matlab三维作图教程
三维曲线
plot3函数与plot函数⽤法⼗分相似，其调⽤格式为：
plot3(x1,y1,z1，选项1,x2,y2,z2，选项2,…,xn,yn,zn，选项n)
其中每⼀组x,y,z组成⼀组曲线的坐标参数，选项的定义和plot函数相同。当x,y,z是同维向量时，则x,y,z 对应元素构成⼀条三维曲线。当x,y,z是同维矩阵时，则以x,y,z对应列元素绘制三维曲线，曲线条数等于矩阵列数。
例绘制三维曲线。
程序如下：
t=0:pi/100:20*pi;
x=sin(t);
y=cos(t);
z=t.*sin(t).*cos(t);
plot3(x,y,z);
title('Line in 3-D Space');
xlabel('X');ylabel('Y');zlabel('Z');
三维曲⾯
1．产⽣三维数据
在MATLAB中，利⽤meshgrid函数产⽣平⾯区域内的⽹格坐标矩阵。其格式为：
x=a:d1:b; y=c:d2:d;
[X,Y]=meshgrid(x,y);
语句执⾏后，矩阵X的每⼀⾏都是向量x，⾏数等于向量y的元素的个数，矩阵Y的每⼀列都是向量y，列数等于向量x的元素的个数。
2．绘制三维曲⾯的函数
surf函数和mesh函数的调⽤格式为：
mesh(x,y,z,c)：画⽹格曲⾯，将数据点在空间中描出，并连成⽹格。
surf(x,y,z,c)：画完整曲⾯，将数据点所表⽰曲⾯画出。
⼀般情况下，x,y,z是维数相同的矩阵。x,y是⽹格坐标矩阵，z是⽹格点上的⾼度矩阵，c⽤于指定在不同⾼度下的颜⾊范围。
例绘制三维曲⾯图z=sin(x+sin(y))-x/10。
例绘制三维曲⾯图z=sin(x+sin(y))-x/10。
程序如下：
[x,y]=meshgrid(0:0.25:4*pi); %在[0,4pi]×[0,4pi]区域⽣成⽹格坐标
z=sin(x+sin(y))-x/10;
mesh(x,y,z);
axis([0 4*pi 0 4*pi -2.5 1]);
此外，还有带等⾼线的三维⽹格曲⾯函数meshc和带底座的三维⽹格曲⾯函数meshz。其⽤法与mesh类似，不同的是meshc还在xy平⾯上绘制曲⾯在z轴⽅向的等⾼线，meshz还在xy平⾯上绘制曲⾯的底座。
例在xy平⾯内选择区域[-8,8]×[-8,8]，绘制4种三维曲⾯图。
程序如下：
[x,y]=meshgrid(-8:0.5:8);
z=sin(sqrt(x.^2+y.^2))./sqrt(x.^2+y.^2+eps);
subplot(2,2,1);
mesh(x,y,z);
title('mesh(x,y,z)')
subplot(2,2,2);
meshc(x,y,z);
title('meshc(x,y,z)')
subplot(2,2,3);
meshz(x,y,z)
title('meshz(x,y,z)')
subplot(2,2,4);
surf(x,y,z);
title('surf(x,y,z)')
3．标准三维曲⾯
sphere函数的调⽤格式为：（球体，领域，半球，圈⼦）
[x,y,z]=sphere(n)：generates three(N+1)-by-(N+1) matrices so that SURF(X,Y,Z) produces a unit sphere.
cylinder函数的调⽤格式为：（圆筒，圆柱体，柱⾯）
[x,y,z]= cylinder(R,n)，其中r为圆周半径，n为组成圆周的点数。
MATLAB还有⼀个peaks 函数，称为多峰函数，常⽤于三维曲⾯的演⽰。
例绘制标准三维曲⾯图形。
程序如下：
t=0:pi/20:2*pi;
[x,y,z]= cylinder(2+sin(t),30);
subplot(2,2,1);
surf(x,y,z);
subplot(2,2,2);
[x,y,z]=sphere;
surf(x,y,z);
subplot(2,1,2);
[x,y,z]=peaks(30);
surf(x,y,z);
其他三维图形
在介绍⼆维图形时，曾提到条形图、杆图、饼图和填充图等特殊图形，它们还可以以三维形式出现，使⽤的函数分别是bar3、stem3、pie3 和fill3。
bar3函数绘制三维条形图，常⽤格式为：
bar3(y)
bar3(x,y)
stem3函数绘制离散序列数据的三维杆图，常⽤格式为：
stem3(z)
stem3(x,y,z)
pie3函数绘制三维饼图，常⽤格式为：
pie3(x)
fill3函数等效于三维函数fill，可在三维空间内绘制出填充过的多边形，常⽤格式为：
fill3(x,y,z,c)
例绘制三维图形：
(1) 绘制魔⽅阵的三维条形图。
(2) 以三维杆图形式绘制曲线y=2sin(x)。
(3) 已知x=[2347,1827,2043,3025]，绘制饼图。
(4) ⽤随机的顶点坐标值画出五个黄⾊三⾓形。
程序如下：
subplot(2,2,1);
bar3(magic(4))
subplot(2,2,2);
y=2*sin(0:pi/10:2*pi);
stem3(y);
subplot(2,2,3);
pie3([2347,1827,2043,3025]);
subplot(2,2,4);
fill3(rand(3,5),rand(3,5),rand(3,5), 'y' )
例绘制多峰函数的瀑布图和等⾼线图。
程序如下：
subplot(1,2,1);
[X,Y,Z]=peaks(30);
waterfall(X,Y,Z)
xlabel('X-axis'),ylabel('Y-axis'),zlabel('Z-axis');
subplot(1,2,2);
contour3(X,Y,Z,12,'k'); %其中12代表⾼度的等级数
xlabel('X-axis'),ylabel('Y-axis'),zlabel('Z-axis');
图形修饰处理
视点处理MATLAB提供了设置视点的函数view，其调⽤格式为：view(az,el)
其中az为⽅位⾓，el为仰⾓，它们均以度为单位。系统缺省的视点定义为⽅位⾓-37.5°，仰⾓30°。
例从不同视点绘制多峰函数曲⾯。
程序如下：
subplot(2,2,1);mesh(peaks);
view(-37.5,30); %指定⼦图1的视点
title('azimuth=-37.5,elevation=30')
subplot(2,2,2);mesh(peaks);
view(0,90); %指定⼦图2的视点
title('azimuth=0,elevation=90')
subplot(2,2,3);mesh(peaks);
用subplot函数view(90,0); %指定⼦图3的视点
title('azimuth=90,elevation=0')
subplot(2,2,4);mesh(peaks);
view(-7,-10); %指定⼦图4的视点
title('azimuth=-7,elevation=-10')
⾊彩处理
1．颜⾊的向量表⽰
MATLAB除⽤字符表⽰颜⾊外，还可以⽤含有3个元素的向量表⽰颜⾊。向量元素在[0,1]范围取值，3个元素分别表⽰红、绿、蓝3种颜⾊的相对亮度，称为RGB三元组。
2．⾊图
⾊图(Color map)是MATLAB系统引⼊的概念。在MATLAB中，每个图形窗⼝只能有⼀个⾊图。⾊图是m×3 的数值矩阵，它的每⼀⾏是RGB三元组。⾊图矩阵可以⼈为地⽣成，也可以调⽤MATLAB提供的函数来定义⾊图矩阵。
3．三维表⾯图形的着⾊
三维表⾯图实际上就是在⽹格图的每⼀个⽹格⽚上涂上颜⾊。surf函数⽤缺省的着⾊⽅式对⽹格⽚着⾊。除此之外，还可以⽤shading命令来改变着⾊⽅式。
shadingfaceted命令将每个⽹格⽚⽤其⾼度对应的颜⾊进⾏着⾊，但⽹格线仍保留着，其shading flat命令将每个⽹格⽚⽤同⼀个颜⾊进⾏着⾊，且⽹格线也⽤相应的颜⾊，从⽽使得图形表⾯显得更加光滑。
shading interp命令在⽹格⽚内采⽤颜⾊插值处理，得出的表⾯图显得最光滑。
颜⾊是⿊⾊。这是系统的缺省着⾊⽅式

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