Matlab学习笔记（一）—— 三维图形绘制

　　这学期公选课选的是MATLAB，所以准备把这学期所学习的整理到博客上，作为记录，哇咔咔~

一、三维函数图：

x=cos(t), y=sin(t), z=t     %≤t ≤*pi
t=:0.001:*pi;    %t的取值范围
x=cos(t);y=sin(t);z=t;
plot3(x,y,z)
xlabel('x轴'),ylabel('y轴'),zlabel('z轴')    %为坐标轴加上标签
grid on     %为图像加上网格

　　三维函数的绘制一般使用plot3（）函数，其三个基本参数是三个参数函数，第四个参数可以改变函数的颜色，或者虚实线，如plot3（x, y, z, 'r:'）,其绘制的函数图像则为红色虚线的，上述脚本的运行结果如下：

 二、三维饼图：

pie3([    ])

　　直接调用上述脚本既可以绘制出一个饼图，如果这样调用pie3（[4 3 6 8 9], [0 0 1 0 0]），则在第二个向量中值为1的部分会在饼图中以突出的方式显示，上述脚本运行结果如下：

三、绘制空间多边形：

y1=rand(,);
y2=rand(,);
y3=rand(,);
fill3(y1,y2,y3,'m');
hold on;
plot3(y1,y2,y3,'yo')

　　首先rand(3, 5)产生了一个3 * 5 的随机数矩阵，上述脚本中先产生了y1，y2， y3三个3 * 5 的随机矩阵，其中

　　A ＝ ( y1[0][0], y2[0][0],y3[0][0] ),

　   B = ( y1[1][0], y2[1][0], y3[1][0] ),

C = ( y1[2][0], y2[2][0], y3[2][0] )

分别是第一个三角形的三个顶点，其他以此类推。所以fill3(y1,y2,y3,'m'); 共产生了5个三角形，并以粉色填充，plot3(y1,y2,y3,'yo')语句是在每个三角形的顶点加上黄色的小圈，而由于之前加上了hold on; 所以前面的粉色三角形不会被覆盖，运行效果如下：

四、三维网格图：

　　1、mesh（）函数生成网格图：

h2=[ ; -]
h4=[h2 h2;h2 -h2]
h8=[h4 h4;h4 -h4]
mesh(h8)

　　上面由迭代生成一个8*8的矩阵,即：

         -         -         -         -
              -    -              -    -
         -    -              -    -
                        -    -    -    -
         -         -    -         -
              -    -    -    -
         -    -         -              -

　　mesh（）函数以矩阵的下标为x，y坐标，生成一个网格图，运行效果如下：

　　2、meshgrid（）函数：

a=[:]
b=[:]
[A,B]= meshgrid(a,b)

　　上述生成了A,B两个矩阵：

A =                                       B =
                                                  
                                                  
                                                                                         

　　命令等效于：A=ones(size(b))*a;  B=b'*ones(size(a))

　　3、利用meshgrid（）函数和mesh（）函数生成网格图：

x=-:; y=x;
[X,Y]=meshgrid(x,y);
Z=X.^+Y.^ ;
mesh(X,Y,Z)

　　上述脚本先使用meshgrid（）函数生成11 * 11的矩阵，再使用mesh（）生成网格图；

五、三维曲面图：

　　首先三维曲面图和三维网格图不同，其区别有：　

　　　　（1）网线图：线条有颜色，内部是无颜色

　　　　（2）曲面图：线条是黑色的，内部有颜色（把线条之间的空挡填充颜色，沿z轴按每一网格变化）

　　 

　　1、使用peak（）函数：　

　　　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：

z = *(-x).^.*exp(-(x.^) - (y+).^) ... - *(x/ - x.^ - y.^).*exp(-x.^-y.^) ... - /*exp(-(x+).^ - y.^)

　　2、surfc（）函数：

[X,Y,Z]=peaks(2);
 surfc(X,Y,Z)

　　上述脚本先调用peaks（）函数，再使用surfc（）函数便可得出下列图形：

　　3、colormap（）函数：

　　　  matlab 的颜色数据集合为红、绿、蓝三颜色矩阵 [R，G，B]，维数m×3，R,G,B在[0 1]区间连续取值，理论上颜色种类可达无穷多种，然后我们使用colormap（）就可以设置图像颜色，如colormap([0.5 0.7 0.8])，当然，matlab也有常用颜色数据，见下表：　　

• jet —— 饱和值色图II
• hsv —— 饱和值色图
• gray —— 线性灰度色图
• hot —— 暖色色图
• cool —— 冷色色图
• bone —— 兰色调灰色图
• copper —— 铜色色图
• pink —— 粉红色图
• prism —— 光谱色图
• flag —— 红、白、蓝交替色图

　　　 如我们调用colormap gray; 就可得到相应的线性灰度色图。

六、图像修饰方法：

　　1、shading：

　　我们可以使用colormap（）函数进行颜色的修饰，还可以使用shading来控制表面和块等图形对象颜色的渲染：

[X,Y,Z]=sphere();
surfc(X,Y,Z)
colormap cool
shading interp
axis equal 

　　上述脚本中，我们画了一个球：

　　shading有多种选项，常用为：faceted / flat / interp, 等等。

　　//To Be Continued.