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
NCU CM 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
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 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。
22
• 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。
1
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
2
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
3
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')
5
6
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
7
（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。
8
（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
13
14
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。
15
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”。
10
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。
16
（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。
21
（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）。
17
简单颜色映像表
18
预定的颜色映象 分别由十个MATLAB函数产生
19
• 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。
11
12
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。
9
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，