MATLAB教程三维图形.ppt

1.5作图与动画,matlab语言丰富的图形表现方法，使得数学计算结果可以方便地、多样性地实现可视化，这是其它语言所不能比拟的。,1.5.2三维图形,一.三维空间曲线plot3最基本的三维图形指令指令：plot3(x,y,z,s)x,y,z是同维数的矢量或矩阵，每组x,y,z构成一个点的坐标，各点依次相联，形成一条曲线。利用矩阵可以同时画多条空间曲线。s是线型、颜色和标志的参数。,例1：x,y,z均为矢量时t=0:0.01:15;x=sin(t);y=cos(t);z=t;plot3(x,y,z),axissquare;gridon,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),Kjqx.m,kjqx02.mqzb.m,例2：x,y,z均为矩阵时x,y=meshgrid(-2:0.1:2);Z=x.*exp(-x.2-y.2);plot3(x,y,Z)gridon,例3：指定曲线图的线型、颜色及标记t=0:pi/20:10*pi;plot3(sin(t),cos(t),t,:*r),gridtitle(kjqx),xlabel(sin(t),ylabel(cos(t),zlabel(t),二.画球面、椭球面和柱面Sphere(N)画一个半径为1，有N条经线的球面。Cylinder(R,N)画由母线R旋转产生的柱面，柱面上有N条母线Ellipsoid(XC,YC,ZC,XR,YR,ZR,N)画椭球面,Qtzt.m,subplot(1,2,1)sphere(6),axisequalsubplot(1,2,2)t=0:0.1*pi:2*pi;X,Y,Z=cylinder(4*cos(t);mesh(X,Y,Z)axissquare,三.网线和表面图1、三维绘图数据的产生在matlab中，曲面是用xy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peaksx,y,z=peaks(n)分别创建x,y,z三个均为nn阶的方阵peaks(n)直接使用peaks函数所创建的矩阵绘制表面图,2、指令mesh(Z)绘制分别以mn阶矩阵Z的行数和列数为x和y坐标(1:m,1:n)，以Z的对应元素值为Z坐标的三维网线图，只有定义点的连线有颜色mesh(X,Y,Z)绘制分别以矩阵X、Y、Z的元素值为坐标的三维网线图。meshc将网线图与等高线图绘制在一起meshz在绘制网线图时画出零基准平面waterfall绘制瀑布线图wangxian01.m,surf(Z)绘制分别以mn阶矩阵Z的行数和列数为x和y坐标(1:m,1:n)，以Z的对应元素值为Z坐标的三维表面图，连线及其之间的面积有颜色。surf(X,Y,Z)绘制分别以矩阵X、Y、Z的元素值为坐标的三维表面图。biaomiantu.m,四、视角view(az,el)az方位角，单位是度，取值为-180180，计算起点是负y轴。el俯视角，取值为-9090，计算起点是xy平面.三维观察时默认az=-37.5,el=30二维观察时默认az=0，el=90,五、色彩的调制、渲染和光照控制1.色彩指令colormap(Map)Map是色图矩阵或色图函数色图矩阵是m3的数值矩阵，它的每一行是RGB三元组。000黑色100红色010蓝色001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springsummerautumnwinter,setu.m,2、渲染方式：shadingflat平坦式渲染shadinginterp插补式渲染shadingfaceted平坦式加黑色网格线,3、控制光照效果surfl(X,Y,Z,S,K)S用以确定光源的位置，K是用光方式surfl(X,Y,Z)默认方式ts.m,六、四维数据的表现为了实现三维数据的可视化表现，Matlab提供了绘制四维切片图函数slice。Slice(X,Y,Z,v,xi,yi,zi)其中X,Y,Z为使用meshgrid生成的三维数据网格，v为所绘制图形的函数，xi,yi,zi为切片的位置Slice(v,xi,yi,zi)若X,Y,Z为使用meshgrid生成的mnj的三维数据网格，则以1:m为x坐标，以1:n为y坐标，以1:j为z坐标，v为所绘制图形的函数，xi,yi,zi为切片的位置ys.mys02.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0.1Comet3(x,y,z,p)彗长为p*length(y)的三维彗星轨迹，p的默认值为0.1ddqxn.mhuixing.m,2.影片动画制作影片动画的步骤：M=moviein(n),定义一个n列的矩阵M，以存储n帧画面，每列对应一帧。M(:,j)=getframe,依次将n帧画面存入矩阵M，通常用for循环完成。getframe函数可截取每一幅画面信息而形成一个很大的列向量，该向量可保存到一个变量中，显然，保存n幅图就需一个大矩阵。movie(M,k,FPS),将n帧画面演示k次，每秒FPS帧，k默认为一次，FPS默认为12。,3.实时动画Matlab用图形对象的EraseMode属性来实现在保持背景图案的条件下擦除旧对象，显示新对象。EraseMode的属性：normal重绘整个显示区none不作擦除，直接在原图上绘图xor擦除旧对象的点绘制新对象的点background把旧对象的颜色变为背景色当新对象的属性修改以后，用drawnow刷新屏幕,Wave1.mwave2.m,作业：1、使用plot3绘制三维曲线，t=0:pi/50:10