Matlab 应用之绘制三维图形（基础篇）

在Matlab中，三维图形的绘制包括三维曲线，三维网线图和三维曲面图。闲话不多说，直接进入正题。首先介绍几个函数：

1.plot3(x,y,z,…)

其中，x,y,z为维数相同的向量，分别储存3个坐标值；

2.stem3(x,y,z,…)

常用的三维火柴杆图

3.mesh(x,y,z,…)

常用的网线图调用格式；

4.surf(x,y,z,…)

常用的曲面图调用格式；

5.contour(x,y,z,…)

常用的的等高线调用格式；

6.meshgrid(x,y)

格点矩阵生成函数；

下面以两个例子，熟悉上述函数的用法

例一：

绘制x=cos(t),y=sin(t),z=t所表示的曲线，其中t的范围为[0,10pi]，要求绘制三维曲线图与三维火柴杆图。

分析：可以看到，函数中，x，y均为z的单值函数，所以用plot3和stem3就可以解决

代码：

 

t=0:pi/30:10*pi;                              %设定t的范围

plot3(cos(t),sin(t),t,'-b','LineWidth',4);             %绘制三维曲线，并且做修饰

grid on                                      %加网格

axis square                                   %命令坐标为方形

figure(2)                                     %新建图形窗口

stem3(cos(t),sin(t),t,'-.g')                        %绘制三维火柴杆图

 

结果：

 

图1. 例一结果图(三维曲线图)

图2. 例一结果图(三维火柴杆图)

例二：

绘制二元方程所表示的三维曲面，其中x，y的范围为[-8,8]，要求绘制三维曲面图，三维网线图，三维等高线图。

 

分析：可以看出，函数中，z为与x，y都相关的函数，所以此处需要用meshgrid函数先构成格点矩阵

代码：

x=-8:0.5:8;                               % x范围                     

y=-8:0.5:8;                               % y范围

[xx,yy]=meshgrid(x,y);                      %构成格点矩阵

c=sqrt(xx.^2+yy.^2)+eps;                    %计算z的分母，为避免为0，加eps

z=sin(c)./c;                                %计算z

subplot(2,2,1)

surf(xx,yy,z);title('Surfplot');                  %子图1，绘制三维图形

subplot(2,2,2)

mesh(xx,yy,z);title('Meshplot');                %子图2，绘制三维曲面

subplot(2,2,3)

surf(xx,yy,z);title('Surplot with shading interp'); %子图3，绘制三维曲面，表面为光滑

shading interp;

subplot(2,2,4)

contour(xx,yy,z);title('Meshplot');             %子图4，绘制等高曲线

 

结果：

图 3. 例二结果图

    希望大家能认真体会以上两个例子，现在给出一个思考题，如果能画出来的话，说明你已经掌握了这一技能，答案我将在下一期的帖子给出。

思考题：

给出一组数据，如下表所示，做出其三维曲面图

图 4.思考题数据截图

图 5.思考题答案图

注：本贴提及的程序及思考题数据位置为：http://www.jishulink.com/content/doc/280286