第10章 三维数据可视化
如何利用几何知识进行数据可视化分析
如何利用几何知识进行数据可视化分析在当今数字化的时代，数据的重要性日益凸显。
如何从海量的数据中快速、准确地获取有价值的信息，成为了各行各业关注的焦点。
数据可视化作为一种有效的手段，能够将复杂的数据以直观、易懂的形式呈现出来，帮助人们更好地理解和分析数据。
而几何知识在数据可视化分析中发挥着至关重要的作用，它为我们提供了丰富的工具和方法，使数据的展示更加清晰、准确和富有洞察力。
一、几何知识在数据可视化中的基础应用1、图表的选择与设计不同类型的数据适合用不同的几何图形来表示。
例如，柱状图常用于比较不同类别之间的数量差异，其矩形的高度对应数据的大小，这种简单的几何形状直观地展示了数据的对比情况。
折线图则适用于展示数据随时间或其他顺序变量的变化趋势，通过连接各个数据点形成的折线，我们可以清晰地看到数据的上升、下降或波动。
2、坐标系的运用坐标系是几何知识中的重要概念，在数据可视化中广泛应用。
常见的坐标系有直角坐标系和极坐标系。
直角坐标系能够精确地定位数据点的位置，适用于大多数常规的数据展示。
而极坐标系在展示周期性或角度相关的数据时具有独特的优势，比如雷达图就是基于极坐标系构建的，它可以同时比较多个变量在不同维度上的情况。
3、图形的比例和尺寸在绘制数据可视化图形时，几何中的比例和尺寸概念至关重要。
图形的大小、长度、宽度等应与所代表的数据值成比例，这样才能准确反映数据的真实情况。
否则，可能会给观众带来误导，导致错误的分析和结论。
二、利用几何变换增强数据可视化效果1、旋转、平移和缩放通过对图形进行旋转、平移和缩放操作，可以从不同的角度展示数据，帮助我们发现数据中的隐藏模式和关系。
例如，在一个三维数据可视化中，通过旋转图形，可以观察到数据在不同方向上的分布情况。
2、投影投影是将三维数据转换为二维显示的常用方法。
正投影和斜投影可以根据数据的特点和展示需求进行选择，以达到最佳的可视化效果。
通过巧妙地运用投影，可以在二维平面上呈现出三维数据的关键特征，同时避免信息的过度复杂和混乱。
医学影像分析中的三维可视化技术
医学影像分析中的三维可视化技术一、概述医学影像分析是医学领域中受关注度较高的一项重要技术。
三维可视化技术是医学影像分析中不可缺少的一部分，可以将医学影像数据转化为直观的三维模型，供医生进行更深入的分析和诊断。
本文将从三维可视化技术的基本原理、应用场景、优势以及未来发展等方面进行探讨。
二、三维可视化技术的基本原理三维可视化技术是指将二维医学影像数据转化为三维模型的过程，在这个过程中需要经过以下几个步骤：1、数据采集：通过计算机断层扫描（CT）、磁共振成像（MRI）等技术，获取人体内部的三维数据。
2、数据重建：将采集到的二维数据进行重建，生成三维模型。
3、数据可视化：将重建后的三维模型通过渲染技术进行可视化，使其拥有更直观的表现形式。
三、三维可视化技术的应用场景三维可视化技术在医学影像分析中有着广泛的应用场景，主要体现在以下几个方面：1、病理分析：通过对病人影像数据的三维可视化，医生可以更直观地观察病变区域、血管和结构等信息，对病人的病理情况进行分析和诊断，从而制定最佳治疗方案。
2、手术导航：三维可视化技术可以为手术中的医生提供更为准确的导航和定位信息，使手术过程更加精准、快捷和安全。
3、教学展示：三维可视化技术可以将医学影像数据转化为直观的三维模型，有益于医学生理解人体结构、认知病变特征和学习手术技术等。
四、三维可视化技术的优势三维可视化技术在医学影像分析中有着诸多优势，主要表现在以下几个方面：1、直观性：通过三维可视化技术，医学影像数据得以以更直观的形式呈现，使医生更加直观地了解病人的病情，提高了诊断的准确性。
2、精度：三维可视化技术可以对医学影像数据进行深入分析和处理，在保证数据精度的同时，提高了数据的可视性和应用价值。
3、效率：三维可视化技术可以快速地生成三维模型，为医生提供较为准确的数据信息，一定程度上提高了医生工作的效率。
五、三维可视化技术的未来发展随着医学影像技术的不断进步和三维可视化技术的不断发展，三维可视化技术在医学影像分析中的应用将会得到进一步的拓展和深化，未来将呈现以下几个发展趋势：1、多模态数据融合：随着多种医学影像采集技术的相继出现，医学影像数据的复杂性和繁琐性不断增加，需要将多模态数据融合起来，进一步提高医学影像分析的可视化效果。
测绘技术中的三维建模与可视化技术详解
测绘技术中的三维建模与可视化技术详解在当今科技发展飞速的时代，测绘技术也得到了长足的进步与发展。
三维建模与可视化技术作为测绘技术中的重要组成部分，在各个领域中发挥着重要的作用。
本文将对三维建模与可视化技术进行详细的介绍与探讨。
一、三维建模技术的概述三维建模技术是将三维空间的物体表达出来，使得其可以以数字化形式被处理与呈现。
这一技术主要通过测量与计算的手段，实现对真实世界中物体的精确建模。
三维建模技术广泛应用于土地资源管理、城市规划设计、建筑工程等领域，为专业人士提供了更加直观、准确的空间信息。
二、三维建模技术的应用1.土地资源管理在土地资源管理中，三维建模技术可以精确地表达地形地貌，帮助规划者更加科学地设置用地分区，并提供土地利用方案。
例如，通过三维模型，可以模拟不同建筑高度对周边环境的影响，为城市规划者提供决策依据。
2.城市规划设计三维建模技术为城市规划设计提供了新的思路和工具。
通过激光测量、卫星遥感和无人机影像，可以获取大范围的地理信息数据，通过对这些数据进行建模处理，可以实现城市的精确表达与模拟。
这不仅可以为城市规划师提供直观的空间信息，还可以进行可行性分析和模拟实验，提高城市规划决策的科学性和准确性。
3.建筑工程在建筑工程中，三维建模技术可以帮助建筑师更好地理解设计方案。
通过三维建模技术，建筑师可以将设计方案以可视化的方式展示给业主或相关方，使其更好地理解并提出意见。
此外，三维建模技术还可以进行结构分析，实现对建筑物在不同载荷下的性能评估，为建筑工程提供科学依据。
三、可视化技术的概述可视化技术是指利用计算机图形学、图像处理等方法，将数据以可视化的形式呈现出来，使人们可以直观、清晰地理解数据。
可视化技术主要通过图形、动画、虚拟现实等手段，提供更直观的信息展示与交互方式。
四、可视化技术在测绘中的应用1.地理信息可视化地理信息可视化是将地理信息以图形的方式展示出来，使人们可以更好地理解和分析地理数据。
《数据可视化》课件
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如何选择最适合自己的数据可视化图表类 型？
数据类型
根据数据的类型，选择合适 的图表类型，如柱状图适用 于比较不同类别的数据。
目标和信息
根据展示的目标和需要传达 的信息，选择能够清晰、有 效地展示数据的图表类型。
受众和场景
考虑观众的背景和对图表的 理解水平，选择能够适应受 众和场景的图表类型。
Python
Python具有强大的数据可视化库，如Matplotlib和Seaborn，适用于复杂的数据处理和可视化需求。
Tableau
Tableau是一个专业的数据可视化工具，提供了丰富的可视化选项和交互功能，适用于各种类型的 数据分析和展示。
Slide 4
如何选择最适合自己的数据可视化工 具？
如何使用Tab le au 进行数据可视化？
1
导入数据
在Tableau中导入需要可视化的数据，支持多种数据格式和数据源。
2
选择可视化选项
在Tableau的可视化界面中选择合适的可视化选项，如条形图、散点图、地理图等。
3
加筛选器、工具提示等，使图表更具有交互性和可共享性。
1 确定需求
首先要明确自己的数据可视化需求和目标，然后选择一个工具，能够满足这些需求。
2 考虑技能和经验
考虑自己的技能和经验水平，选择一个适合自己的工具，能够快速上手和运用。
3 研究和比较
研究和比较不同的数据可视化工具，了解它们的特点、优势和劣势，选择最合适的一个。
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如何使用Excel制作基本的图表？
2 加强沟通和决策
通过使用数据可视化工具，可以更好地向他人沟通分析结果，提高决策的准确性和效率。
3 发现潜在的模式和趋势
三维可视化系统
1.三维可视化的目标与主要研究内容可视化（Visualization）技术是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。
它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术。
在之前的十几年中，计算机图形学得到了长足的发展，使得三维建模技术逐步完善，通过计算机仿真能够再现三维世界中的物体，并且能够用三维形体来表示复杂的信息；同时，最近几年来并行计算技术与图形加速硬件的快速崛起，使得可视化技术也得到了质的飞跃。
一般讲的可视化，包括科学计算可视化和信息可视化。
前者大量运用在医学、地理、物理等领域（空间数据），比如虚拟样机系统对数字样机部件运行时的实时演示图像生成，就可以归为科学计算可视化的一种；后者则主要是信息系统、商业金融、网络等领域（非空间数据，或者多维数据）。
在我们的基于超算的三维可视化子系统中，所涉及的基本为科学计算可视化的范畴。
在我们基于超算的数字样机应用中，实际的物理模型是由样机来产生激光，并使激光在一个具有各种物理参数的场中的特定位置处聚焦。
因此，可视化模块就能将样机的虚拟模型、靶场物理属性的动态变化、激光打靶的动态仿真数据以即时动画的方式显示，使用户能够实时地观测到样机产生激光时的温度、动能的变化情况，也能即时看到激光在靶场中的射击效果以便调整激光喷射头的位置和角度。
此外，激光对环境介质的影响以及激光的的一些破坏性效果，也能通过精良的可视化技术来渲染这些基于物理及仿真数据的模型，使用户看到具有相当真实感的激光物理效果。
2.三维可视化技术相关领域国内外技术现状、发展趋势及国内现有工作基础2.1国际标准中图形软件到硬件的接口相关领域的研究者对三维可视化技术的研究已经历了一个很长的历程，而且形成了许多比较实用的可视化工具。
由于可视化需要图形应用程序与图形硬件驱动程序的数据交互，因此首先要考虑的是这两者之间的中间件，即用户需要一个向底层的驱动程序发送指令、回馈数据的中介，然后用户和中介之间的交互只需使用简单的API来定义各种相关参数。
数据可视化中的D3
数据可视化中的D3随着数据量的不断增加，数据分析变得越来越复杂。
大量的数据点和维度需要我们对其进行深度分析，从而获取有用的信息和知识。
数据可视化成为了解决这一难题的有效手段，而D3作为目前最为流行的数据可视化工具之一，正在逐渐成为数据科学家和分析师们的必备技能。
什么是D3？D3（Data-Driven Documents）是一个基于Web标准的JavaScript库，用于创建动态交互式的数据可视化。
它可以轻松地处理不同类型的数据，并将其转换为可视化图形，例如折线图、条形图、散点图、花瓣图、树形图、力导向图等。
D3擅长于呈现处理不完整或混乱的数据。
D3相对于其他可视化工具的优势在于，它依赖于现有的Web 技术（HTML、CSS、SVG等），因此它的灵活性和可扩展性更强。
D3的核心理念是将数据和文档绑定在一起，通过数据驱动来自动生成可视化图形。
D3的应用场景D3可以广泛应用于不同的数据可视化场景，包括：1. 网络关系图力导向图是D3的一个常见应用。
它可以帮助我们更好地了解网络关系和数据之间的连接，例如社交网络、物品推荐系统或生物学网络。
D3支持动态创建、修改和删除节点，可以让我们更好地观察网络图的动态演化过程。
2. 时间序列图时间序列图是描述事件随时间变化的图形，例如趋势图、气象图、航班抵返图等。
D3可以轻松地将我们的数据转换为时间序列图，并支持并排显示多个序列。
3. 地理信息图地理信息图通常涉及较高层次的可视化设计，能够帮助我们更好地理解地理信息和海量数据。
D3可以轻松地处理地理位置数据，例如长地图、各种地图和地球图。
D3库还提供了Leaflet和OpenStreetMap等地图数据源的扩展性支持。
D3的优点D3具有以下优点：1. 灵活性：D3仅依赖于SVG、HTML、CSS和JavaScript等标准Web技术，因此它可以快速而准确地创建用户界面和交互性应用程序。
2. 可扩展性：D3的API非常简单易懂，因此它可以轻松地集成其他扩展及可重复性库以满足不同项目的需求。
三维可视化数据管理系统解决方案
三维可视化数据管理系统解决方案三维可视化数据中心管理系统是一种针对数据中心行业的完善可视化产品，它将三维仿真建模与数据可视化技术充分融合，以3D情景的形式展现各种可视化数据，协助客户一目了然地掌握业务趋势，获取数据使用价值，完成高效率管理方法与经营。
TWaver数据中心三维可视化管理系统软件是一种技术先进、应用门槛低、兼容性强的产品，它可以完成数据中心内全部机器设备目标的三维仿真，以完全3D方式搭建全部数据中心环境，并将数据中心内的监管子系统列入到可视化机房管理服务平台中，实时剖析查询监管信息内容。
软件的作用已经得到了广泛的认可，现阶段它已经完成了数据中心资产、容积、动环、智能安防、管道及其布线等阶段的可视化作用，成为很多数据中心管理必不可少的关键工具。
其中，数据中心产业园区环境可视化是软件的一个重要功能，它可以以三维虚拟仿真技术搭建数据中心所属产业园区的自然环境，包含产业园区中的工程建筑房屋、园林景观及设备，以形象化的方法管理、展现数据中心产业园区，完成数据中心的虚拟仿真。
软件可以详细展现数据中心产业园区的外貌，包含土石、园林景观、河道、路面等，构建与真正产业园区一致的虚拟环境。
此外，软件还可以适用于产业园区内的各类IOT 机器设备，如智能灯杆、智能垃圾桶、道闸机等，完成实时的监管，实现高效、方便快捷的集中型管理，减少经营成本。
另外，软件还可以完成对数据中心内多楼房全部资产的三维可视化模型，包含中央空调、服务器机柜、配电箱、UPS等单独机器设备，及其PC网络服务器、网络交换机、无线路由等平台式机器设备。
全部机器设备维持与真正型号规格品牌一致。
现阶段软件的模型库中早已内嵌2000种以上的资产实体模型，而且总数仍在迅速的提升。
文章中没有明显的格式错误和问题段落，但可以对每段话进行小幅度的改写，使其更加流畅易懂。
资产可视化检索查询：可以在3D情景中进行资产查询和检索，通过任意字段名的模糊搜索，将搜索结果形象化呈现在3D情景中，便于快速定位和查询。
三维数据场可视化ppt课件
采样数据的预处理
• 生成致密的三角形表面网格来描述几何实体 的表面
• 通过插值得到三角形表面网格每个节点上的 数据
华塑软件研究中心
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由二维轮廓线重构三维形体（1）
断层扫描数据广泛地存在于医学、生物、地学、环境等应用领域，是一种最简单的三维标量 场。如果各断层问是相互平行的，每一断层与实体的交线就是实体在该断层上的轮廓线，也就 是二维平面上一条封闭的无自交的等值线，如图所示．如原始数据是光栅图像形式，在每一断 层上轮廓线表现为由连续的两相临点间线段组成的一组简单封闭的直线线段，也就是一个封闭 多边形链。
非凸多边形
华塑软件研究中心
多轮廓线
什么是体渲染?
• 体是由三维空间的多个体元（voxel）的三维数组组成
• 组成形式同二维的图像相似，图像由像素组成 • 由CT得到的数据或者其他方式的标量数据场很容易用体表示 • 体元是体的基本组成元素 • 体元的数量太多，如比较小的体含有1283个体元
s(x(t)) : scalar value
c(s(x(t)): color; emitted light
a(s(x(t)): absorption coefficient
D
t
- a(s(x(t’)))dt’
C = c(s(x(t)) e 0
dt
0
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光学模型(2)
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光线投影法的改进
• 性能改进方法
• 使用层次八叉树的结构存储体元 • 完全透明的多个体元由一个体元代替 • 取少量的点进行光线投影，其余点插值获得
• 质量改进方法
• 采样更多的点，如一个像素点采取4点进行光线投影 • 采用透视投影替换平行投影
三维可视化基础幻灯片课件
Z缓存
在3D环境中，每个像素中会利用一组数据资料用来定义 像素在显示时的纵深充（即Z轴座值）在Z BUFFER所用的位 数越高，则代表该显示卡所提供的物体纵深感也越精确。一 般的3D加速卡仅能支持到16位或24位的Z BUFFER，对于普通 的3D模型而言也算是足够了，不过高级的3D卡更可支持到32 位的Z BUFFER。对一个含有很多物体连接的较复杂3D模型而 言，能拥有较多位数来表现深度感是相当重要的事情。例如 一台500公尺长的飞机，其管线之间仅相距5公分的距离，2bitZBUFFER将无法提供足够的精确性让我们从某些视角能清 楚地辨别二条管线的前后顺序。当显示卡尝试要显示这二条 管线时，它会试着一次将二个同时显示出来，因而产生令人 讨厌的闪烁现象。若使用的32位的Z BUFFER就能避免闪烁现 象发生。
MIP-MAP纹理映射
引擎用来减少纹理内存和带宽需求的另外一个技术就是 MIP－MAP。 MIP 映射技术通过预先处理纹理，产生它的多个拷贝纹理，每个相 继的拷贝是上一个拷贝大小的1/4。
使用 MIP-MAP ，还可以有效解决纹理走样问题。
多重纹理映射
相比最初来说，单一纹理映射已给整个3D真实感图形带来很大的 不同，但使用多重纹理甚至可以达到一些更加令人难忘的效果。
填充模式
平移、旋转、缩放
拾取
三维应用程序中，拾取算法的思想很简单：得到鼠标点击处的屏 幕坐标，通过投影矩阵和观察矩阵把该坐标转换为通过视点和鼠 标点击处的一条射入场景的光线，该光线如果与场景模型的三角 形相交，则获取该相交三角形的信息。
Front Buffer and Back Buffer
使用DirectX的主要的两个好处：1)为软件开发者提供硬件无关性；2) 为硬件开发提供策略。
数据可视化教学大纲
数据可视化教学大纲数据可视化教学大纲引言：数据可视化是一门重要的技能，它将数据转化为可视化图形，帮助人们更好地理解和分析数据。
在当今信息爆炸的时代，数据可视化的需求越来越大。
为了培养学生的数据分析和沟通能力，设计一份数据可视化教学大纲是非常必要的。
一、背景介绍数据可视化是一门跨学科的领域，它融合了统计学、计算机科学和设计思维。
在大数据时代，数据的分析和可视化成为了决策和创新的重要工具。
因此，学习数据可视化对于学生的未来发展至关重要。
二、教学目标1. 理解数据可视化的基本概念和原理；2. 掌握常见的数据可视化工具和技术；3. 能够选择合适的图表类型来呈现不同类型的数据；4. 能够设计和创建具有信息传达效果的数据可视化作品；5. 培养数据分析和沟通能力，能够利用数据可视化解决实际问题。
三、教学内容1. 数据可视化基础知识- 数据可视化的定义和发展历程；- 数据可视化的重要性和应用领域；- 数据可视化的基本原理和方法。
2. 数据可视化工具和技术- 常见的数据可视化工具介绍，如Tableau、D3.js等；- 数据可视化的编程技术，如Python的Matplotlib和Seaborn库。
3. 图表类型与数据类型的匹配- 常见的图表类型介绍，如折线图、柱状图、散点图等；- 不同图表类型适用的数据类型和场景。
4. 数据可视化设计原则- 数据可视化的视觉设计原则，如颜色选择、布局设计等；- 数据可视化的交互设计原则，如过滤、联动等。
5. 数据可视化案例分析- 分析和讨论优秀的数据可视化作品，如信息图、交互式可视化等；- 学生进行小组或个人项目，设计和实现自己的数据可视化作品。
四、教学方法1. 理论授课与案例分析相结合，让学生了解数据可视化的基本理论和实践应用；2. 实践操作和项目设计，让学生通过实际操作来掌握数据可视化工具和技术；3. 小组讨论和展示，让学生分享和交流自己的数据可视化作品，提升沟通能力。
五、教学评估1. 平时作业和实验报告，检验学生对于数据可视化理论和工具的掌握程度；2. 项目成果展示和口头答辩，评估学生的数据可视化设计和沟通能力；3. 期末考试，综合考察学生对于数据可视化的理解和应用能力。
三维可视化数据中心机房监控管理系统介绍
I D C（I n t e r n e t D at a C e n t e r，指互联网数据中心）行业有这样一句操作效率的名言："你无法控制没有经过测量的事物。
"言外之意：要想减少能源浪费情况就必须从最基本的测量开始。
但如果无法得知能源都用到了什么地方的话，管理人员就无法知悉将重点放哪。
本文介绍通过H T打造一个完整的三维数据中心可视化系统。
在实现传统的数据中心监控可视化的功能外，添加了极具图扑特色的设计元素，将中国的水墨画融合进了平时枯燥的运维监控系统中，为枯燥的场景增添了一抹独特的节奏与气韵。
// 宏观到微观，逐级下钻利用三维虚拟仿真技术对三维地球进行立体全景展示，通过采用H T 的球体模型加以匹配地理环球贴图来实现该效果。
并可通过接入各个数据中心的经纬度信息自动生成坐标点的位置，直观展示分布在全球各地的数据中心。
虽然H T 也整合了开源C e s u im 的方案实现GI S的功能，该方式完全不必采用W e bGI S相关功能模块，而是通过简单的三角函数进行球体坐标算法运算来实现预期效果，相比之下采用该方案来实现会更加轻量快捷，甚至不需要建模的介入就可以完成，极大降低了实施成本和周期。
虽然无法通过LO D动态加载出地图细节，但场景交互设计还能够更加自由发挥出各种视觉效果，例如通过交互、切换场景等实现逐级下钻，实现了从地球-区域-园区-机房-机柜设备的逐级下钻的功能，场景过度顺滑自然。
通过点击对应区域，逐层下钻到数据中心的园区外景。
整体场景采用了轻量化建模的方式，对数据中心所在园区、楼宇样貌进行高精度建模还原，支持360度观察虚拟园区，通过H T 自带交互，即可实现鼠标的旋转、平移、拉近拉远操作，同时也实现了触屏设备的单指旋转、双指缩放、三指平移操作不必再为跨平台的不同交互模式而烦恼。
图丨数据中心快速总览图，下方有视频详解这是个问答小模块——很多未做过可视化项目的会有疑问？1如何完成这样一个园区的三维建模？QUESTION AND ANSWER常规情况下可通过提供卫星云图、效果图、鸟瞰图、CAD图、现场照片等资料，由设计师进行轻量化建模。
三维可视化 技术 参数
三维可视化技术参数随着科技的不断进步，三维可视化技术在各个领域逐渐被应用和发展。
无论是在建筑设计、医疗诊断还是虚拟现实领域，三维可视化技术都发挥着重要的作用。
本文将介绍三维可视化技术的定义、应用领域、相关技术参数以及其在现实生活中的指导意义。
首先，什么是三维可视化技术呢？三维可视化技术是一种将三维空间中的数据以可视化的形式呈现给人们的技术。
通过利用计算机图形学、计算机辅助设计、图像处理等多种技术手段，可以将虚拟世界中的物体、场景、动画等三维信息以图像、视频等形式展现出来。
三维可视化技术在许多领域都有广泛的应用。
首先，在建筑设计领域，三维可视化技术可以根据设计师的需求，将建筑物的各个细节以逼真的形式展示出来，帮助设计师更好地理解和修改设计方案，提高设计效率。
其次，在医疗诊断领域，三维可视化技术可以通过对患者的扫描数据进行三维重建，帮助医生更准确地定位病变区域，提高诊断准确性。
另外，在虚拟现实领域，三维可视化技术可以构建逼真的虚拟场景，使用户身临其境地体验到不同的虚拟世界，提升沉浸感和交互性。
在实际应用中，三维可视化技术需要考虑一些关键的技术参数。
首先是分辨率，即图像或视频中物体的清晰程度，决定了用户对于细节的感知。
更高的分辨率可以提供更真实的视觉体验，但也需要更大的计算和显示资源。
其次是渲染速度，即三维场景的生成和显示所需要的时间，决定了用户交互的流畅性。
较快的渲染速度可以提供实时的反馈和交互体验，但也需要更强大的硬件支持。
此外，还有颜色深度、光照效果、视角调整等参数也会影响到三维可视化技术的效果。
三维可视化技术的发展对于现实生活中的各个领域都具有重要的指导意义。
在建筑设计中，它可以帮助设计师更好地理解和展示设计方案，提升设计质量。
在医疗诊断中，它可以帮助医生更准确地定位病变区域，提高诊断准确性。
在虚拟现实中，它可以提供更真实的虚拟体验，拓展人们的想象力和创造力。
此外，三维可视化技术还可以应用于教育、娱乐等方面，为人们带来全新的体验和乐趣。
三维可视化的地理环境模型建设内容
一、概述三维可视化技术是一种将地理环境模型建设成立体的立体显示的技术，已广泛应用于城市规划、自然灾害预防、环境保护、军事仿真、旅游推广、教育教学等领域。
随着科技的不断进步，三维可视化技术在地理环境模型的建设中扮演着越来越重要的角色。
二、地理环境模型的数据获取1. 高精度的数字地球模型数据通过激光雷达扫描、卫星影像遥感等手段获取地理环境的高精度地理空间数据，将地球表面的地理要素（山脉、河流、湖泊、森林等）和地表建筑物（房屋、桥梁、道路等）的三维坐标、属性信息等数据进行采集和整理。
2. 实地勘测和测绘通过人工实地勘测和测绘，获取地理环境模型的具体地理信息，包括地形、地貌、地物及地理要素等。
3. 物理模型数字化利用数字化手段，将地理环境的物理模型进行数字化处理，获取地理环境模型的三维数据。
三、地理环境模型的三维建模1. 数据处理和融合将获取的各种地理空间数据进行处理和融合，构建起完整的地理环境数据底图。
2. 三维地理环境模型的构建利用专业的三维地理信息系统（GIS）软件对处理后的地理环境数据进行三维建模，包括地形的立体显示、地表建筑物的模拟建筑和道路等的三维建模。
3. 着色和纹理处理对地理环境模型进行着色和纹理处理，使得地理环境模型更加真实，并能够展现出地理环境的各种特征。
四、地理环境模型的可视化1. 虚拟现实技术的应用利用虚拟现实技术，将三维地理环境模型以虚拟的形式呈现出来，并进行交互操作，使用户能够身临其境地体验地理环境模型。
2. 真实感渲染技术的应用运用真实感渲染技术，对地理环境模型进行渲染处理，使得地理环境模型更加逼真真实。
3. 可视化分析功能的增强通过增强可视化分析功能，使得地理环境模型不仅可以进行可视化呈现，还可以进行地理信息的分析和决策支持。
五、地理环境模型的应用1. 城市规划和建设通过对城市地理环境的模拟和可视化呈现，对城市规划和建设提供有力的支持。
2. 自然资源开发和环境保护通过对自然资源和环境的模拟和可视化呈现，对自然资源开发和环境保护提供科学依据。
三维可视化建模步骤
三维可视化建模步骤三维可视化建模是将实际的物体或场景以三维图形的形式呈现出来的过程。
它广泛应用于建筑设计、游戏开发、影视制作等领域。
下面是三维可视化建模的步骤，帮助你了解这一过程。
第一步：收集资料和准备工作在开始建模之前，你需要收集有关物体或场景的资料和参考图像。
这些资料可以是实际的照片、图纸、设计草图等。
准备工作还包括确定建模的目标和需求，例如模型的精细程度、材质和纹理等。
第二步：建立基础几何体在三维建模软件中，你可以通过创建基本的几何体（如立方体、球体、圆柱体等）来构建物体的整体形状。
这些基础几何体可以被修改和组合，以创建更复杂的形状。
第三步：细化模型形状细化模型的形状是建模的关键步骤。
你可以使用软件提供的各种工具，如移动、拉伸、旋转、缩放等，来逐步调整模型的细节。
这需要技巧和经验，以确保模型的比例、比例和流畅度。
第四步：添加细节和纹理为了使模型更加真实和有趣，你可以通过添加细节和纹理来增强其外观。
这包括模型的细节雕刻、纹理映射、贴图等。
使用软件提供的纹理编辑工具，你可以为模型添加颜色、纹理、光泽等效果，使其看起来更加逼真。
第五步：设置摄像机和灯光摄像机和灯光的设置对于展示和渲染模型非常重要。
你可以选择适当的摄像机视角，以便观众能够清晰地看到模型的各个方面。
灯光的设置可以为模型增加阴影和光影效果，使其更加生动和逼真。
第六步：优化和调整建模完成后，你需要进行优化和调整，以确保模型的效果和性能。
这包括清理不必要的面片和点，调整纹理和材质，以减少模型的文件大小和渲染时间。
此外，还可以进行适当的渲染设置，以达到最佳的展示效果。
第七步：渲染和输出最后，你可以使用渲染引擎将模型渲染为图像或动画。
渲染引擎可以为模型添加阴影、反射、抗锯齿等效果，以提高其视觉质量。
完成渲染后，你可以将模型输出为图片、视频或交互式应用程序，以便与他人分享或使用。
这就是三维可视化建模的基本步骤。
通过掌握这些步骤，你可以更好地了解和应用三维建模技术，创造出生动、逼真的三维模型。
《数据的可视化》课件
常见的数据可视化软件介绍
Tableau
Tableau是一款功能强大的数据可视化软件，提供丰富的视觉化工具和交互功能。
Power BI
Power BI是微软提供的数据可视化工具，具有强大的数据连接和分析功能。
D3.js
D3.js是一个JavaScript库，用于创建动态、交互式和高度可定制的数据可视化。
数据可视化的基本原则
1 简洁性
保持可视化的简洁性，避免信息过载，使得主要信息一目了然。
2 一致性
保持一致的视觉风格和设计元素，以确保整体的可视化效果和用户体验。
3 易读性
选择合适的字体、颜色和图表类型，以确保数据和标签易于阅读和理解。
数据采集和清洗的重要性
高质量的数据采集和清洗是数据可视化过程的关键步骤。只有在数据准确和 完整的基础上，才能进行有效的可视化分析。
如何选择正确的可视化类型？
1
了解数据类型
根据数据的类型（数量、分类、趋势等），
了解目标受众
2
选择适当的可视化类型。
考虑谁将是你的目标受众，并选择适合他们
的可视化类型。
3
实践与反馈
尝试不同的可视化类型，并根据哪些类型？
1 柱状图
2 折线图
3 饼图
数据可视化帮助我们更好地理解和分析大量复杂的数据。它可以帮助我们发 现数据中的模式、趋势和关联，以支持决策制定过程。
数据可视化的优点
1 清晰明了
通过简单而直观的图表和图像，数据可视化使得数据更易于理解和解释。
2 洞察力
数据可视化揭示数据中的模式、趋势和关联，帮助我们发现新的见解和洞察。
3 有效传达
基于三维数据可视化的解方案ppt课件
RFID
RFID
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RFID
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RFID
4 开捆管理系统
本系统通过硬件与软件两大部分，实现开捆计划、计划调整、查询等功能从而达到对CKD开 捆作业的高效管理；实现LCD屏和开捆计时开关从而CKD开捆作业直观目视化与自动化的功 能。最终达到提高开捆工作效率，降低管理人员工作强度，工作进度一目了然的目的。
5 物流展示系统
物流展示系统是使用虚拟现实技术，进行外物流展示、内物流虚拟演示 以及厂区虚拟实景浏览等功能的辅助管理软件包，用于对内进行员工培 训、对外进行厂区与资料展示。
谢谢大家！
天津德勤和创科技
维护接口
三维信息 数据库
GIS信息 数据库
数据库 Browser
地理信息 SDK
Client
三维数据 Server
基于浏览器网络的船舶三维海图技术，将整个三维化的数字港口和海图集中在浏 览器上进行观察和操作无疑是一件激动人心的事情，同时也方便了最终客户对系 统的使用，最终用户不需要安装客户端软件就能使用本系统的功能，
堆场三维可视化管理系统 码头三维可视化管理系统 仓储三维可视化管理系统 行业软件系统定制
虚拟现实行业应用
三维数字可视化产品 虚拟演示 数字城市 规划演示
软硬件集成系统开发
模拟器开发 RFID系统解决方案 单片机|PLC控制 LED应用
以下着重介绍三种解决方案
1.数据三维可视化解决方案 2.三维可视化GPS海图系统
城市及区域规划
为天津市和柬埔寨政府合作项目、柬埔寨国 公省36000公顷旅游区项目制作三项内容：
真实虚拟三维化表现该旅游区开发前的现状。 东盟领导人会议会馆区规划三维展示。 300公顷起步区规划三维展示。
二维和三维数据的可视化（很好）
二维和三维数据的可视化(很好)Matlab句柄图形控制系统是Matlab数据可视化的核心部分。
它既包括对二维和三维数据的可视化，图形处理，动画制作等高层次的绘图命令，也包含可以修改图形局部及编制完整图形界面的低层次绘图命令。
这些功能可使用户创建富有表现力的彩色图形。
可视化工具包括：曲面渲染，线框图，伪彩图，光源，三维等位线图，图象显示，动画，体积可视化等。
一．二维绘图1.单窗口单曲线绘图调用命令：plot 调用格式：plot(x) %向量绘图；plot(x,y) %基本函数绘图；plot(x,y,’cs’) %自定义样式基本函数绘图c代表颜色，s 线形例1：绘制向量x=[0 0.68 5 0.96 0.8 2] x=[0 0.68 5 0.96 0.8 2]plot(x,’b*’,’markersize’,12) %同理，颜色和线形可以自我调整，大小可以自定x =0 0.6800 5.0000 0.9600 0.8000 2.0000例2.在[2，2*pi]之间绘制sin(x)图形clearx=0:pi/100:2*pi; y=sin(x); plot(x,y,’b*’)2.单窗口多曲线绘制例1: 在[2，2*pi]之间绘制sin(x)图形和cos(x)图形x=0:pi/30:2*pi;y1=sin(x);y2=cos(x); plot(x,y1,’+r’,x,y2,’pb’)4.多窗口绘制3.多窗口多曲线绘制命令：subplot调用格式：subplot(m,n,p)%m代表行，n代表列，p代表绘图序列例：在[2，2*pi]之间绘制sin(x)图形，cos(x)图形和exp(x)图形x=0:pi/30:2*pi;y1=sin(x);y2=cos(x);y3=exp(x); subplot(1,3,1);plot(x,y1,’r+’);subplot(1,3,2);plot(x,y2,’y<’); subplot(1,3,3);plot(x,y3,’md’);命令：figure 调用格式：figure(n)%创建窗口函数，为窗口序列号例：在不同的窗口分别绘制sin(x)图形，cos(x)图形和exp(x)图形x=0:pi/100:2*pi;y1=sin(x);y2=cos(x);y3=exp(x); figure(1)plot(x,y1,’r+’); figure(2)plot(x,y2,’y<’); figure(3)plot(x,y3,’md’);5.图形加注功能title 加标题；xlable x轴名称；text 在图形指定位置加文本标注；gtext 将标注加到图形任意位置；grid on(off) 打开或关闭网格线；legend 图例说明；axis 控制坐标轴的刻度例1：为正铉曲线和余铉增加图例x=0:pi/30:2*pi; y1=sin(x);y2=cos(x);plot(x,y1,x,y2,’--’); legend(‘sin(x)’,’cos(x)’)例2：做出正铉曲线和余铉增曲线并加标注t=0:0.1:10;y1=sin(t);y2=cos(t);plot(t,y1,’r+’,t,y2,’bp’); x=[1.7*pi;1*pi];y=[.05;3.6];s=[‘sin(t)’;’cos(t)’]; text(x,y,s);title(‘正余铉曲线’);legend(‘正铉’,’余铉’);xlabel(‘时间t’),ylabel(‘正铉，余铉’); grid on axis on二．特殊二维绘图函数 1.条形图：命令：bar 调用格式：bar(Y) ;bar(x,Y);bar(……width);bar(……’style’);例：绘制数据点的条形图x=-1:0.4:4;bar(x,exp(-x.))2.绘制阶梯曲线x=0:pi/20:2*pi; y=sin(x);stairs(x,y)例：绘制彗星图t=0:.001:2*pi;x=cos(2*t).*(cos(t).); y=sin(2*t).*(sin(t).); comet(x,y) 例：绘制散点图1a=rand(200,1); b=rand(200,1);c=rand(200,1);scatter(a,b,100,c,’p’)例：绘制散点图2 load seamount;scatter(x,y,20,z,’s’,’filled’)例：绘饼图命令：bar 调用格式：bar(x,y) x=[1 4 5 2 6 3 ]; explode=[1 0 0 0 0 1]; pie(x,explode)例：柱状图命令：hist 调用格式：hist(Y);hist(Y,x) x=-4:0.4:4; y=randn(10000,1); hist(y,x)例：极坐标图t=0:.01:2*pi;polar(t,3*sin(2*t).*cos(2*t))三．基本三维图形 1.三维曲线图例：根据三维矩阵绘制三维曲线图t=0:pi/100:20*pi;plot3(sin(t),cos(t),t.*sin(t).*cos(t))3.绘制三维多边形命令：fill3; 调用格式fill3(x,y,z,’s’) 例：用随机定点绘制5个粉色三角形y1=rand(3,5); y2=rand(3,5); y3=rand(3,5); fill3(y1,y2,y3,’m’)2..三维网格图例：创建一个网格图与等值线图的组合图[x,y]=meshgrid(-3:.125:3); z=peaks(x,y); meshc(x,y,z) meshz(x,y,z)4.绘制三维曲面图命令：surf 调用格式surt(x,y,z) 例:绘制三维曲面图[x,y,z]=peaks(30); %peaks为matlab自动生成的三维测试图形的坐标点surf(x,y,z)5.绘制三维陀螺锥面cleart1=0:.1:0.9; t2=1:.1:2; r=[t1 -t2+2];[x,y,z]=cylinder(r,30);%此为三维锥面绘制函数，n为柱面圆周的等分数surf(x,y,z)6.绘制三维球面[x,y,z]=sphere(30);%30位球面等分数surf(x,y,z)四.特殊三维图形1.三维条形图y=cool(7); subplot(2,2,1)bar3(y,’deteched’) %绘制线形为’deteched’的条形图subplot(2,2,2)bar3(y,0.25,’deteched’) %绘制线形为’deteched’的条形图且宽度为0.25 subplot(2,2,3) bar3(y,’grouped’) %绘制线形为’grouped’的条形图subplot(2,2,4)bar3(y,’stacked’) %绘制线形为’stacked’的条形图2.带形图[x,y]=meshgrid(-3:.5:3,-3:.1:3); z=peaks(x,y); ribbon(y,z)3.三维彗星图t=-10*pi:pi/250:10*pi;comet3((cos(t).).*sin(t),(sin(t)).*cos(t),t.);4.瀑布图[x,y,z]=peaks(50); waterfall(x,y,z);colormap hsv5.绘制切面图[x,y,z]=meshgrid(-2:.2:2,-2:.26:2,-2:.3:2);v=x.*y.*z.*exp(-x.-y.-z.); xslice=[-1.2,.8,2];yslice=2;zslice=[-2,0];%定义切片slice(x,y,z,v,xslice,yslice,zslice)6.动态模拟球形表面切片穿过矩形体积的过程[x,y,z]=meshgrid(-2:.2:2,-2:.26:2,-2:.3:2); v=x.*exp(-x.-y.-z.);[xsp,ysp,zsp]=sphere;slice(x,y,z,v,[-2,2],2,-2) for i=-3:.2:3hsp=surface(xsp+1,ysp,zsp); rotate(hsp,[1 0 0],90)xd=get(hsp,’Xdata’);yd=get(hsp,’Ydata’);zd=get(hsp,’Zdata’);delete(hsp)hold onhslicer=slice(x,y,z,v,xd,yd,zd); aixs tight xlim([-3,3])view(-10,35)drawnowdelete(hslicer)hold offend。
7 三维可视化技术
7 三维可视化技术三维可视化(3D Visualization)技术是20世纪80年代中期诞生的一门集计算机数据处理、图像显示的综合性前缘技术。
它是利用三维地震数据体显示、描述和解释地下地质现象和特征的一种图像显示工具。
它可使地球物理学家和地质学家“钻入”到数据体中，更深刻地理解各种地质现象的发生、发展和相互之间的联系。
7.1 三维可视化技术概述可视化技术是把描述物理现象的数据转化为图形、图像，并运用颜色、透视、动画和观察视点的实时改变等视觉表现形式，使人们能够观察到不可见的对象，洞察事物的内部结构。
可视化技术有两种基本类型：基于平面图的可视化(Surface Visualization)和基于数据体的可视化(Volume Visualization)，也称为层面可视化和体可视化。
层面可视化指的是地质层位、断层和地震剖面在三维空间的立体显示，其主要用于解释成果的检验和显示。
体可视化是通过对数据体(可以是常规地震振幅数据体，也可以是地震属性数据体，如波阻抗体或相干体)作透明度等调整，从而使数据体呈透明显示，其主要用于数据体的显示和全三维解释。
在体可视化解释中，常用技术有5种：体元自动追踪技术、锁定层位可视化技术、锁定时窗可视化技术、垂直剖面叠合可视化技术和多属性可视化技术。
(1) 体元自动追踪技术追踪过程是从解释人员定义种子体元(Seed Voxel)开始的，体元追踪是沿着真正的三维路径追踪数据体，因此追踪结果是数据体而不是层位。
图7—1给出利用体元自动追踪技术解释某油田含油砂体的过程，即从油层标定、种子点拾取、体元追踪到三维显示。
(2) 锁定层位可视化技术利用已有的层位数据(或者层位数据做定量时移)作为约束条件，将目的层段的数据从整个数据体中提取出来，然后针对层段内部数据体调整颜色、透明度和光照参数，可以更有效地圈定地质体的分布范围，更准确地判断断层的延展方向和断层之间的切割关系。
图7—2为淮南张集煤矿西部采区13—1煤层振幅体可视化图。
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1．柱面图 在MATLAB中，可以通过函数cylinder( )产生柱面图的数据 ，然后采用函数mesh( )方便的绘制出三维旋转体。 2．球面图 在MATLAB中，可以通过函数sphere( )绘制球面图。该函 数的调用格式为： [X, Y, Z]=sphere(N)：该函数产成3个(N+1)*(N+1)的矩阵， 利用函数surf(X, Y, Z)可产生单位球面。 [X,Y,Z]=sphere：该函数产生3个的矩阵，默认值。 sphere(N)：该函数只绘制球面图而不返回任何值。 3．三维等高线图 在MATLAB中，可以通过函数contour3( )绘制三维等高线 图。该函数的调用格式和绘制二维等高线的函数 contour( )非常相近，用户可以在命令行窗口输入：help contour3查询该函数的详细使用方法。
10.3.3 光照效果
1．函数light( ) 在MATLAB中，可以给图形添加光照效果，利用函数light( )建立光源，该函数的调用格式为： light：该函数给当前的图形添加光源，光源对象的属性值都 是系统默认的。 light(Prarm1, Value1, …, ParamN, ValueN)：该函数给参 数Parm1赋值为Value1，以此类推，设置光源对象的各 个属性值。 L=light(…)：该函数返回光源对象的句柄。获取句柄后，可 以通过函数get( )和set( )获取和设置属性值。
10.3.2 色彩控制
除了真彩色，还可以采用色图着色。在MATLAB中内置了 很多的色图函数 。
10.3.2 色彩控制
1. 在MATLAB中，可以采用函数rgbplot( )绘制色图。 2. 采用函数colorbar( )给当前的图形窗口添加颜色条，显示 当前坐标轴的色图。 3. 采用函数brighten( )增亮或变暗图形的色图。 4. 利用函数caxis( )控制颜色轴的刻度，数值和颜色的对应 关系以及颜色的显示范围等。 5.采用函数shading( )控制曲面图形的着色方式，该函数用 于三维网格图、三维曲面图和三维填充图。 6.采用函数colordef( )设置图形的背景颜色。
10．三维填充图 在MATLAB中，采用函数fill3( )绘制三维填充图，该函数的调 用格式和二维填充图函数fill( )基本相同。用户可以在 MATLAB的命令行窗口输入：help fill3查询该函数的详细介 绍。 11．三维彩带图 在MATLAB中，采用函数ribbon( )绘制三维彩带图，该函数的 调用格式为： ribbon(X, Y)：该函数绘制三维彩带图，和函数plot( )类似。 ribbon(Y)：该函数绘制三维彩带图，X默认为X=1:size(Y,1)。 ribbon(X, Y, width)：该函数绘制三维彩带图，采用参数width 设置线条的宽度。
10.1.3 三维曲面图
在MATLAB中，采用函数surf( )绘制三维曲面图。该函数的调 用格式为：surf(X, Y, Z, c)：该函数绘制彩色的三维曲面图 ，其中矩阵X和Y控制x轴和y轴，矩阵Z为z轴数据，图形的 颜色采用参数c设置。 在MATLAB中采用函数surfc( )绘制带有等高线的三维曲面图, 通过函数surfl( )添加三维曲面的光照效果， 调用方式和 surf( )相同。
10.3.1 设置视角
在MATLAB中，采用函数rotate3D( )设置图形的三维视角， 该函数的调用格式为： rotate3d on或rotate3d(‘on’)：该函数打开图形的三维视角， 可以方便的用鼠标来控制视角的变化，并进行图形的实时 更新。 rotate3d off或rotate3d(‘off’)：该函数关闭图形的三维视角功 能。 rotate3d：该函数在rotate3d on和rotate3d off间进行切换。 在利用函数mesh( )绘制三维网格图时，默认情况下隐藏三维 图形中被遮挡的部分。可以采用函数hidden( )显示图形的 透视效果，
10.1.2 三维曲线图
在MATLAB中，利用函数plot3( )绘制三维曲线图，该函数的 调用格式为： plot3(x, y, z)：该函数绘制三维曲线，参数x、y和z是有相同 的维数的向量。 plot3(X, Y, Z)：该函数中参数X、Y和Z为具有相同维数的矩阵 ，将参数X、Y和Z的每一列绘制一条曲线，同时绘制多条曲 线。 plot3(X, Y, Z, s)：该函数和二维绘图函数plot( )类似，可以设 置曲线的线型和颜色等信息，以及数据点的标记等。
10.1.4 特殊三维绘图
4．三维柱状图 在MATLAB中，采用函数bar3( )绘制三维柱状图，该函数 的调用格式和函数bar( )非常相近。用户可以在命令行窗 口输入：help bar3来查看该函数的详细介绍。此外，还 可以采用bar3h( )绘制水平三维柱状图，该函数的调用方 式和函数bar3( )相同。 5．三维饼状图 在MATLAB中，采用函数pie3( )绘制三维饼状图，该函数的 调用格式和二维饼状图绘图函数pie( )基本相同。如果用 户需要查看函数pie3( )的详细使用情况，可以在命令行窗 口输入：help pie3。 6．三维散点图 在MATLAB中，采用函数scatter3( )绘制三维散点图，该函 数的调用格式和二维散点图函数scatter( )非常相近。如 果用户需要查看函数scatter3( )的详细使用情况，可以在 命令行窗口输入：help scatter3。
10.1.6 创建三维片块模型
在MATLAB中，采用函数patch( )绘制三维片块图，该函数 的调用格式为： patch(X, Y, Z)：该函数创建有参数X、Y和Z为顶点的空间 多边形。 patch(X, Y, Z, C)：该函数中参数C用于设定颜色。
10.2 三维隐函数绘图
在MATLAB中，有一些简易绘制三维图形的函数，可以绘制 隐含数的三维图形，这些函数如表10.1所示。下面对这些 函数分别进行介绍。
10.3 三维图形显示
在MATLAB中，三维图形绘制结束后，还需要对三维图形的 显示进行控制，主要包括设置视角、颜色设置、光照设置 和Camera设置等，这些都是为了方便用户更加清楚的观 看三维图形。
10.3.1 设置视角
对于三维图形，从不同的视角查看会得到不同的侧面和结果。 在MATLAB中，采用函数view( )设置三维图形的视角，该 函数的调用格式为： view(az, el)或view([az, el])：该函数设置视角的位置，在方 位角为az和仰角为el，它们都以度为单位。 view([x, y, z])：该函数设置视角为向量[x, y, z]所指的方向。 view(2)：该函数为默认的二维视角。 view(3)：该函数为默认的三维视角。 [az, el]=view：该函数返回当前的视角az和el。
2．函数lighting( ) 在MATLAB中，利用函数lighting( )设置光源的模式，该函数的调 用格式为： lighting flat或lighting(‘flat’)：该函数设置光源模式为flat，即平面 模式，以网格为光照的基本单元。该模式为系统默认的模式。 lighting gouraud或lighting(‘gouraud’)：该函数设置光源模式为 gouraud，即点模式，以像素为光照的基本单元。 lighting phong或lighting(‘phong’)：该函数设置光源模式为 phong，以像素为光照的基本单元，并考虑了各点的反射。 lighting none或lighting(‘none’)：关闭光照效果。
第10章 三维数据可视化
在MATLAB中，三维图形包括三维曲线、三维网格图和三维曲 面图，分别采用函数plot3( )、函数mesh( )和surf( ) 进行绘制。本章还将介绍一些特殊的三维图形绘制，重点 讲解三维图形的视角、色彩和光照等控制工具，以及图形 的打印和输出等。下面分别进行介绍。
10.1 创建三维图形
10.1.3 三维曲面图
在MATLAB中，采用函数meshgrid( )产生平面区域内的网格 坐标矩阵。 在MATLAB中，采用函数mesh( )绘制三维网格图，该函数将 曲面上的点用线条连接起来，网格对应的曲面区域则显示 为空白。该函数的调用格式为：mesh(X, Y, Z, c)：该函数 绘制彩色的三维网格图，其中矩阵X和Y控制x轴和y轴，矩 阵Z为z轴数据，图形的颜色采用参数c设置。 在MATLAB中，采用函数meshc( )绘制带有等高线的三维网 格图，采用函数meshz( )绘制带有底座的三维网格图。这 两个函数的用法与函数mesh( )类似。 此外，还可以采用函数waterfall( )绘制三维网格图。
在实际的工程计算中，经常需要将结果表示成三维图形，下 面介绍如何利用MATLAB创建三维图形，包括三维曲线 图、三维曲面图和特殊三维图形等，以及非网格数据三维 绘图等。
10.1.1 三维图形概述
MATLAB语言提供了三维绘图功能，这些功能与二维图形的绘 制有很多的相似之处，例如曲线的属性设置完全相同。最常 用的三维绘图包括三维曲线图、三维网格图和三维曲面图等 。完整的三维绘图流程，通常包括绘图的数据，设置图形窗 口，图形的视角、颜色和光照等效果，以及坐标轴和图形标 注的设置等。
10.1.5 非网格数据绘图
在MATLAB中，采用函数mesh( )和surf( )绘图时，要求数 据时均匀分布的网格数据。如果数据不是网格数据，可以 采用函数meshgrid( )创建插值的网格数据。 ZI=griddata(X, Y, Z, XI, YI)：该函数中采用数据X、Y和Z建 立插值函数Z=F(X, Y)，然后计算数据(XI, YI)处的插值结 果ZI。 ZI=griddata(X, Y, Z, XI, YI, method)：该函数中采用参数 method设置插值的算法，可以为：‘linear’为线性插值 算法，系统的默认值；‘cubic’为三次插值，‘nearest’ 为临近点插值等。
10.3.2 色彩控制