量表示一种颜色，常用颜色数据见下表
饱和色
[0 0 0] —黑色
[0 0 1] —兰色
[0 1 0] —绿色
[0 1 1] —浅兰
[1 0 0] —红色
[1 0 1] —粉红
[1 1 0] —黄色
[1 1 1] —白色
调和色
[0.5 0.5 05] —灰色
[0.5 0 0] —暗红色
[1 0.62 0.4] —铜色
[0.49 1 0.8] —浅绿
[0.49 1 0.83] —宝石兰
（五）三维曲面图
surf ——三维曲面绘图函数，与网格图看起来一样
与三维网线图的区别：
网线图：线条有颜色，空挡是黑色的（无颜色）
曲面图：线条是黑色的，空挡有颜色（把线条之间的空挡填充颜色，沿z轴按每一网格变化
调用格式：
surf(x,y,z) ——绘制三维曲面图，x,y,z为图形坐标向量
例：
[X,Y,Z]=peaks(30)
※peaks为matlab
自动生成的三维测
试图形
surf(X,Y,Z)
三维网线图作图要领
surfc(X,Y,Z) —带等高线的曲面图
[X,Y,Z]=peaks(30);surfc(X,Y,Z)
surfl(X,Y,Z) ——被光照射带阴影的曲面图
[X,Y,Z]=peaks(30);surfl(X,Y,Z)
cylinde(r,n) —三维柱面绘图函数
r 为半径；n为柱面圆周等分数
例：绘制三维陀螺锥面
t1=0:0.1:0.9;
t2=1:0.1:2;
r=[t1 -t2+2];
[x,y,z]=cylinder(r,30);
surf(x,y,z);
grid
为球面等分数，缺省为20
例：绘制三维球面
[x,y,z]=sphere(30);surf(x,y,z);
（六）图形修饰方法
a. 图形颜色的修饰
matlab 有极好的颜色表现功能，其颜色数据又构成了一维新的数据集合，也可称为四维图形
colormap(MAP) ——色图设定函数，MAP为m×3维色图矩阵
图形颜色可根据需要任意生成，也可用matlab配备的色图函数
matlab 的色图函数：
hsv ——饱和值色图
gray ——线性灰度色图
hot ——暖色色图
cool ——冷色色图
bone ——兰色调灰色图
copper ——铜色色图
pink ——粉红色图
prism ——光谱色图
jet ——饱和值色图II
flag ——红、白、蓝交替色图
shading faceted —网格修饰，缺省方式
shading flat ——去掉黑色线条，根据小方块的值确定颜色
shading interp ——颜色整体改变，根据小方块四角的值差补过度点的值确定颜色
b. 图形效果修饰
透视与消隐——用于网线图
裁剪修饰——用于网线图、曲面图
视角修饰——观察不同角度的三维视图
其它修饰：
i. 水线修饰
ii. 等高线修饰
透视与消隐
p=peaks(30); mesh(p)；hidden on
视角修饰(函数view(az,el))
az ----方位角；el ---- 俯视角
省缺值为：az=-37.5; el=30
例。观察不同视角的波峰图形
z=peaks(40);
subplot(2,2,1);mesh(z);
subplot(2,2,2);mesh(z);view(-15,60);
subplot(2,2,3);mesh(z);view(-90,0);
subplot(2,2,4);mesh(z);view(-7,-10);
其它修饰：
i. 水线修饰（waterfall)
waterfall(peaks(30))
ii. 等高线修饰
二维
contour(Z,n)-------- 绘制n条等高线
C= contourc(Z,n)------计算n条等高线的坐标
Clable(c)------给等高线加标注
例、在二维平面上绘制peaks函数的10条等高线
contour(peaks,10);
C=contourc(peaks,10);clabel(C)
（七）伪彩色图
pcolor ——常用于以二维平面图表现三维图形的效果，用颜色表示三维图形的高度。
（八）动画效果
动画生成的步骤
创建帧矩阵—— moviein
对动画中的每一帧生成图形，并把它们放到帧矩阵中—— getframe
从帧矩阵中回放动画
2011全国大学生数模竞赛A题 三维立体绘图MATLAB代码及图像 下载两个数据文件保存到MATLAB工作目录中，同时将下面的程序拷贝到一个M文件里面运行即可。 MATLAB代码和数据文件请到这里下载：https://www.doczj.com/doc/ec7163427.html,/thread-19793-1-1.html A题城市表层土壤重金属污染分析 随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量的影响日显突出。对城市土壤地质环境异常的查证，以及如何应用查证获得的海量数据资料开展城市环境质量评价，研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式，日益成为人们关注的焦点。 按照功能划分，城区一般可分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区等，分别记为1类区、2类区、……、5类区，不同的区域环境受人类活动影响的程度不同。 现对某城市城区土壤地质环境进行调查。为此，将所考察的城区划分为间距1公里左右的网格子区域，按照每平方公里1个采样点对表层土（0~10 厘米深度）进行取样、编号，并用GPS记录采样点的位置。应用专门仪器测试分析，获得了每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。另一方面，按照2公里的间距在那些远离人群及工业活动的自然区取样，将其作为该城区表层土壤中元素的背景值。 附件1列出了采样点的位置、海拔高度及其所属功能区等信息，附件2列出了8种主要重金属元素在采样点处的浓度，附件3列出了8种主要重金属元素的背景值。 现要求你们通过数学建模来完成以下任务： (1) 给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布，并分析该城区内不同区域重金属的污染程度。 (2) 通过数据分析，说明重金属污染的主要原因。 (3) 分析重金属污染物的传播特征，由此建立模型，确定污染源的位置。 (4) 分析你所建立模型的优缺点，为更好地研究城市地质环境的演变模式，还应收集什么信息？有了这些信息，如何建立模型解决问题？
毕业论文答辩已经结束很长时间了，现在总结一下我在做毕业论文时的用MATLAB命令画出simulink示波器图形的一点方法，我也是MATLAB初学者，所用方法不算高明方法，并且这些方法在论坛应该都能找到，请大家见谅。 第一步，将你的示波器的输出曲线以矩阵形式映射到MATLAB的工作空间内。 如图1所示，双击示波器后选择parameters目录下的Data history,将Save data to workspace勾上，Format选择Array,Variable name即你输入至工作空间的矩阵名称，这里我取名aa。在这之后运行一次仿真，那么你就可以在MATLAB的工作空间里看到你示波器输出曲线的矩阵aa。如图2所示。 第二步，用plot函数画出曲线 双击曲线矩阵aa，将可以看到详细情况，我这里的aa矩阵是一个1034行，3 列的矩阵，观察这个矩阵即可以发现，这个矩阵的第一列是仿真时间，而由于我仿真时示波器内输出的是两条曲线，所以第二列和第三列即分别代表了这2条曲线。同时大家要注意，在simulink中我们有时往往在示波器中混合输出曲线，那么就要在示波器前加一个MUX混合模块，因此示波器内曲线映射到的工作空间的矩阵是和你的MUX的输入端数有关，如果你设置了3个MUX输入端，而实际上你只使用了2个，那么曲线矩阵仍然会有4列，并且其中一列是零，而不是3列。 理解曲线矩阵的原理之后，我们就可以用plot函数画出示波器中显示的图形了。 curve=plot(aa(:,1),aa(:,2),aa(:,1),aa(:,3),'--r') %aa(:,1)表示取aa的第一列，仿真时间 %aa(:,2)表示取aa的第二列，示波器的输入一 %aa(:,3)表示取aa的第三列，示波器的输入二 %--r表示曲线2显示的形式和颜色，这里是（red) set(curve(1),'linewidth',3) %设置曲线1的粗细 set(curve(2),'linewidth',3) %设置曲线2的粗细 legend('Fuzzy','PID') %曲线名称标注 xlabel('仿真时间（s）') %X坐标轴名称标注 ylabel('幅值') %Y轴坐标轴标注 title('Fuzzy Control VS PID') %所画图的名称 grid on %添加网格 运行上述命令后即可以看到用MATLAB命令画出的图形了，你可以在图形出来之后继续进行编辑。
傅里叶变换 img=imread('RADU}4W~M9]09V7Q)ZQ5%~7.png'); %img=double(img); f=fft2(img); %傅里叶变换 f=fftshift(f); %使图像对称 r=real(f); %图像频域实部 i=imag(f); %图像频域虚部 margin=log(abs(f)); %图像幅度谱，加log便于显示 phase=log(angle(f)*180/pi); %图像相位谱 l=log(f); subplot(2,2,1),imshow(img),title('源图像'); subplot(2,2,2),imshow(l,[]),title('图像频谱'); subplot(2,2,3),imshow(margin,[]),title('图像幅度谱'); subplot(2,2,4),imshow(phase,[]),title('图像相位谱'); https://www.doczj.com/doc/ec7163427.html,/s/blog_1667198560102wmzu.html 傅里叶变换 I = imread('RADU}4W~M9]09V7Q)ZQ5%~7.png'); %读入数字图像 I = rgb2gray(I);%将图像进行灰度处理 J = fft2(I);%将图像实行傅里叶变换 figure,imshow(I);%这里能得到频谱图 J = fftshift(J); figure,imshow(log(abs(J)),[]); %将频谱平移 J(abs(J)<5)=0;%不必要的过滤掉 figure,imshow(log(abs(J)+eps),[]); J = ifftshift(J);K = ifft2(J);figure,imshow(K,[0 255]);%傅里叶逆变换 自己所写的代码 I = imread('RADU}4W~M9]09V7Q)ZQ5%~7.png'); %读入数字图像 J = fft2(I); %将图像实行傅里叶变换figure,imshow(I); %这里能得到频谱图 J = fftshift(J); figure,imshow(log(abs(J)),[]); %将频谱平移 J(abs(J)<5)=0; %不必要的过滤掉figure,imshow(log(abs(J)+eps),[]); J = ifftshift(J);K = ifft2(J); ss=real(ifft2(J));sss=uint8(ss);subplot(1,2,2); imshow(sss) figure,imshow(K,[0 255]); %傅里叶逆变换
实验三MATLAB的基本绘图方法 一、实验目的 1．二维平面图形的绘制 2．三维立体图形的绘制 3．隐函数作图 二、实验地点：A404 三、实验日期： 四、实验内容 （一）二维平面图形的绘制 1、Plot的使用方法介绍 plot 是绘制二维图形的最基本函数，它是针对向量或矩阵的列来绘制曲线的。也就是说，使用plot 函数之前，必须首先定义好曲线上每一点的x 及y 坐标，常用格式为：（1）plot(x) 当x 为一向量时，以x 元素的值为纵坐标，x 的序号为横坐标值绘制 曲线。当x 为一实矩阵时，则以其序号为横坐标，按列绘制每列元素值相对于其序号的曲线，当x 为m×n 矩阵时，就由n 条曲线。 （2）plot(x,y) 以x 元素为横坐标值，y 元素为纵坐标值绘制曲线。 （3）plot(x,y1,x,y2,…) 以公共的x 元素为横坐标值，以y1,y2,…元素为纵坐标值绘制多条曲线。 例1：画出一条正弦曲线和一条余弦曲线。 >> x=0:pi/10:2*pi; >> y1=sin(x); >> y2=cos(x); >> plot(x,y1,x,y2) 注：在绘制曲线图形时，常常采用多种颜色或线型来区分不同的数据组，MA TLAB 软件专门提供了这方面的参数选项，我们只要在每个坐标后加上相关字符串，就可实现它们的功能。具体参见教材。 2、图形修饰 MATLAB 软件为用户提供了一些特殊的图形函数，用于修饰已经绘制好的图形。 图形修饰函数表如下： 函数含义 grid on (/off) 给当前图形标记添加（取消）网络 xlable(‘string’) 标记横坐标 ylabel(‘string’) 标记纵坐标 title(‘string’) 给图形添加标题 text(x,y,’string’) 在图形的任意位置增加说明性文本信息 gtext(‘string’) 利用鼠标添加说明性文本信息 axis([xmin xmax ymin ymax]) 设置坐标轴的最小最大值 例2、给例1的图形中加入网络和标记。 >> x=0:pi/10:2*pi; >> y1=sin(x); >> y2=cos(x); >> plot(x,y1,x,y2)
matlab画图命令积累 aimit 2009-08-26 23:49 发表 subplot(3,2,1) plot(x) title('默认格式') subplot(3,2,2) plot(x) set(gca,'xtick',[1 3 6 8]); set(gca,'ytick',[]); title('X自定义间隔，Y关闭') subplot(3,2,3) plot(x) set(gca,'xtick',[1 3 6 8]); set(gca,'xticklabel',sprintf('%03.4f|',get(gca,'xtick'))) set(gca,'ytick',[2 4 5 7]); set(gca,'yticklabel',{'Two','Four','Five','Seven'}); title('XY自定义间隔、精度及显示方式') subplot(3,2,4) plot(x) set(gca,'xminortick','on');%style 5 set(gca,'ticklength',[0.05 0.025]); set(gca,'tickdir','out'); title('XY坐标刻度显示方式') subplot(3,2,5) plot(x) set(gca,'xtick',[min(x) (max(x)+min(x))/2 max(x)]); set(gca,'ytick',[min(x) (max(x)+min(x))/2 max(x)]); title('论文中常用的标准3点式显示') x=20:10:20000; y=rand(size(x)); subplot(3,2,6) semilogx(x,y); set(gca,'XLim',[20 20000]); set(gca,'XMinorTick','off'); set(gca,'XTick',[20 31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000]); set(gca,'XGrid','on');
《MATLAB》课程论文 MATLAB在三维作图中的应用 姓名: 学号： 专业： 班级： 指导老师： 学院： 完成日期：
MATLAB在三维作图中的应用 [摘要]MATLAB提供了一系列的绘图函数，用户不仅不许考虑绘图细节，只需给出一些基本的参数就能得到所需要的图形，这一类函数称为高层绘图函数。除此之外，MATLAB还提供了直接对句柄进行操作的一系列的低层的绘图操作。这类操作将图形的每个元素看做是一个独立的对象，系统给每个对象独立的分配一个句柄，以后可以通过该句柄对改图元素进行操作，而不影响图形的其他部分。高层绘图操作简单明了，方便高效，使用户最常使用的绘图方法，而低层绘图操作控制和表现图形的能力更强，为用户自主绘图创造了条件。其实MATLAB的高层绘图函数都是利用低层绘图函数建立起来的。所以MATLAB的计算准确、效率高、使用快捷等优点常被广泛应用于科学和工程领域. [关键字]MATLAB语言三维图形图像处理绘制 一，问题的提出 MATLAB语言是当前国际学科界应用很广泛的一种软件，强大的绘图功能是MATLAB的特点之一。MATLAB提供了一系列的绘图函数，利用它强大的图像处理来绘制三维图形既简单而且也很方便。在绘制三维图形的过程中也用到了MATLAB语言的其他功能，绘制三维图形时用到了它提供的一些函数，利用这些函数可以方便的生成一些特殊矩阵，因此可生成一个坐标平面。MATLAB语言强大的功能也在二维三维绘图中的得到了很广泛的应用，利用它所提供的精细的图像处理功能，如MATLAB还提 供了直接对句柄进行操作的一系列的低层的绘图操作。这类操作将图形的每个元素看做是一个独立的对象，系统给每个对象独立的分配一个句柄，以后可以通过该句柄对改图元素进行操作，而不影响图形的其他部分。高层绘图操作简单明了，使用户最常使用的绘图方法，而低层绘图操作控制和表现图形的能力更强，为用户自主绘图创造了条件，还可以对所绘制的三维图形作一个修饰的处理。MATLAB语言具有强大的以图形化显示矩阵和数组的能力，同时它给这些图形增加注释并且可以对图形进行标注和打印。MATLAB的图形技术包括三维的可视化、图形处理、动画等高层次的专业图形的高级绘图，例如图形的光照处理、色度处理以及四维数据的表现等。那么，如何把它强大的功能应用于实际应用中，下面我们将用实例说明MATBLE在三维作图中的应用。 二，MATLAB的主要功能及特点 MATLAB近几年广泛用于图像处理和识别, 使用MATLAB设计模式识别应用软件将使设
Matlab常用画图调整 1.%单y轴 2.plot(t*1e+9,abs(iGG)/max(abs(iGG)),'k','linewidth',2); 3.axis([-5,5,0,1]) 4.xlabel('时间/ns'); 5.ylabel('幅度/a.u.'); 6.set(get(gca,'title'),'FontSize',10,'FontName','宋体');%设置标题字体大小，字型 7.set(get(gca,'XLabel'),'FontSize',10,'FontName','Times New Roman');%设置X坐标标题字 体大小，字型 8.set(get(gca,'YLabel'),'FontSize',10,'FontName','Times New Roman');%设置Y坐标标题字 体大小，字型 9.set(gca,'FontName','Times New Roman','FontSize',10)%设置坐标轴字体大小，字型 10.text(0.3,1.2,'(a)','FontSize',10,'FontName','Times New Roman');%设置文本字型字号 11.set(gca,'XTick',[0 10 20 30 40 50 60 70 80 90])%设置X坐标轴刻度数据点位置 12.set(gca,'XTickLabel',{'0','10','20','30','40','50','60','70','80','90'})%设置X坐 标轴刻度处显示的字符 13.set(gca,'YTick',[-15 -10 -5 0 5 10 15])%设置X坐标轴刻度数据点位置 14.set(gca,'YTickLabel',{'-15','-10','-5','0','5','10','15'})%设置Y坐标轴刻度处显示的 字符 15.axis([0,90,-20,20]) 16.set(gca,'YTickLabel',[]);%只显示y坐标轴刻度，不显示y坐标轴的值； 17.set(gca,'XTickLabel',[]);%只显示x坐标轴刻度，不显示x坐标轴的值； 18.set(gca,'ytick',[]);%y轴的坐标值和刻度均不显示； 19.set(gca,'xtick',[]);%x轴的坐标值和刻度均不显示； 20. 21.figure; 22.set(gcf,'Position',[400,300,600,200]);%设定plot输出图片的尺寸。参数含义为： xmin,ymin,width,height 23.%plot的默认参数为[232,246,560,420],Position的单位可以用units属性制定，units属性的值 可以是下列字符串中的任何一 24.%种：pixel（像素，缺省值）、normalized（相对单位）、inches（英寸）、centimeters（厘米）、 points（磅）。 25.%指定大小后，在figure中用text输出的文字大小，设置的是多大，在WORD中显示的就是多大。 26.set(gcf,'units','centimeters','Position',[4,3,6,2]);%指定fiugre的尺寸为6cm宽，2cm 高。 27.%也可以直接用下属语句： 28.fiure('units','centimeters','Position',[4,3,6,2]); 29. 30.%改变ylabel离坐标轴的距离 31.hc=findobj(allchild(gcf),'Type','axes'); 32.hc2=findobj(allchild(hc),'Type','text'); 33.set(hc2(3),'Position',[0 0 0]);
实验9 三维绘图 一、实验目的 学会MATLAB软件中三维绘图的方法。 二、实验内容与要求 1．三维曲线图 格式一：plot3(X,Y,Z,S). 说明：当X，Y，Z均为同维向量时，则plot3描出点X(i),Y(i),Z(i)依次相连的空间曲线.若X，Y均为同维矩阵，X，Y，Z每一组相应列向量为坐标画出一条曲线，S为‘color﹣linestyle﹣marker’控制字符表1.6～表1.10. 【例1.79】绘制螺旋线. >>t=0:pi/60:10*pi; >>x=sin(t); >>y=cos(t); >>plot3(x,y,t,’*-b’) >>grid on 图形的结果如图1.16所示. 格式二：comet3(x,y,z). 说明：显示一个彗星通过数据x,y,z确定的三维曲线. 【例1.80】 >>t=-20*pi:pi/50:20*pi; >>comet3(sin(t),cos(t),t) 可见到彗星头（一个小圆圈）沿着数据指定的轨道前进的动画图象，彗星轨道为整个函数所画的螺旋线. 格式三：fill3(X,Y,Z,C) ℅填充由参数X,Y,Z确定的多边形，参数C指定颜色. 图1.16 例1.79图形结果图1.17 例1.81图形结果 【例1.81】
>>X=[2,1,2;9,7,1;6,7,0]; >>Y=[1,7,0;4,7,9;0,4,3]; >>Z=[1,8,6;7,9,6;1,6,1]; >>C=[1,0,0;0,1,0;0,0,1] >>fill3(X,Y,Z,C) >>grid on 图形的结果如图1.17所示. 问题1.30：图1.17中每个三角形按什么规律画出的？（用X,Y,Z的对应列元素值为坐标画三角形）每个三角形内填充的颜色又有何规律？（用C 第i列元素值对应的颜色，从第i个三角形对应顶点向中心过渡）若C=[1,5,10;1,5,10;1,5,10]，结果如何？ 2.三维网格图 格式：mesh(X,Y,Z,C) ℅画出颜色由C指定的三维网格图. meshc(X,Y,Z,C) ℅画出带有等高线的三维网格图. meshz(X,Y,Z,C) ℅画出带有底座的三维网格图. 说明：若X与Y均为向量，n=length(X),m=length(Y), Z必须满足[m,n]=size(Z),则空间中的点(X(j),Y(i),Z(i,j))为所画曲面网线的交点，X 对应于Z的列，Y对应于Z的行；若X,Y,Z均为同维矩阵，则空间中的点(X(i,j),Y(i,j),Z(i,j))为所画曲面的网线的交点；矩阵C指定网线的颜色，MATLAB对矩阵C中的数据进行线性处理，以便从当前色图中获得有用的颜色，若C缺省，网线颜色和曲面的高度Z相匹配. 在三维作图常用到命令meshgrid，其功能是生成二元函数z=f(x,y)中x-y平面上的矩形定义域中数据点矩阵X和Y. 格式：[X,Y]= meshgrid(x,y). 说明：输入向量x为x-y平面上x轴的值，向量y为x-y平面上y轴的值.输出矩阵X为x-y平面上数据点的横坐标值，输出矩阵Y为x-y平面上数据点的纵坐标值. 【例1．82】 >> x=1:4; >> y=1:5; >> [x,y]=meshgrid(x,y) x = 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 y = 1 1 1 1
实验六 MATLAB7.0三维绘图实验目的： ①掌握绘制三维图能形的方法； ②掌握图形修饰处理方法； ③知道图像处理方法，了解动画制作方法。 实验要求:给出程序和实验结果。 实验容： 一、绘制三维曲线 sin() cos() sin()cos() x t y t z t t t = ? ? = ? ?= ? 二、绘制三维曲面图z=sin(x+sin(y))-x/10。 三、绘制z=x2+y2的三维网线图形； 四、绘制三维陀螺锥面； （仅供参考： t1=0:0.1:0.9; t2=1:0.1:2; r=[t1 -t2+2]; [x,y,z]=cylinder(r,30); surf(x,y,z); grid ） 五、在xy平面选择区域[-8,8]×[-8,8]，利用mesh、meshc、meshz和surf绘 制z= 六、绘制光照处理后的球面，取三个不同的光照位置进行比较。（提示：可以利用函数sphere和 light） 七、利用peaks产生数据，绘制多峰曲面图。 八． 2 2y x xe z- - =，当x和y的取值围均为-2到2时，用建立子窗口的方法在同一 个图形窗口中绘制出三维线图、网线图、表面图和带渲染效果的表面图。 九绘制peaks函数的表面图，用colormap函数改变预置的色图，观察色彩的分
布情况。 十、用sphere函数产生球表面坐标，绘制不透明网线图、透明网线图、表面图和带剪孔的表面图。 十一、将5.9题中的带剪孔的球形表面图的坐标改变为正方形，以使球面看起来是圆的而不是椭圆的，然后关闭坐标轴的显示。 实验结果： （1） （2）
（3） （4）
MATLAB中绘图命令介绍 本节将介绍MATLAB基本xy平面及xyz空间的各项绘图命令，包含一维曲线及二维曲面的绘制。 plot是绘制一维曲线的基本函数， 但在使用此函数之前，我们需先定义曲线上 每一点的x 及y座标。 下例可画出一条正弦曲线： close all; x=linspace(0, 2*pi, 100); % 100个点的x坐标 y=sin(x); % 对应的y坐标 plot(x,y); 小整理：MATLAB基本绘图函数 plot: x轴和y轴均为线性刻度（Linear scale） loglog: x轴和y轴均为对数刻度（Logarithmic scale） semilogx: x轴为对数刻度，y轴为线性刻度 semilogy: x轴为线性刻度，y轴为对数刻度 若要画出多条曲线，只需将座标对依次放入plot函数即可： hold on 保持当前图形，以便继续画图到当前坐标窗口 hold off 释放当前图形窗口 title（’图形名称’）（都放在单引号内） xlabel（’x轴说明’） ylabel（’y轴说明’）
text（x，y，’图形说明’） legend（’图例1’，’图例2’，…） plot(x, sin(x), x, cos(x)); 若要改变颜色，在座标对後面加上相关字串即 可： plot(x, sin(x), 'c', x, cos(x), 'g'); 若要同时改变颜色及图线型态，也是在座标对後 面加上相关字串即可： plot(x, sin(x), 'co', x, cos(x), 'g*'); 小整理：plot绘图函数的叁数字元、颜色元、图 线型态， y 黄色.点k 黑色o 圆w 白色x xb 蓝色+ +g 绿色* *r 红色- 实线c 亮青色: 点线m 锰紫色-. 点虚线-- 虚线plot3 三维曲线作图 图形完成后，我们可用axis([xmin,xmax,ymin,ymax])函数来调整图轴的范围： axis([0, 6, -1.2, 1.2]); axis函数的功能丰富，其常用的用法有： axis equal ：纵横坐标轴采用等长刻度 axis square：产生正方形坐标系（默认为矩形）
强大的绘图功能是Matlab的特点之一，Matlab提供了一系列的绘图函数，用户不需要过多的考虑绘图的细节，只需要给出一些基本参数就能得到所需图形，这类函数称为高层绘图函数。此外，Matlab还提供了直接对图形句柄进行操作的低层绘图操作。这类操作将图形的每个图形元素（如坐标轴、曲线、文字等）看做一个独立的对象，系统给每个对象分配一个句柄，可以通过句柄对该图形元素进行操作，而不影响其他部分。 本章介绍绘制二维和三维图形的高层绘图函数以及其他图形控制函数的使用方法，在此基础上，再介绍可以操作和控制各种图形对象的低层绘图操作。 一．二维绘图 二维图形是将平面坐标上的数据点连接起来的平面图形。可以采用不同的坐标系，如直角坐标、对数坐标、极坐标等。二维图形的绘制是其他绘图操作的基础。 一．绘制二维曲线的基本函数 在Matlab中，最基本而且应用最为广泛的绘图函数为plot，利用它可以在二维平面上绘制出不同的曲线。 1．plot函数的基本用法 plot函数用于绘制二维平面上的线性坐标曲线图，要提供一组x坐标和对应的y坐标，可以绘制分别以x和y为横、纵坐标的二维曲线。plot函数的应用格式 plot(x,y) 其中x,y为长度相同的向量，存储x坐标和y坐标。 例51 在[0 , 2pi]区间，绘制曲线 程序如下：在命令窗口中输入以下命令 >> x=0:pi/100:2*pi; >> y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x); >> plot(x,y) 程序执行后，打开一个图形窗口，在其中绘制出如下曲线 注意：指数函数和正弦函数之间要用点乘运算，因为二者是向量。 例52 绘制曲线 这是以参数形式给出的曲线方程，只要给定参数向量，再分别求出x,y向量即可输出曲线：
1 Matlab绘制三维图形 2 三维曲线 3 plot3函数与plot函数用法十分相似，其调用格式为： 4 plot3(x1,y1,z1,选项1,x2,y2,z2,选项2,…,xn,yn,zn,选项n) 5 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。6 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7 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。 8 例绘制三维曲线。 9 程序如下： 10 t=0:pi/100:20*pi; 11 x=sin(t); 12 y=cos(t); 13 z=t.*sin(t).*cos(t); 14 plot3(x,y,z); 15 title('Line in 3-D Space'); 16 xlabel('X');ylabel('Y');zlabel('Z'); 17 18 三维曲面 19 1．产生三维数据 20 在MATLAB中，利用meshgrid函数产生平面区域内的网格坐标矩阵。其格21 式为： 22 x=a:d1:b; y=c:d2:d;
23 [X,Y]=meshgrid(x,y); 24 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，25 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。 26 2．绘制三维曲面的函数 27 surf函数和mesh函数的调用格式为： 28 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。 29 surf(x,y,z,c)：画完整曲面，将数据点所表示曲面画出。 30 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31 上的高度矩阵，c用于指定在不同高度下的颜色范围。 32 例绘制三维曲面图z=sin(x+sin(y))-x/10。 33 程序如下： 34 [x,y]=meshgrid(0:0.25:4*pi); %在[0,4pi]×[0,4pi]区域生成网格坐35 标 36 z=sin(x+sin(y))-x/10; 37 mesh(x,y,z); 38 axis([0 4*pi 0 4*pi -2.5 1]); 39 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40 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 41 轴方向的等高线，meshz还在xy平面上绘制曲面的底座。 42 例在xy平面内选择区域[-8,8]×[-8,8]，绘制4种三维曲面图。 43 程序如下： 44 [x,y]=meshgrid(-8:0.5:8); 45 z=sin(sqrt(x.^2+y.^2))./sqrt(x.^2+y.^2+eps);
Matlab绘图命令 1.fill/patch 功能用颜色填充二维多边形。 用法fill(X,Y,C) 用x和y中的数据生成多边形，用c指定的颜色填充它。 其中c为色图向量或矩阵。若c是行向量，则要求c的维数等于 x和y 的列数，若c为列向量，则要求c的维数等于x和y的行 数。 fill(X,Y,ColorSpec) 用ColorSpec指定的颜色填充由x和y定义的多边 形 fill(X1,Y1,C1,X2,Y2,C2,…) 指定多个要填充的二维区域 fill(…,'Prop ertyName',PropertyValue) 允许用户对一个patch图形对象 的某个属性设定属性值。 h = fill(…) 返回patch图形对象句柄的向量，每一个patch对象对应 一个句柄。 注意： 1. 若x或y是一矩阵，另一个是向量，向量应是维数与矩阵的行数相等的 列向量或是维数等于矩阵列数的行向量时，函数fill将向量复制成与矩阵同型的矩阵。函数fill将矩阵x与y中列向量中的数据生成多边形的顶点。 2. 颜色阴影类型决定于用户在参数中列出的颜色，若用户用ColorSpec指定 颜色，命令fill生成平坦阴影模式（flat-shaded）多边形，同时设置补片对象（patch）的FaceColor属性为相应的RGB颜色矩阵。 3. 若用户用参量c指定所用颜色，命令fill按坐标轴属性Clim的比例缩小 c中的元素，之后，c成为引用当前色图的下标矩阵。 4. 若c为行向量，命令fill生成平面阴影的多边形，c的每一元素决定由矩 阵x，y的每一列定义的多边形内的颜色，每一补片对象的FaceColor属性被设置为'flat'，x，y的每一行元素变成第n块补片对象的Cdata属性值，其中n为矩阵x或y中的相应的列。 5. 若c为一列向量或一矩阵，命令fill运用一线性插值法计算每一节点的颜 色，以便用插值颜色填充多边形的内部。它设置补片对象的FaceColor属性为‘interp’，且在一列中的元素变成每一补片的Array Cdata属性值。若c为一列向量，命令fill用该 向量复制成需要大小的尺寸。 例7-6 >>t = (1/16:1/8:1)'*2*pi; >>x = exp(t).*sin(t); >>y = t.*cos(t); >>fill(x,y,'k') >>grid on 图7-7 Fill/patch命令，填充颜色： patch([f(1) f f(end)]/1e6,[-150 10*log10(PSD_RDSS_norm) -150], 'r', 'FaceAlpha', 0.5);hold on;
价值工程 0引言 一般而言，在标量空间，三维图形的表达难以实现，而MATLAB 具有有很好的三维数据可视化功能，尤其适用于矩阵运算。本文分析了在标量空间绘制三维图形时所需要的数据源是如何产生的，以及深入分析数据源的产生对于三维图形作“镂空”处理的意义。这个研究对于MATLAB 辅助实际应用研究具有重要的意义。 1三维绘图数据源产生分析 MATLAB 绘制三维图形的方法是用矩形网格来绘制曲面图形，meshgrid 指令就是在（x ，y ）平面来产生矩形网格的，格式为：[X ，Y]=meshgrid （x ，y ） 其中， x ，y 为两个矢量，而X ，Y 为两个矩阵。而meshgrid 指令的作用就是将由矢量x 和y 定义的域转换成一个由两个数组X 和Y 组成的标量空间，以便于对形如z=f （x,y ）的方程进行三维表达。输出数组X 的各值是由矢量x 的各值在y 轴上扩展成矢量y 的大小[1]。同样，输出数组Y 的各值是由矢量y 的各值在x 轴上扩展成矢量x 的大小。 >>x=-5:5；>>y=x ； >>[X,Y]=meshgrid （x,y ） X=-5-4-3-2-1012345-5-4-3-2-1012345-5-4-3-2-1012345-5-4-3-2-1012345-5-4-3-2-1012345-5-4-3-2-1012345-5-4-3-2-1012345-5-4-3-2-1012345-5-4-3-2-1012345-5-4-3-2-1012345-5-4-3-2-1012345 Y=-5-5-5-5-5-5-5-5-5-5-5-4-4-4-4-4-4-4-4-4-4-4-3-3-3-3-3-3-3-3-3-3-3-2-2-2-2-2-2-2-2-2-2-2-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1000000000001111111111122222222222 33333333333 4444444444455555555555>>Z=X.^2+Y.^2；>>surf （X ，Y ，Z ） 程序提供了一维行向量x=[-5-4-3-2-1012345]，将x 在y 的方向上扩展成y 大小，形成数组X ，同理程序提供了一维列向量y=[-5-4-3-2-1012345]’,将y 在x 的方 向上扩展成x 的大小， 形成数组Y,在x-y 平面[2] ，数组X 和数组Y 形成了数据点阵如图1所示，然后根据关系式：z=x 2+y 2计算每个数据点阵在空间中的高度，用surf 指令做出表面图形，如图2所示。 2镂空处理 2.1平面域镂空分析明确了3D 图形的数据来源，就可以对立 体图形的各个部分进行镂空处理。 如果要在图2的基础上对空间曲面图进行镂空，效果如图3所示，操作指令如下： >>x=-5:5；>>y=x ； >>[X,Y]=meshgrid （x,y ）；>>X(8:9,8:9)=nan*X （8:9,8:9）；>>Y(8:9,8:9)=nan*Y （8:9,8:9）；>>surf （X,Y,Z ） 根据指令段，数组X 的第8行到第9行， 第8列到第9列数据乘以一个非数nan ，数组Y 的第8行到第9行，第8列到第9列数据也乘以一个非数nan ，数据点阵发生了变化，如图4所示：进行绘 图时，含有非数的数据部分被忽略[3] ，即不被绘制。从立体效果来看，对空间表面图进行了镂空操作。 2.2镂空疑点对镂空后的立体图形进行视角修饰，即在绘图之间加上指令〉〉view （2），让方位角az=0o ,仰角el=90o ，即对图形进行俯视操作，数据源的变化如图5所示，不难发现一个问题，根据数据源变化，我们绘图的时候应该忽略X （8:9,8:9），对应忽略Y （8:9,8:9）四个点，根据俯视图，镂空的区域似乎应该如图6所示，问题在哪里呢？ —————————————————————— —基金项目：2009年咸阳师范学院教研基金项目（09XSYK205）。作者简介：张玉叶（1979-），女，陕西礼泉人，讲师，研究方向为电子设计自 动化。 MATLAB 三维绘图数据源分析及镂空研究 Data Sources Analysis of 3D Painting on MATLAB and Study of Piercing Technology 张玉叶Zhang Yuye （咸阳师范学院物理与电子工程学院，咸阳712000） （College of Physics and Electronics Engineering ，Xianyang Normal University ，Xianyang 712000，China ） 摘要：分析了MATLAB 三维图形绘制时数据源产生的机理，并对立体图形处理中的“镂空”技术，从平面域到圆域，逐渐深入探索如何3D 体 图形进行任意镂空的技巧，并从这个切入点深刻理解三维图形数据源与图形本身的对应关系。 结论对于3D 图形数据源分析及可视化具有实际应用意义。 Abstract:The paper analyzes the production mechanism of the data sources of 3D paintings.Just for piercing technology,from plane area to circle area,gradually it explores how to arbitrarily pierce a 3D graphic.From this breakthroug point,the corresponding relationship between the 3D graphic data sources and the graphic itself has been understood deeply.The conclusion has practical sense in data resources analysis of 3D graphics and visualizition. 关键词：MATLAB ；meshgrid ；数据源；镂空Key words:MATLAB ；meshgrid ；data source ；piercing 中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2010） 34-0174-02 ·174·
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);
Matlab绘图 强大的绘图功能是Matlab的特点之一，Matlab提供了一系列的绘图函数，用户不需要过多的考虑绘图的细节，只需要给出一些基本参数就能得到所需图形，这类函数称为高层绘图函数。此外，Matlab还提供了直接对图形句柄进行操作的低层绘图操作。这类操作将图形的每个图形元素（如坐标轴、曲线、文字等）看做一个独立的对象，系统给每个对象分配一个句柄，可以通过句柄对该图形元素进行操作，而不影响其他部分。 本章介绍绘制二维和三维图形的高层绘图函数以及其他图形控制函数的使用方法，在此基础上，再介绍可以操作和控制各种图形对象的低层绘图操作。 一、二维绘图 二维图形是将平面坐标上的数据点连接起来的平面图形。可以采用不同的坐标系，如直角坐标、对数坐标、极坐标等。二维图形的绘制是其他绘图操作的基础。 （一）绘制二维曲线的基本函数 在Matlab中，最基本而且应用最为广泛的绘图函数为plot，利用它可以在二维平面上绘制出不同的曲线。 1．plot函数的基本用法
plot函数用于绘制二维平面上的线性坐标曲线图，要提供一组x 坐标和对应的y坐标，可以绘制分别以x和y为横、纵坐标的二维曲线。plot函数的应用格式 plot(x,y)其中x,y为长度相同的向量，存储x坐标和y坐标。 例51 在[0 , 2pi]区间，绘制曲线 程序如下：在命令窗口中输入以下命令 >> x=0:pi/100:2*pi; >> y=2*exp(-0.5*x).*sin(2*pi*x); >> plot(x,y) 程序执行后，打开一个图形窗口，在其中绘制出如下曲线 注意：指数函数和正弦函数之间要用点乘运算，因为二者是向量。 例52 绘制曲线 这是以参数形式给出的曲线方程，只要给定参数向量，再分别求出x,y向量即可输出曲线： >> t=-pi:pi/100:pi; >> x=t.*cos(3*t); >> y=t.*sin(t).*sin(t); >> plot(x,y) 程序执行后，打开一个图形窗口，在其中绘制出如下曲线 以上提到plot函数的自变量x,y为长度相同的向量，这是最常见、最基本的用法。实际应用中还有一些变化。