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1、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21、三维线图22、三维网线图33、三维曲面图4三、透视、镂空和裁切51、图形的透视52、图形的镂空63、图形的裁切7四、三维图形的精细控制81、视点与旋动82、色彩控制93、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
2、=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161、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：pl
3、ot3(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。【例】绘单条三维曲线t=(0:0.02:2)*pi;%三维坐标用参数方程表示x=sin(t);y=cos(t);z=cos(
4、2*t);%t为参数，得到三个同维向量plot3(x,y,z,'b-',x,y,z,'bd');%绘蓝色线和菱形的点view([-82,58]);%选择观察点boxon;%显示坐标框legend('链','宝石')%图例【例】绘多条三维曲线t=(0:0.02:2)'.*pi;%三维坐标用参数方程表示x=sin(t);y=cos(t);z=cos(2*t);%t为参数，得到三个同维向量r=0.1:0.1:1;%画系数不同的10条曲线x=x*r;y=y*r;z=z*r;16plot3(x,y,z);view([-82,58]);boxon;2、三维网线图以网格的形式显示三维图形。通常使用方
5、形网格，所以网格上的每一格点必需有一三维坐标(x,y,z)与之相对应。绘图指令如下：(1)mesh(Z)－以矩阵Z的列下标为x、行下标为y、矩阵的元素为z组成三维网格数据绘制网线图；(2)mesh(X,Y,Z)－X、Y、Z是同维矩阵，分别以三个矩阵对应位置的元素x、y、z组成三维网格数据绘制网线图；(3)mesh(X,Y,Z,C)－C为与其他三个矩阵同维，给出每个格点的用色矩阵。缺省时C=Z。（色表说明见后）其中，画z=f(x,y)所代表的网格数据产生如下：(1)x=x1:dx:x2;y=y1:dy:y2;X=ones(size(y))*x;Y=y*ones(size(x));(2)x
6、=x1:dx:x2;y=y1:dy:y2;[X,Y]=meshgrid(x,y);然后根据函数求出Z矩阵。【例】用网线图表现函数。clf;%清图形窗口x=-4:4;y=x;%x、y的取值范围都是-4到4[X,Y]=meshgrid(x,y);%形成采样点矩阵Z=X.^2+Y.^2;%计算函数值mesh(X,Y,Z);%绘网格图16colormap(hot);%选用色图3、三维曲面图将网线图的网格填色，形成曲面图。格式为：surf(Z)、surf(X,Y,Z)、surf(X,Y,Z,C)。含义同网线图。【例】用曲面图表现函数。clf;x=-4:4;y=x;[X,Y]=meshgrid(x
7、,y);Z=X.^2+Y.^2;surf(X,Y,Z);colormap(hot);16三、透视、镂空和裁切1、图形的透视Matlab在绘三维网线图和曲面图时，一般进行消隐处理。为得到透视效果，用以下命令：hiddenoff－透视被遮挡的图形hiddenon－消隐被遮挡的图形【例】透视效果演示[X0,Y0,Z0]=sphere(30);%产生单位球面的三维坐标X=2*X0;Y=2*Y0;Z=2*Z0;%产生半径为2的球面坐标surf(X0,Y0
