MATLAB-三维绘图讲解
matlab的空间三维作图与符号作图
三、加密：取更二多维的点作图举例
>> x=[0:pi/20:2*pi]; >> y=sin(x); >> plot(x,y,'.')
11
三维曲线作图过程
x t
例：绘制三维螺线：
y
sin( t )
z cos(t)
( 0 < t < 20 )
先画点，后连线
1) 计算空间离散点的坐标 (x,y,z) 2) 将这些点按顺序连接即可
调用 Matlab 的绘图命令作出曲面图形
怎样得到网格矩阵 X 和 Y ？
—— 利用 Matlab 的网格生成函数 meshgrid
5
网格生成函数
网格生成函数 [X,Y] = meshgrid(x,y) x,y 是分别对 x 变化区域和 y 变化区域进行分割后
得到的向量 X, Y 即为我们所需要的网格矩阵
>> x= -8:0.5:8; >> y= -8:0.5:8; >> [X,Y]=meshgrid(x,y); >> r=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps; >> Z=sin(r)./r; >> mesh(X,Y,Z)
＋eps？
1) x 与 y 可以取不同的步长 2) 注意这里采用的数组运算
最后一个命令能否改为 mesh(Z)？
gray cool
线性灰色系 hot 青和洋红色系 pink
黑红黄白色系 柔和色系
26
Matlab 符号作图
27
二维曲线 ezplot
二维曲线绘图命名： ezplot ezplot(f(x),[a,b])
matlab画3维meshgridplot3meshsurf的用法
matlab画3维meshgridplot3meshsurf的⽤法MATLAB三维绘图基础meshgrid函数的⽤法解析:见参考⽹址1介绍3类（plot3/mesh/surf）7种三维图像绘制的⽅法。
见参考⽹址2plot3 三维曲线图；mesh 三维⽹格图；meshc 除了⽣成⽹格图外，还在xy平⾯⽣成曲⾯的等⾼线；meshz 除了⽣成⽹格图外，还在曲线下⾯加上个矩形垂帘；surf 三维着⾊曲⾯图；surfc 同时画出三维着⾊曲⾯图与等⾼线；surfl 带光照的三维着⾊曲⾯图。
MATLAB中meshgrid函数是⽤来⽣成⽹格的，函数⽤法是： [X,Y] = meshgrid(x,y);这种是最常⽤的⼀种⽤法。
x和y分别是两个向量。
使⽤⽰例：结果：A中的每个点对应的是x轴的坐标点，B中的每个点对应的是y轴的坐标点，讲的有点抽象，下⾯画图来说明⼀下。
绘制出来的坐标是：坐标所对应的点是：其实A表⽰将从第⼀⾏开始到最后⼀⾏的x轴的坐标值为A矩阵的⾏，所以按照上图所⽰A矩阵就是：B表⽰将从第⼀列开始到最后⼀列的y轴的坐标值为B矩阵的列，按照上图所⽰B矩阵就是：所以可以知道meshgrid函数的本质是确定x,y坐标轴上每个位置的值。
这个在绘制三维图的时候⾮常重要，因为三维图其实就是根据x,y平⾯的每个位置上对应着⼀个特定的z，然后将它绘制出来，就是所谓的三维图。
根据以上原理简单绘制⼀个三维图，⽰例：1 %% 学习画三维图形2 % meshgrid 函数是⽤来⽣成⼀个⽹格3 clear; clc; close all;4 [x,y] = meshgrid(1:0.5:10,1:20); % ⽣成⽹格5 z = sin(x) + cos(y);6 surf(x,y,z); % 画图函数效果显⽰：。
使用matlab绘制三维图形的方法
使用matlab绘制三维图形的方法要使用MATLAB绘制三维图形，首先需要了解MATLAB中的三维绘图函数和绘图选项。
下面将介绍一些常用的绘制三维图形的方法。
1.绘制基本的三维图形要绘制基本的三维图形，可以使用以下函数：- plot3(函数：用于在三维坐标系中绘制线条。
- scatter3(函数：用于在三维坐标系中绘制散点图。
- surf(函数：用于绘制三维曲面图。
- mesh(函数：用于绘制三维网格图。
- bar3(函数：用于绘制三维条形图。
- contour3(函数：用于绘制三维等高线图。
例如，下面的代码演示了如何使用plot3(函数绘制一个三维线条图：```x = linspace(0, 2*pi, 100);y = sin(x);z = cos(x);plot3(x, y, z, 'LineWidth', 2);xlabel('X');ylabel('Y');zlabel('Z');title('3D Line Plot');```2.添加颜色和纹理在绘制三维图形时，可以使用颜色和纹理来增加图形的信息。
MATLAB 提供了一系列函数来处理颜色和纹理，如：- colormap(函数：用于设置颜色映射。
- caxis(函数：用于设置坐标轴范围。
- shading(函数：用于设置颜色插值方法。
- texturemap(函数：用于设置纹理映射方法。
例如，下面的代码展示了如何使用纹理映射来绘制一个球体：```[X, Y, Z] = sphere(50);C = colormap('jet');surface(X, Y, Z, 'FaceColor', 'texturemap', 'CData', C);axis equal;```3.绘制多个数据集要在同一张图中绘制多个数据集，可以使用hold on和hold off命令。
如何在Matlab中进行二维和三维绘图
如何在Matlab中进行二维和三维绘图在科学研究和工程领域，数据可视化是一项十分重要的任务，而Matlab作为一种功能强大的数值计算和数据分析软件，自然也提供了丰富的绘图功能。
本文将介绍如何在Matlab中进行二维和三维绘图，并探讨一些常见的绘图技巧和应用。
一、二维绘图Matlab中的二维绘图是最常见和基础的绘图任务之一。
在绘制二维图形时，我们通常会用到plot函数。
这个函数可以接受单个向量作为输入，将这个向量的值作为y轴上的数据点，自动生成与该向量长度相同的x轴坐标。
例如，我们可以用以下代码绘制一个简单的二维折线图：```x = 0:0.1:2*pi;y = sin(x);plot(x, y);```上述代码中，x参量取从0到2π的均匀间隔的值，而y则是根据x计算得到的sin函数值。
plot函数会自动根据输入绘制折线图，并添加相应的轴标签和图例。
在实际应用中，我们经常需要绘制多条曲线在同一个坐标系中进行对比分析。
可以通过在plot函数中传入多个x和y向量实现这一功能。
例如，我们可以通过以下代码绘制一个简单的双曲线图：```x = 0:0.1:2*pi;y1 = sin(x);y2 = cos(x);plot(x, y1, x, y2);```这样，就会在同一个坐标系中同时绘制sin曲线和cos曲线。
除了折线图，Matlab还支持其他常见的二维绘图类型，如散点图、柱状图和面积图等。
这些绘图类型可以通过不同的函数实现，例如scatter、bar和area等。
这里不再一一赘述，读者可以通过Matlab的帮助文档或官方网站了解更多的用法和示例。
二、三维绘图除了二维绘图，Matlab也提供了丰富的三维绘图功能，用于可视化更为复杂的数据和模型。
在绘制三维图形时，我们通常会用到surf函数。
这个函数可以接受两个二维矩阵作为输入，将这两个矩阵的值分别作为x、y轴上的坐标，而将第三个二维矩阵的值作为z轴上的数据点。
MATLAB三维绘图
第3章MA TALB三维绘图 (2)3.1 三维绘图基本流程 (2)3.2三维折线及曲线的绘制 (3)3.2.1 三维折线及曲线的基本绘图命令 (3)3.1.2三维图形的坐标标记及图形标题 (5)3.2 三维网格曲面的绘制 (6)3.2.1 栅格数据点的产生 (6)3.2.2 网格曲面的绘制命令 (8)3.2.3 隐藏线的显示和关闭 (10)3.3 三维阴影曲面的绘制 (11)3.3.1 阴影曲面绘制命令surf (11)3.3.2 带有等高线的阴影曲面绘制命令surf (14)3.3.3 具有光照效果的阴影曲面绘制命令surfl (15)3.4 三维图形的调控 (16)3.4.1 设置视点位置 (16)3.4.2 设置坐标轴 (17)3.5 特殊三维图形的绘制 (18)3.5.1 柱状图 (18)3.5.1.1 垂直放置的三维直方图 (18)3.5.1.2 水平放置的三维直方图 (19)3.5.2 圆柱体 (20)3.5.3 饼状图 (21)3.5.4 球面 (22)3.5.5 三维等高线 (23)3.5.6 三维离散序列图 (24)3.5.7简易函数绘图 (25)第3章MATALB三维绘图我们生活在三维空间中，现实中所遇到的一些问题，特别是科学计算及工程应用中的一些问题，往往都可以抽象为三维空间的问题。
前一章所介绍的二维图形，不便于反映三维空间的实际情况，所以在实际工作中有时需要绘出三维图形，而且三维图形看起来更加直观，也更美观。
本章主要介绍MA TLAB提供的一些三维绘图命令及其使用方法，具体包括：创建三维图形的基本流程、三维折线及曲线的绘制、三维曲面的绘制及图形的调控方式等。
3.1 三维绘图基本流程MA TLAB中的三维图形包括三维折线及曲线图、三维曲面图等。
创建三维图形和创建二维图形的过程类似，都包括数据准备、绘图区选择、绘图、设置和标注，以及图形的打印或输出。
不过，三维图形能够设置和标注更多的元素，如颜色过渡、光照和视角等。
matlab 三维立体绘图
MATLAB 程序设计入门篇：三维立体绘图
NCU MCM 暑期培训
4-1 基本立体绘图指令
范例4-7：plotxyz04.m
MATLAB 程序设计入门篇：三维立体绘图
NCU MCM 暑期培训
4-1 基本立体绘图指令
MATLAB 程序设计入门篇：三维立体绘图
NCU MCM 暑期培训
4-1 基本立体绘图指令
范例4-12：plotxyz09.m
MATLAB 程序设计入门篇：三维立体绘图
NCU MCM 暑期培训
4-1 基本立体绘图指令
整理：基本三维立体绘图指令的列表
类别 指令 mesh, ezmesh 网状图 meshc, ezmeshc meshz surf, ezsurf 曲面图 surfc, ezsurfc surfl 说明 立体网状图 网状图加上等高线 网状图加上“围裙”（或“舞 台”） 三维曲面图 曲面图加上等高线 曲面图加上光源
set(h, 'hori', 'center', 'vertical', 'bottom', 'color', 'r'); % 改变位置及颜色 end end
MATLAB 程序设计入门篇：三维立体绘图
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4-1 基本立体绘图指令
MATLAB 程序设计入门篇：三维立体绘图
NCU MCM 暑期培训
y = 31− x) e (
2 −x2−( y+1)2
x 3 5 −x2−y2 1 −(x+1)2−y2 −10( − x − y )e − e 5 3
matlab实验 三维画图
实验（六）项目名称：三维绘图一、实验目的：熟悉MATLAB中几个常用的绘图命令，掌握集中常见三维图形的画法。
二、实验原理三维绘图命令：Plot（X,Y,Z）//曲线；mesh(X,Y,Z)//网状；surf(X,Y,Z)//表面；contour(X,Y,Z)//等高线。
三、实验环境1.硬件：PC机2. 软件：Windows操作系统、matlab2015四、实验内容、步骤以及结果4.1.1实验要求：用plot函数画出的三维曲线。
4.1.2实验步骤（1）启动matlab，新建一个M文件；（2）输入程序，如图1；（3）保存文件；（4）编译源程序，观察屏幕上显示的编译信息，修改出现的错误，直到编译成功；图1：plot函数画三维曲线4.1.3运行结果如下：图2：三维曲线4.2.1实验要求：用mesh函数画出的三维网状图。
4.2.2实验步骤（5）启动matlab，新建一个M文件；（6）输入程序，如图3；（7）保存文件；（8）编译源程序，查看运行结果，如图4。
图3：mesh函数画三维网状图图4：运行结果4.3.1实验要求：用surf函数画出的三维表面图。
4.3.2实验步骤（9）启动matlab，新建一个M文件；（10）输入程序，如图5；（11）保存文件；（12）编译源程序，查看运行结果，如图6。
图5：surf函数画三维表面图图6：运行结果4.3.1实验要求：用contour函数画出的等高线图。
4.3.2实验步骤（13）启动matlab，新建一个M文件；（14）输入程序，如图7；（15）保存文件；（16）编译源程序，查看运行结果，如图8。
图7：contour函数画等高线图8：运行结果五、实验总结MATLAB具有强大的图形功能，能够将它们直观的表现出来，解决很多的问题。
matlab三维绘图命令和演示
三维绘图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：peaksz = 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);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。
实验四 matlab三维绘图
实验四 matlab三维绘图一、实验目的1、掌握matlab三维绘图的基本原则。
2、掌握绘制matlab三维绘图的基本方法。
二、实验内容1、三维线图的基本指令调用格式：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(x1,y1,z1,'s1', x2,y2,z2,'s2', …) 例5.3-1】三维曲线绘图。
体会三维曲线的参数方程；线型、点形和图例绘制。
2、三维曲面/网线（surf曲面mesh 网线图）可视化的基本过程1、确定自变量x，y的取值范围和取值间隔。
2、使用meshgrid指令构成x-y 平面的自变量“格点”矩阵[X,Y]=meshgrid(x,y)3、计算在自变量采样“格点”上的函数值z=f(x,y) —根据X，Y表达出z题目1、绘制z=x2+y2的三维网线图形。
x，y取值范围为-5:5;题目2、分别使用mesh,surf,stem3,plot3指令绘制z=x2+y2三维图形，体会指令的变化。
可以使用figure指令以及二维图形实验中的标注指令Title、xlable 、ylable 、text 、gtext 、grid on(off) 、legend 、axis3、曲面/网线图的精细修饰1）视角控制view绘制z=x2+y2的曲面图形结合subplot指令或figure指令，体会(-15,60)；(-90,0)；(0,90)以及缺省角度下的效果，并对标题以及x，y轴进行标注2）色图colormap，浓淡处理shading（p.210）运行例5. 3-33）图形的透视运行例5. 3-6体会使用hidden off 以及不用消隐指令的差别4、影片动画运行例5. 4-6，修改rotate指令参数，运行绕x，y，z轴旋转修改movie指令参数，增减速度，增减运行时间。
MATLAB三维图形绘制
%绘制极坐标图
说明：theta为相角，radius为离原点的距离。
• 【】求传递函数为
G(s) s(0的.51s对1)数幅频特性曲线，
横坐标为w，按对数坐标。
Aw=1./(w.*sqrt((0.5*w).^2+1)); Lw=20*log10(Aw); semilogx(w,Lw) title('对数幅频特性曲线')
• colormap 色图函数—— 色图设定函数
• colormap 色图函数(m)——产生m×3的色图矩阵 缺省64×3。
颜色
Black(黑) White(白) Red(红) Green(绿) Blue(蓝) Yellow(黄) Magenta(品红) Cyan(青) Gray(灰) Dark red(暗红) Copper(铜色) Aquamarine(碧绿)
【上例续】使用消息框显示当阻尼系数大于1时的警告信 息，如下图。
>>msgbox('阻尼系数输入范围出错','警告','warn')
〔2〕其它对话框
【例续】使用警告对话框显示当阻尼系数大于1时的警告 信息。 >>warndlg('阻尼系数输入范围出错','警告')
【例续】使用出错提示框显示当阻尼系数小于0时出错 信息。 >>errordlg('阻尼系数输入出错','出错')
说明：az表示方位角(azimuth)，el表示俯仰角(elevation)
°，el=30°
五、色彩的控制
1．色图(colormap)
(1) RGB三元组
RGB三元数组每行表示一种色彩，数组元素R、G、B在 0～1之间取值，分别表示红、绿、蓝基色的相对亮度，如 下表所示。
MATLAB绘三维图
第六讲 MATLAB可视化(二)绘三维图【目录】一、三维图形绘制步骤 (1)二、三维绘图基本操作 (2)1、三维线图 (2)2、三维网线图 (3)3、三维曲面图 (4)三、透视、镂空和裁切 (5)1、图形的透视 (5)2、图形的镂空 (6)3、图形的裁切 (7)四、三维图形的精细控制 (8)1、视点与旋动 (8)2、色彩控制 (9)3、浓淡处理 (11)五、照明和材质处理 (12)六、简洁绘图指令 (13)【正文】一、三维图形绘制步骤步骤典型指令1三维曲线数据：先取一个参变量采样向量然后计算各坐标数据向量t=pi*(0:100)/100;x=f1(t);y=f2(t);z=f3(t);三维曲面数据：产生自变量采样向量；由自变量向量产生格点矩阵；计算格点矩阵相对应的函数值矩阵x=x1:dx:x2;y=y1:dy:y2;[X,Y]=meshgrid(x,y);Z=f(x,y);2 选定图形窗及子窗位置：同二维3调用三维曲线绘图指令：线型、色彩、数据点形plot3(x,y,z,'b-') 调用三维曲面绘图指令Mesh(X,Y,Z);4 设置轴的范围与刻度、坐标分隔线同二维5 图形注释：图名、坐标名、图例、文字同二维6 着色、明暗、灯光、材质处理colormap,shading,light,material7 视点、三度（横、纵、高）比view,aspect二、三维绘图基本操作1、三维线图用来画三维曲线，三维曲线与一组(x,y,z)坐标相对应的点连接而成。
绘图格式为：plot3(X,Y,Z,'s')plot3(X1,Y1,Z1,'s1',X2,Y2,Z2,'s2',...)(1) X、Y、Z是同维向量时，则绘制以X、Y、Z元素为x、y、z 坐标的三维曲线；(2) X、Y、Z是同维矩阵时，则以X、Y、Z对应列元素为x、y、z坐标绘制多条曲线，曲线条数等于矩阵的列数；(3) (X1,Y1,Z1,'s1')与(X2,Y2,Z2,'s2')的结构与作用和(X,Y, Z,'s')相同，表示同一指令绘两组以上曲线；(4) s、s1、s2的意义与二维相同。
MATLAB教程三维图形
x=sin(t); y=cos(t); z=t;
plot3(x,y,z) ,
axis square; grid on
Kjqx.m
x1=[0.5, 0.5, 0, 0.5]; y1=[0.5, 0.5, 0, 0.5]; z1=[ 1, 0, 0, 1 ]; x2=[0.5, 0.5, 1, 0.5]; y2=[0.5, 0.5, 0, 0.5]; z2=[ 1, 0, 0, 1 ]; x3=[0,1]; y3=[0,0]; z3=[0,0]; plot3(x1,y1,z1,x2,y2,z2,x3,y3,z3)
三.网线和表面图
1、三维绘图数据的产生
在matlab中，曲面是用x y平面上各个格点的 Z坐标 来定义的。画曲面前先要生成三维绘图数据。
（1）利用meshgrid函数生成平面网格坐标矩阵。再 利用函数关系求Z.
x=a:△x:b; y=c:△y:d; [X,Y]=meshgrid(x,y); Z=f (x,y) （2）利用双峰函数peaks [x,y,z]=peaks(n) 分别创建x,y,z三个均为n×n阶的方阵 peaks(n)直接使用peaks函数所创建的矩阵绘制表面图
色图矩阵是m×3 的数值矩阵，它的每一行是RGB三元组。 [0 0 0] 黑色 [1 0 0] 红色 [0 1 0]蓝色 [0 0 1]绿色
色图函数 pink 粉色 copper 铜色 hot 暖色 cool 冷色 flag 四色旗 prism光谱色
setu.m spring summer autumn winter
ys.m ys02.m
1.5.4 动画
1、彗星轨迹图
Comet(x,y,p)
彗长为p*length(y)的二维彗星轨迹，p的默认值为0y)的三维彗星轨迹，p的默认值为0.1 ddqxn.m huixing.m
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。
MATLAB三维绘图
第7讲 绘制三维图（第5章MATLAB 绘图）目的：1.掌握绘制三维图形的方法。
2.掌握绘制图形的辅助操作。
一、绘图时点坐标矩阵的生成。
绘图函数使用描点法绘图，所以在绘图前，需要建立空间点的概念，空间中的点需要三个坐标(,,)x y z ，matlab 使用三个矩阵来存储点的三个坐标，一个矩阵（比如A ）存储点的x 坐标，一个矩阵（比如B ）存储点的y 坐标，一个矩阵（比如C ）存储点的z 坐标。
其中A 、B 、C 三矩阵是同型矩阵。
例如设矩阵123112X ⎛⎫⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，014221Y −⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭，510113Z ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪−⎝⎭则，matlab 绘图函数将绘制点()()1,0,5,(2,1,1),(3,4,0),,2,1,3−共6个点。
如果点的坐标没有规律那么我们需要手工输入坐标矩阵。
如果点的坐标有规律，那么我们可以使用矩阵运算或者matlab 产生点的函数来生成坐标矩阵。
例如，假设空间中点的纵横坐标如下图所示：图中点的坐标有规律：横坐标是(1,2,3,4),纵坐标是(1,2,3)，所以可以使用如下方法得到点的坐标矩阵。
方法一：>> a=[1,2,3,4];b=[1,2,3];i=ones(1,3);j=ones(1,4);>>x=i’ *a; y=b‘ *j;方法二：使用matlab系统函数meshgrid（推荐使用）>> a=[1,2,3,4]; b=[1,2,3];>>[x,y]=meshgrid(a,b) % 该函数生成的x，y矩阵和方法一相同。
------------------我是华丽分割线-----------------除meshgrid外，还可以用peaks、cylinder函数等生成点坐标矩阵。
peaks(n): 本身是一个创建具有多个峰值的曲面图，例如:>> peaks(30) %产生的图如下：在matlab中可以使用，例如：命令[x,y,z]=peaks(30)取出曲面点的三个坐标矩阵x,y,z；[a,b]=peaks(30)取出曲面点的前两坐标矩阵x,y；%可以用逻辑运算a==x,b==y验证注意：命令a=peaks(30)取出的a不是曲面点的x坐标，而是点的z坐标；可以用二维绘图函数scatter(x,y)绘制散点图观察取出的坐标点:>>[x,y]=peaks(8);>>scatter(x,y)另一个可以用来取坐标点的函数是sphere(n)，命令sphere(n)：绘制一个具有n个纵列的单位球面。
Matlab中的3D图形绘制方法
Matlab中的3D图形绘制方法Matlab是一种常用于科学计算和数据可视化的高级编程语言和开发环境。
它的强大功能使得它成为工程师、科学家和研究人员的首选工具之一。
其中一个引人注目的特点是它对3D图形的支持。
在本文中，我们将探讨Matlab中的一些3D图形绘制方法。
Matlab提供了多种绘制3D图形的函数和工具。
最基本的方法是使用“plot3”函数绘制三维数据。
这个函数接受x、y和z三个参数，分别表示三维坐标系上的数据点。
通过给定一系列的数据点，我们可以在三维空间中绘制出线条或散点图。
这种方法适用于简单的数据展示和初步的分析。
除了基本的线条和散点图，Matlab还提供了一些更高级的3D图形绘制函数，如“surface”和“mesh”。
这些函数可以用来绘制三维曲面和网格图。
例如，我们可以使用“surface”函数绘制一个三维山丘的图像，其中x和y轴表示地面上的位置，z轴表示地面的高度。
通过调整x、y和z的数值，我们可以创建出各种形状和复杂度的三维表面。
Matlab还在其图形库中提供了许多其他类型的3D图形绘制函数。
例如，“bar3”函数可以用来绘制三维柱状图，其中x和y轴表示不同的类别，z轴表示各类别的数值。
这种图形可以更直观地展示不同类别之间的关系和差异。
类似地，“contour”函数可以用来绘制三维的等值线图，用于可视化函数的等值线和等高面。
另一个值得一提的技术是使用Matlab的“patch”函数绘制复杂的三维图形。
这个函数可以用来创建和修改三维物体的表面，例如绘制球体、立方体和多面体等。
我们可以通过更改物体的属性和位置来构建各种形状和几何体。
这种灵活性使得“patch”函数在计算机图形学和动画领域中得到广泛应用。
除了这些函数和工具，Matlab还允许用户通过编写自定义的脚本和函数来实现更高级的3D图形绘制。
例如，我们可以使用Matlab的3D绘图工具箱中的一些高级函数和方法来创建特定类型的三维图形，如体积渲染、光线追踪和动画效果等。
matlab的三维绘图和四维绘图
matlab的三维绘图和四维绘图⼀、三维绘图1.曲线图plot3(X1,Y1,Z1,...)：以默认线性属性绘制三维点集（X1,Y1,Z1）确定的曲线plot3(X1,Y1,Z1,LineSpec)：以参数LineSpec确定的线性属性绘制三维点集plot3(X1,Y1,Z1,'PropertyName',PropertyValue,...)：根据指定的属性绘制三维曲线theta = 0:0.01*pi:2*pi;x = sin(theta);y = cos(theta);z = cos(4*theta);plot3(x,y,z,'LineWidth',2);hold on;theta = 0:0.02*pi:2*pi;x = sin(theta);y = cos(theta);z = cos(4*theta);plot3(x,y,z,'rd','MarkerSize',10,'LineWidth',2);2.⽹格图绘制函数z=f(x,y)的三维⽹格图的过程：确定⾃变量x和y的取值范围和取值间隔利⽤meshgrid函数⽣成“格点”矩阵计算⾃变量采样“格点”上的函数值：Z = f(x,y)matlab中提供了mesh函数⽤于实现绘制⽹格图：mesh(X,Y,Z)：绘制三维⽹格图，颜⾊与曲⾯的⾼度相匹配mesh(Z)：系统默认颜⾊与⽹格区域的情况下绘制数据Z的⽹格图mesh(...,C,'PropertyName',PropertyValue)：对指定的颜⾊C，指定的属性值，画出三维图形meshc(...)：⽤于画⽹格图与基本的等值线图meshz(...)：⽤于绘制包含零平⾯的⽹格图h = mesh(...)：返回图形对象句柄属性值向量h[X,Y] = meshgrid(-3:.5:3);Z = 2 * X.^2-3 * Y.^2;subplot(2,2,1)plot3(X,Y,Z)title('plot3')subplot(2,2,2)mesh(X,Y,Z)title('mesh')subplot(2,2,3)meshc(X,Y,Z)title('meshc')subplot(2,2,4)meshz(X,Y,Z)title('meshz')set(gcf,'Color','w');3.曲⾯图表⽰三维空间内数据的变化规律。
教你用MATLAB快速作一维、二维、三维图
subplot(2,2,3);
• ct=cos(x)./(sin(x)+eps);
plot(x,t);
title('tangent(x)');
• subplot(2,2,1); 分成2×2区域且指定1号为活动区 axis ([0 2*pi -40 40]);
• plot(x,y);
subplot(2,2,4);
• 下述程序段绘制一正方形并以黄色填充：
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• x=[0 1 1 0 0]; 正方形顶点坐标向量
• y=[0 0 1 1 0]; • fill(x,y,'y');绘制并以黄色填充正方形图
• 再如：
• x=[0:0.025:2*pi];
• y=sin(3*x);
• fill(x,y,[0.5 0.3 0.4]); 颜色向量
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2、多条曲线
plot3(x,y,z)
其中x，y，z都是m*n矩阵，其对应的每一列表示一条曲线.
例 画多条曲线观察函数Z=(X+Y).^2.
解 x=-3:0.1:3;y=1:0.1:5; [X,Y]=meshgrid(x,y); Z=(X+Y).^2; plot3(X,Y,Z)
列程序段将绘制条形图形
x=[-2.5:0.25:2.5];
y=exp(-x.*x); bar(x,y); 绘制条形图命令
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• 6.3 填充图形
• fill(x,y,’c’)函数用来绘制并填充二维多
边图形，x和y为二维多边形顶点坐标向 量。字符 ’c’ 规定填充颜色，其取值前 已叙述。
-0.6
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• 大多数计算机在一个8位的硬件查色表中一次可以 显示256种颜色，当然有些计算机的显示卡可以 同时显示更多的颜色。
• 这就意味着在不同的图中，一般一次可以用三或 四个64×3的颜色映象。如果使用了更多的颜色 映象输入项，计算机必须经常在它的硬件查色表 中调出输入项。比如，当在画MATLAB图形时背 景图案发生了变化，就是发生了这种情况。
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• 函数plot、plot3、contour（等高线图） 和contour3不使用颜色映象，它们使用列 在plot颜色和线形表中的颜色。而大多数其 它绘图函数，比如mesh、surf、fill、 pcolor和它们的各种变形函数，使用当前 的颜色映象。
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3.3三维曲线和曲面
内容提要 1. 三维线图指令plot3； 2. 三维曲面/网线图； 3. 颜色的使用； 4. 曲面/网线图的精细修饰； 5. 透视、镂空和裁切 6. 高维可视化 7. 图形窗功能
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1. 三维线图指令plot3
• plot3(X,Y,Z,‘s’) （单参数三维曲线） 用s 指定的点形线型色彩绘制曲线
• plot3(X1,Y1,Z1,'s1',X2,Y2,Z2,'s2', ... )
用s1, s2 指定的点形线型色彩绘制 多类曲线
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说明：
X、Y、Z为同维向量、 矩阵、 s的数方程 绘制三维图形
• t=(0:0.02:2)*pi;%参数采样 • x=sin(t);y=cos(t);z=cos(2*t); • plot3(x,y,z,'b-',x,y,z,'bd') • view([-82,58]),box on • xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z') • legend('链','宝石')
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2.三维曲面/网线图
三维图形较二维图形复杂：表现在： 1. 数据的准备 2. 三维图形色彩的使用 3. 明暗处理、 4. 光照处理、 5. 视点处理等
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（1）数据准备（很重要）
• 画函数 z f (x, y)所代表的三维空间曲面，需 要做以下数据准备： ：
• （1）确定自变量的取值范围和取值间隔； • （2）构成自变量x,y的自变量“格点”矩阵； • （3）计算在自变量采样“格点”上的函数
值。
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（2）绘制曲面/网线图的基本指令
• surf(Z) 以Z矩阵列、行下标为轴自变量， 画曲面图。
• surf(X,Y,Z) 最常用的曲面图调用格式
• surf(X,Y,Z,C) 最完整调用格式，画由C 指定用色的曲面图。
• mesh(Z) 以Z矩阵列、行下标为轴自变 量，画网线图。
• mesh(X,Y,Z) 最常用的网线图调用格式
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3、颜色的使用
• 但是很多时候，一个简单的二维或三维图 形不能一次显示出想要提供的全部信息。
• 这时，颜色可以对图形提供一个附加的维 数。
• 许多绘图函数都可以接受一个可用的颜色 参量，来增加这附加的维数。
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本小节以研究颜色映象开始： • 如何使用、显示、修改和如何创建用户自
己的颜色映象。 • 然后，阐述在一个图形窗口中仿真多个颜
默认的用色矩阵C=Z。 • 单宗量输入绘图时， • Z矩阵的列下标当作x轴坐标的“自变量”， • 把Z的行下标当作y轴坐标的“自变量”。
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例5.3-2用曲面图表现函数 z x2 y2
• clf • x=-4:4;y=x; • [X,Y]=meshgrid(x,y); • Z=X.^2+Y.^2; • surf(X,Y,Z); • colormap(hot) • hold on • stem3(X,Y,Z,'bo') • hold off • xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z') • axis([-5,5,-5,5,0,inf]) • view([-84,21])
上次课内容回顾
MATLAB二维绘图 1. 离散函数和数据的可视化； 2. 二维曲线和图形 • plot基本调用格式、 • 衍生调用格式、 • 可控调用格式； 3. 坐标控制和图形标识（坐标轴、分格线、坐标
框、图形标识、精细控制） 4. 多次叠绘、双纵坐标和多子图； 5. 获取二维图形数据的指令ginput。
色映象的技术或只使用颜色映象的一部分 的技术。 • 最后，讨论照明模型并提供例子。
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（1）颜色映像简介
• MATLAB有一个叫颜色映象的数据结构来 代表颜色值。
• 颜色映象定义为一个有三列和若干行的矩 阵。
• 利用0到1之间的数，矩阵的每一行都代表 了一种色彩。
• 任一行的数字都指定了一个RGB值，即红、 黄、蓝三种颜色的强度，形成一种特定的 颜色。
• 所以，除非计算机有一次显示更多种颜色的显示 卡，最好任何一次所用的颜色映象输入项数都小 于256。
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（2）颜色映象使用
• 语句colormap(M）将矩阵M作为当前图形 窗口所用的颜色映象。
• 例如，colormap（cool）装入了一个有64 个输入项的cool颜色映象。
• colormap default装入了缺省的颜色映象 （hsv）。
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简单颜色映像表
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预定的颜色映象 分别由十个MATLAB函数产生
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• 上面所列的各个颜色映象产生一个64×3的 矩阵，指定了64种颜色RGB的描述。
• 这些函数都接受一个参量来指定所产生矩 阵的行数。比如hot(m)产生一个m×3的矩 阵，它包含的RGB颜色值的范围从黑经过 红、橘红和黄，到白。
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单宗量输入时：
• clf • x=-4:4;y=x; • [X,Y]=meshgrid(x,y); • Z=X.^2+Y.^2; • surf(Z); • colormap(hot) • hold on • mesh(X,Y,Z) • hold off • xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z') • view([-84,21])
• mesh(X,Y,Z,C) 最完整调用格式，画由C
指定用色的网线图。
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说明
对于最完整调用格式 surf(X,Y,Z,C) 和mesh(X,Y,Z,C) ： • 四个输入宗量都是维数相同的矩阵； • X、Y是自变量“格点”矩阵； • Z是格点上的函数矩阵； • C是指定各点用色的矩阵。C可以空缺，空缺时，